配网用电子式互感器.pdf

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1、配网用电子式互感器江苏科兴电器有限公司蔡强2011年5月28日科兴电子式互感器简介一、电子式电流互感器种类二、电子式电压互感器种类三、合并单元四、电子式互感器应用范围五、电子式互感器的特点六、电子式互感器订货注意事项七、关于电子式互感器的几点思考引言：智能电网要求实现监测、控制、保护、维护、调度和电力市场管理等数字化信息系统的全面集成，形成全面的辅助决策体,电子式互感器由于其本身的特点，成为智能电网中采集数据的重要组成部分。作为电力系统保护控制、调度运行和经营管理的基础电力装备，互感器的主流发展趋势是传感准确化、传输光纤化和输出数字化,传感准确化

2、首当其冲。现代电力系统要求互感器的测量精度满足电能计量、电能质量监测、保护控制、故障录波以及电网动态观测等各种应用装备和系统不断发展的需求。17现代电力系统正在走向智能化，作为智能电网的重要组成部分，智能变电站需要以光纤传输方式输出数字信号的互感器。传感准确化、传输光纤化和输出数字化的互感器主流趋势必然导致了电子式互感器的诞生。但是不是所有场合下，电子式互感器都要求数字量输出呢？不一定！IEC60044-7《电子式电压互感器》、IEC60044-8《电子式电流互感器》、GB/T20840.7《电子式电压互感器》、GB/T20840.8《电子式电流

3、互感器》对电子式互感器的二次输出都规定了数字量及模拟量两种输出模式。配电网用10～35kV中压互感器主要以模拟量输出为主，原因如下：1、中压互感器一般为开关柜内使用，信号传输距离近，一般在10米以内。2、中压电子式互感器的二次小电压信号可直接进综保装置。3、若改为数字输出，则成本会大大增加；增加了A/D转换，互感器就地数字化，还需要电源供电，则会增加故障率，抗干扰能力也会降低。181、电子式电流互感器产品种类目前我公司生产的中压电子式电流互感器原理主要有以下两种：1.1、采用罗氏线圈的互感器1.1.1、原理图：由罗氏线圈组成的电子式电流互感器原理

4、、实物图191.1.2、原理说明：此类电子式电流互感器一次传感部分采用了罗哥夫斯基线圈的原理，它由罗哥夫斯基线圈、积分器、A/D转换等单元组成，将一次侧大电流转换成二次的低电压模拟量输出或数字量输出。在高压电网中，罗哥夫斯基型传感器在继电保护上采用日益增多。自从1912年就已知道，罗哥夫斯基线圈的输出与电流的导数成正比。在高电压应用中，传感器输出的积分往往不在线圈本体上进行，可以免去电子器件，而更愿在二次设备上实现，这样能够降低费用。在空心线圈中，二次绕在非磁性骨架上。无铁磁材料使这种传感器的线性度良好，不饱和也无磁滞现象。因此，空心线圈具有优良

5、的稳态性能和暂态响应。201.1.2、原理说明：空心线圈应用安培定理时表明，当负荷为高阻抗Z时，线圈的输出电压是穿过线圈的一次电流I(t)的函数。p对于圆环形骨架a)任意截面的近似公式ipt)(et)(0NAtb)矩形截面的公式μ0Nwhraip(t)e(t)ln2rti211.1.2、原理说明：对于稳态下的正弦电流，空芯线圈的输出电压为E=M×jω×Ip由于整个线圈均匀地绕在非磁性骨架上，由全电流定律和电磁感应定律可得到线圈互感系数MNhR0aMln2Ri单独式空心线圈实际使用时，积分器是继电保护或测量系统

6、的组成部分。为测量单独式空心线圈的瞬时误差，必须采用时间常数合适的积分器。空芯电流互感器关键技术之一空芯线圈的制作原则•实现对电流的准确测量取决于一个稳定的互感系数。•为了获得高测量准确度，空芯线圈绕制时必须遵循以下原则：1、二次绕组在一定大小的非铁磁材料骨架上对称均匀分布；2、每一匝绕组的形状完全相同；3、每一匝绕组所在平面与骨架所在的圆周的中心轴垂直。空芯电流互感器关键技术之二积分器的性能优化•输出必须采用积分器还原被测电流信号，而积分器的时间常数有限，当系统短路、有大的衰减直流分量的时候，其暂态误差特性取决于测量的下限频率。1.2、采用低功

7、率线圈（感应式宽带线圈）原理的互感器。1.2.1、原理图：由低功率线圈组成的电子式电流互感器原理、实物图251.2.2、原理说明铁心线圈式低功率电流互感器（LPCT）是传统电磁式电流互感器的一种发展。由于现代电子设备的低输入功率要求，LPCT可以按照高阻抗R进行设计。这样传统电磁式电流互感器在非常高b（偏移的）一次电流下出现饱和的基本特性会得到改善，并因此显著扩大测量范围。总消耗功率的降低，便有可能无饱和地高准确度测量高达短路电流的过电流。对全偏移短路电流也能满足。除了量程比较宽，LPCT可以设计得尺寸比传统电磁式电流互感器小。由于全部使用范围可

8、以由单个（多用途）电流互感器承担，测量用与保护用互感器亦可共用一个线圈。261.2.2、原理说明此类电子式电流互感器的这种原理是采用低功