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什么叫电子式电流互感器？ IEC60044-8电子式电流互感器标准对电子式互感器的定义如下：一种装置，由连接到传输系统和二次转换器的一个或多个电压或电流传感器组成，用以传输正比于被测量的量，供给测量仪器、仪表和继电保护或控制装置。在数字接口的情况下，一组电子式互感器共用一台合并单元完成此功能。电子式电流互感器，是一种电子式互感器，在正常使用条件下，其二次转换器的输出实质上正比于一次电流，且相位差在连接方向正确时，接近与已知相位角。电子式电流互感器电子式电流互感器的分类1）按原理分类根据IEC和GB/T标准，明确指出电子式电流互感器可分为以下几类： （1）光学电流互感器。是指采用光学器件作被测电流传感器，光学器件由光学玻璃、全光纤等构成。传输系统用光纤，输出电压大小正比于被测电流大小。由被测电流调制的光波物理特征，可将光波调制分为强度调制、波长调制、相位调制和偏振调制等。 （2）空心线圈电流互感器。又称为Rogowski线圈式电流互感器。空心线圈往往由漆包线均匀绕制在环形骨架上制成，骨架采用塑料、陶瓷等非铁磁材料，其相对磁导率与空气的相对磁导率相同，这是空心线圈有别于带铁心的电流互感器的一个显著特征。 （3）铁心线圈式低功率电流互感器（LPCT）。它是传统电磁式电流互感器的一种发展。其按照高阻抗电阻设计，在非常高的一次电流下，饱和特性得到改善，扩大了测量范围，降低了功率消耗，可以无饱和的高准确度测量高达短路电流的过电流、全偏移短路电流，测量和保护可共用一个铁心线圈式低功率电流互感器，其输出为电压信号。 2）按用途分类按国家标准GB/T20840.8-2007规定，电子式电流互感器可分为以下两类。 （1）测量用电子式电流互感器。在电力系统正常运行时，将相应电路的电流变换供给测量仪表、积分仪表和类似装置的电子式电流互感器。 （2）保护用电子式电流互感器。在电力系统非正常运行和故障状态下，将相应电路的电流变换供给继电保护和控制装置的电子式电流互感器。 光纤电子式电流互感器 光纤电子式电流互感器比其他互感器有什么优势，是否在市场上有前景，对国家的发展有什么影响？市场需求是否饱和？请详细表述。谢谢。光纤电子式电流互感器抗干扰能力强，没有磁饱和，测量范围大，它可以将传统的互感器的测量和保护线圈做在一起，体积比较小，还可以智能操作，优势明显。现在国家提倡发展智能电网，这是其中的一部分。现在的生产厂家比较少，价格很贵，市场前景非常好。电子式互感器原理、技术及应用是由科学出版社出版的。 目录前言第1章 电子式互感器概述1.1 互感器的简介1.1.1 互感器的作用1.1.2 互感器的分类1.1.3 电子式互感器与传统互感器的区别1.2 电子式互感器分类及构成1.2.1 电子式互感器分类1.2.2 电子式电流互感器的构成1.2.3 电子式电压互感器的构成1.3 电子式互感器的标准1.3.1 定义1.3.2 额定值1.3.3 设计要求1.3.4 试验参考文献第2章 电子式电流互感器2.1 磁光电流互感器2.1.1 磁光电流互感器的原理2.1.2 磁光电流互感器的结构及材料2.1.3 磁光电流互感器的光学器件2.1.4 磁光电流互感器的信号处理2.1.5 磁光电流互感器的稳定性问题2.1.6 磁光电流互感器的特性2.1.7 应用2.2 补偿式光学电流互感器2.2.1 比较式光学电流互感器2.2.2 自适应光学电流互感器2.3 全光纤电流互感器2.3.1 概述2.3.2 基于偏振检测方法的全光纤电流互感器2.3.3 基于干涉检测方法的全光纤电流互感器2.3.4 应用实例2.4 铁心线圈式低功率电流互感器2.4.1 铁心线圈式低功率电流互感器原理2.4.2 铁心线圈式低功率电流互感器的特点2.4.3 铁心线圈式低功率电流互感器的应用2.5 空心线圈电流互感器2.5.1 空心线圈的原理2.5.2 平板型空心线圈2.5.3 