互感器技術(shù).ppt

1、互感器,互感器定義,互感器(instrument transformer)是按比例變換電壓或電流的設(shè)備。其功能主要是將高電壓或大電流按比例變換成標(biāo)準(zhǔn)低電壓（100V）或標(biāo)準(zhǔn)小電流（5A或10A，均指額定值），以便實(shí)現(xiàn)測量儀表、保護(hù)設(shè)備及自動控制設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化、小型化。同時(shí)互感器還可用來隔開高電壓系統(tǒng)，以保證人身和設(shè)備的安全。按比例變換電壓或電流的設(shè)備。,互感器實(shí)際應(yīng)用中的拓樸結(jié)構(gòu),互感器與合并單元,互感器分類,互感器按照不同的劃分標(biāo)準(zhǔn)可以分為： 1. 按工作狀態(tài)：電壓互感器、電流互感器 2. 按電壓等級：低壓互感器、高壓互感器、超高壓互感器 3. 按用途：測量保護(hù)用電壓互感器、計(jì)量用電壓互感器

2、4. 按絕緣材料：油浸式互感器、干式互感器 5. 按絕緣類型：全封閉互感器、半封閉互感器 6. 按變壓原理：電磁式互感器、電容式互感器 7. 按輸出信號：模擬互感器、數(shù)字互感器,數(shù)字互感器-興起的背景,隨著國家建設(shè)智能電網(wǎng)的推動，電力系統(tǒng)傳輸?shù)碾娏θ萘吭絹碓酱螅妷旱燃壴絹碓礁?，模擬互感器的絕緣結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，體積和重量越來越大，產(chǎn)品的造價(jià)也越來越高。例如，常規(guī)的油浸式電流互感器，500kV產(chǎn)品的價(jià)格要比300kV的價(jià)格增加一倍。而且電磁型電流互感器的鐵心具有飽和非線性，當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，高幅值的短路電流使互感器飽和、輸出的二次電流嚴(yán)重畸變，造成保護(hù)拒動，使電力系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重事故。 為了

3、解決傳統(tǒng)模擬互感器以上問題，科研人員利用光學(xué)傳感技術(shù)和電子學(xué)原理相結(jié)合研制出了電子式電流互感器，簡稱數(shù)字互感器或光電互感器。,數(shù)字互感器的特點(diǎn),數(shù)字互感器在原理與傳統(tǒng)的互感器完全不同，數(shù)字互感器是利用光電子技術(shù)和光纖傳感技術(shù)來實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)電壓、電流測量的新型互感器。它是光學(xué)電壓互感器（OVT）、光學(xué)電流互感器（OCT）、組合式光學(xué)互感器等各種光學(xué)互感器的通稱。 與傳統(tǒng)互感器相比，數(shù)字互感器具有以下優(yōu)點(diǎn)： 絕緣性能好，造價(jià)低；不含鐵心，不存在磁飽和、鐵磁諧振等問題；低壓側(cè)不存在開路高電壓危險(xiǎn)；暫態(tài)響應(yīng)范圍大，測量精度高；頻率響應(yīng)范圍寬；無易燃、易爆炸等危險(xiǎn)；體積小、重量輕。,數(shù)字互感器的分類及特

4、點(diǎn),數(shù)字互感器包括有源電子互感器、無源磁光玻璃電子式互感器和無源全光纖電子互感器。以上三種互感器均有電壓型和電流型兩種。 有源電子互感器中一次傳感器為空心線圈，高壓側(cè)電子器件需要由電源供電方能工作，采用光纖傳輸信號。 無源磁光玻璃電子式互感器利用法拉第(Faraday)磁光效應(yīng)感應(yīng)被測信號，一次傳感器為光玻璃，采用光纖傳輸信號。 無源全光纖電子互感器利用法拉第(Faraday)磁光效應(yīng)感應(yīng)被測信號，一次傳感器為光纖，采用光纖傳輸信號。,有源電子互感器示意圖,一次傳感器-空心線圈,信號傳輸介質(zhì)-光纖,法拉弟磁光效應(yīng)原理,法拉第磁光效應(yīng)是指當(dāng)一束線偏振光沿著與磁場平行的方向通過磁光材料時(shí)，線偏振光

5、的振動平面將產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，如圖。線偏光振動平面偏轉(zhuǎn)角的大小與磁場強(qiáng)度和光在磁場中所經(jīng)歷的路徑距離成正比。 如果敏感路徑是閉合環(huán)路，那么穿過敏感環(huán)路的電流所產(chǎn)生的磁場將作用于閉合環(huán)路，產(chǎn)生法拉第相角的大小將遵守安培環(huán)路定律。通過磁光材料（光纖或者磁光玻璃）的線偏振光振動平面的偏轉(zhuǎn)角大小，與光學(xué)環(huán)路的匝數(shù)及穿過光學(xué)環(huán)路的總電流成正比。如果我們能夠檢測光信號的偏振旋轉(zhuǎn)角，就可以得到對應(yīng)的被測電流值，這就是法拉第磁光效應(yīng)電流互感器的基本原理。,無源磁光玻璃電子式互感器,光玻璃,無源全光纖電子互感器,無源電子式電流互感器基于Faraday磁光效應(yīng)原理，從早期的磁光玻璃發(fā)展到了今天用全光纖來實(shí)現(xiàn)。與磁光玻璃型電流傳感器相比，全光纖型電流互感器從原理和工藝上利用了光纖陀螺的技術(shù)，是對光纖陀螺在電流傳感技術(shù)上的移植，可以克服磁光玻璃電流傳感器受溫度、振動等因素的影響；另外，光纖屬于柔性材料，可通過調(diào)節(jié)光纖匝數(shù)使全光纖型電流傳感器