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準低電壓（100V）或標準小電流（5A或10A，均指額定值），以便實現(xiàn)測量儀表、保護設(shè)備及自動控制設(shè)備的標準化、小型化。同時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。,互感器實際應用中的拓樸結(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準可以分為： 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：測量保護用電壓互感器、計量用電壓互感器

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)越來越復雜，體積和重量越來越大，產(chǎn)品的造價也越來越高。例如，常規(guī)的油浸式電流互感器，500kV產(chǎn)品的價格要比300kV的價格增加一倍。而且電磁型電流互感器的鐵心具有飽和非線性，當電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時，高幅值的短路電流使互感器飽和、輸出的二次電流嚴重畸變，造成保護拒動，使電力系統(tǒng)發(fā)生嚴重事故。 為了

3、解決傳統(tǒng)模擬互感器以上問題，科研人員利用光學傳感技術(shù)和電子學原理相結(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,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)來實現(xiàn)電力系統(tǒng)電壓、電流測量的新型互感器。它是光學電壓互感器（OVT）、光學電流互感器（OCT）、組合式光學互感器等各種光學互感器的通稱。 與傳統(tǒng)互感器相比，數(shù)字互感器具有以下優(yōu)點： 絕緣性能好，造價低；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；暫態(tài)響應范圍大，測量精度高；頻率響應范圍寬；無易燃、易爆炸等危險；體積小、重量輕。,數(shù)字互感器的分類及特

4、點,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)磁光效應感應被測信號，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)磁光效應感應被測信號，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,法拉弟磁光效應原理,法拉第磁光效應是指當一束線偏振光沿著與磁場平行的方向通過磁光材料時，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，與光學環(huán)路的匝數(shù)及穿過光學環(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，就可以得到對應的被測電流值，這就是法拉第磁光效應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磁光效應原理，從早期的磁光玻璃發(fā)展到了今天用全光纖來實現(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