组合型空心线圈2.5.4 窄带型空心线圈2.5.5 螺旋线型空心线圈2.6 有源电子式电流互感器2.6.1 有源电子式电流互感器的基本原理2.6.2 高压侧供电电源2.6.3 高压侧调制电路的设计与实现2.6.4 应用实例参考文献第3章 电子式电压互感器3.1 光学电压互感器3.1.1 基于电光效应的光学电压互感器原理3.1.2 Pockles效应电场(电压)传感头基本结构3.1.3 Pockels效应传感材料3.1.4 Pockles效应电压互感器电压信号获取方式3.1.5 Pockles效应电压互感器的信号处理3.1.6 Pockles效应电压互感器的稳定性分析3.1.7 Pockles效应电压互感器应用实例3.1.8 基于逆压电效应的电子式电压互感器3.2 阻容分压型电压互感器3.2.1 电阻分压型电压互感器3.2.2 电容分压型电压互感器3.2.3 应用实例参考文献第4章 组合式电子电流/电压互感器4.1 组合式光学电流/电压互感器4.1.1 组合式光学电流/电压互感器的构成4.1.2 OMU的分类4.1.3 OMU的绝缘结构设计4.2 GIS中电子式电流/电压互感器4.2.1 GIS、PASS4.2.2 GIS中电子式电流/电压互感器结构4.2.3 各种因素对测量结果的影响4.2.4 应用实例参考文献第5章 基于IEC61850的电子式互感器数宇接口设计5.1 IEC61850概述5.1.1 IEC61850的历史背景和组成5.1.2 IEC61850的特点与优势5.1.3 基于IEC61850的变电站自动化系统接口模型5.2 合并单元5.2.1 合并单元定义5.2.2 合并单元的功能5.2.3 合并单元的通信方式5.2.4 合并单元数字输出的同步问题5.3 基于DSP和FPGA的合并单元设计5.3.1 FPGA控制模块5.3.2 DSP数据处理模块5.3.3 基于LAN91C111的以太网通信模块5.3.4 合并单元通信软件设计5.3.5 应用实例参考文献第6章 电子式互感器的试验6.1 概述6.1.1 电子式互感器的试验标准6.1.2 电子式互感器的试验项目6.2 误差试验6.2.1 概述6.2.2 电子式互感器误差的定义6.2.3 误差试验要求6.2.4 误差测量系统6.2.5 电子式电流互感器的复合误差试验6.3 电磁兼容试验6.3.1 试验要求6.3.2 试验及其严酷等级和评价准则6.4 暂态性能试验6.4.1 滞留电荷重合闸6.4.2 暂态性能试验6.5 低压器件耐压试验6.5.1 低压器件的耐压试验6.5.2 冲击耐压试验6.6 数字输出验证试验6.6.1 光纤传输6.6.2 铜线传输参考文献 序言电子式互感器（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。在电力生产、电力传输系统及电力设备中，使用互感器配合仪表、保护装置测量电流、电压和电能，计量电力系统各部分所耗电能，保护电力系统安全运行。目前，电力系统使用电磁式电流互感器（current transformet，CT）、电磁式电压互感器（potential transformer，PT）测量电流、电压已有一百多年的历史了。但是，随着电力系统电压等级的不断升高，传输的电力容量越来越大，传统的电流互感器、电压互感器因传感机理而呈现出自身不可克服的问题，例如，随着电压等级的提高，绝缘越来越困难；含油互感器有爆炸危险，可能会突然失效；易受电磁干扰；电流互感器在故障状态下易饱和，不能正确反映过渡过程中的非周期分量；如果电流互感器输出端开路，会出现高电压；电压互感器易产生电磁谐振；体积大，重量重。重要的是，电力系统继电保护技术的发展趋势是向计算机化、网络化、智能化、保护、控制、测量（计量）和通信一体化的方向发展，这些都要求互感器输出数字化。