电子式互感器原理与应用概述

电子式互感器原理与应用概述

摘要：电子式互感器是随着现代技术发展新型互感器,因其特殊的技术优势将逐步替代传统的电磁式互感器产品。本文将着重从电子式互感器的原理与应用方面进行深入的分析,以供参考。

关键词：电子式互感器原理应用

1、引言

随着计算机技术和电力设备二次系统测量、保护装置的数字化发展,电力系统对测量、保护、控制和数据传输智能化、自动化及电网安全、可靠和高质量运行的要求越来越高,具有测量、保护、监控、传输等组合功能的智能化、小型化、模块化、机电一体化电力设备,对电网安全、可靠和高质量运行具有重要意义。这已成为国内外著名电力设备生产企业进行产品研发的主流。

传统的电磁式电流电压互感器难以直接完成计算机技术对电流电压完整信息进行数字化处理的要求,难以实现电网对电量参数变化的在线监测,阻碍了电力系统自动化向更高水平发展,因此寻求一种能与数字化网络配套使用的新型电流电压互感器成为电网安全高效运行的迫切需要。

2、电子式互感器

电子式互感器（electronic instrument transformer）是由传感元件和数据处理单元组成的互感器,用以测量和监控电流、电压等参数。由于其传感机理先进,绝缘相对简单,动态范围大,频率响应宽,准确度高,适应电能计量、保护数字化和自动化发展方向,将成为传统电磁式互感器的换代产品。

电子式电流电压互感器,二次输出为小电压信号,无需二次转换,可方便地与数字式仪表、微机保护控制设备接口,实现计量、控制、测量、保护和数据传输的功能,且消除了传统电磁式电流互感器因二次开路、电压互感器二次短路给电力系统设备和人身安全带来的故障隐患。

作为传统电磁式互感器理想的换代产品,电子式互感器可广泛用于中压领域电力监测、控制、计量、保护系统、工矿企业、高层建筑、配、变电等场所,能有效降低变电站（配电所）的建设成本和运行维护成本,提高电网运行质量、安全可靠性和自动化水平,因其几乎不消耗能量、无铁心（或仅含小铁心）、且减少了许多有害物质的使用而使其成为节能和环保产品。电子式电流电压互感器在发达国家已被广泛采用,国内也有越来越多的产品投入使用。

3、电子式互感器的原理

3.1 电子式电流电压互感器原理

电子式电流互感器采用罗哥夫斯基（Rogowski）线圈和轻载线圈的基本原理。Rogowski线圈由于采用非磁性的骨架,不存在磁饱和现象。一次电流通过Rogowski线圈得到了与一次电流I1的时间微分成比例的二次电压E,将该二次电压E进行积分处理,获得与一次电流成比例的电压信号,通过微处理器将该信号进行变换、处理,即可将一次电流信息变成模拟量和数字量输出。轻载线圈它代表着经典感应电流互感器的发展方向。它由一次绕阻、小铁芯和损耗最小化的二次绕组组成。二次绕组上连接着分流电阻Ra,二次电流I2在分流电组Ra两端的电压降U2与一次电流I1成比例,电子式电流互感器比传统的电磁式电流互感器拥有更大的电流测量范围。

3.2 电子式电压互感器采用电阻分压原理

互感器由高压臂电阻、低压臂电阻、屏蔽电极、过电压保护装置组成。通过分压器将一次电压转换成与一次电压和相位成比例的小电压信号。采用屏蔽电极的方法改善电场分布状况和杂散电容的影响,在二次输出端并联一个过电压保护装置,防止在二次输出端开路时将二次侧电压提高。也可采用电容（阻容）分压的原理制作电子式电压互感器。

4、电子式互感器的应用

4.1 与微机综合保护测量装置成套使用

这一装置可由电子式电流、电压互感器与微机测量保护装置有机组合而成,电子式互感器与微机综合保护测量装置之间的接口,在产品出厂前就已调试完成,用户不再需要考虑两者的接口参数匹配,使用起来十分方便。同时,它还具有自检测、自诊断、自处理功能,能准确测量电流、电压、频率等参数,准确计算功率,可灵活设置保护定值,并设有标准通讯接口,可可以输出模拟信号或数字信号,通过光纤与通讯系统连接,实现四遥及远方通讯。

4.2 与户外高压真空断路器配套使用

采用电子式电流电压组合互感器采集和传输一次电流电压信息,与ZW□-12/MZ、ZW□-40.5/MZ型户外高压真空断路器、分段器和重合配套使用,组成新一代智能高压电器产品,可提高电力系统信息的数字化传输,提高了城网、农网的配网自动化水平。

4.3 与各种高压开关柜配套使用

由于电子式电流、电压互感器具有体积小、重量轻的特点,可方便的置于已有的各种高压开关柜中,将其用于新型开关柜的设计中,可大大减小开关柜的尺寸,减小设备的占地面积,降低变电站的建设成本。

5、结语

综上所述,使用电子式互感器有助于提高电力系统自动化、数字化的发展水平、促进智能化、数字化电器设备成套应用技术的进步,对改善我国电网运行质量和稳定性、确保电力设备和人身安全,为我国互感器行业的发展进步起到积极的促进作用,其发展正处于产业化发展的初期,它的广泛使用还将带动相关行业的发展,其产业化前景极为广阔。

参考文献

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