目前，已用于变电站的监视、控制、保护等互感器虽已实现微机数字化，但由于提供一次部分信息的传统互感器输出为强电模拟信号（1A或5A，100V或57.7V），不能提供与数字系统相匹配的数字信号输出，使得站内二次联线复杂，互感器负载过重，微机装置固有的高可靠性被错综复杂的二次联线所抵消。 文摘插图：第1章 电子式互感器概述1.1 互感器的简介1.1.1 互感器的作用为保证电力系统的安全、经济运行，需要对电力系统及其电力设备的相关参数进行测量，以便对其进行必要的计量、监控和保护。互感器由连接到电力传输系统一次和二次之间的一个或多个电流或电压传感器组成，用以传输正比于被测量的量，供给测量仪器、仪表和继电保护或控制装置。互感器的主要作用有以下几个方面。（1）将电力系统一次侧的电流、电压信息传递到二次侧与测量仪表和计量装置配合，可以测量一次系统电流、电压和电能。（2）当电力系统发生故障时，互感器能正确反映故障状态下电流、电压波形，与继电保护和自动装置配合，可以对电网各种故障构成保护和自动控制。（3）通常的测量和保护装置不能直接接到高电压、大电流的电力回路上。互感器将一次侧高压设备与二次侧设备及系统在电气方面隔离，从而保证了二次设备和人身安全，并将一次侧的高电压、大电流变换为二次侧的低电压、小电流，使计量和继电保护标准化。 返回商品介绍页 电子式互感器原理、技术及应用主要介绍电子式互感器的原理、技术及应用，包括光学电流互感器、空心线圈电流互感器、铁心线圈式低功率电流互感器、有源电子式电流互感器、光学电压互感器、阻容分压型电压互感器、组合式电子电流电压互感器、基于IEC61850的电子式互感器数字接口、相关标准和电子式互感器的试验等。电子式互感器原理、技术及应用可供从事电气设备制造、试验、电力系统运行、设计的管理人员阅读，也可供高等院校相关领域的教师、本科生及研究生参考。 编辑推荐电子式互感器原理、技术及应用是由科学出版社出版的。 目录前言第1章 电子式互感器概述1.1 互感器的简介1.1.1 互感器的作用1.1.2 互感器的分类1.1.3 电子式互感器与传统互感器的区别1.2 电子式互感器分类及构成1.2.1 电子式互感器分类1.2.2 电子式电流互感器的构成1.2.3 电子式电压互感器的构成1.3 电子式互感器的标准1.3.1 定义1.3.2 额定值1.3.3 设计要求1.3.4 试验参考文献第2章 电子式电流互感器2.1 磁光电流互感器2.1.1 磁光电流互感器的原理2.1.2 磁光电流互感器的结构及材料2.1.3 磁光电流互感器的光学器件2.1.4 磁光电流互感器的信号处理2.1.5 磁光电流互感器的稳定性问题2.1.6 磁光电流互感器的特性2.1.7 应用2.2 补偿式光学电流互感器2.2.1 比较式光学电流互感器2.2.2 自适应光学电流互感器2.3 全光纤电流互感器2.3.1 概述2.3.2 基于偏振检测方法的全光纤电流互感器2.3.3 基于干涉检测方法的全光纤电流互感器2.3.4 应用实例2.4 铁心线圈式低功率电流互感器2.4.1 铁心线圈式低功率电流互感器原理2.4.2 铁心线圈式低功率电流互感器的特点2.4.3 铁心线圈式低功率电流互感器的应用2.5 空心线圈电流互感器2.5.1 空心线圈的原理2.5.2 平板型空心线圈2.5.3 组合型空心线圈2.5.4 窄带型空心线圈2.5.5 螺旋线型空心线圈2.6 有源电子式电流互感器2.6.1 有源电子式电流互感器的基本原理2.6.2 高压侧供电电源2.6.3 高压侧调制电路的设计与实现2.6.4 应用实例参考文献第3章 电子式电压互感器3.1 光学电压互感器3.1.1 基于电光效应的光学电压互感器原理3.1.2 Pockles效应电场(电压)传感头基本结构3.1.3 Pockels效应传感材料3.1.4 Pockles效应电压互感器电压信号获取方式3.1.5 Pockles效应电压互感器的信号处理3.1.6 Pockles效应电压互感器的稳定性分析3.1.7 Pockles效应电压互感器应用实例3.1.8 基于逆压电效应的电子式电压互感器3.2 阻容分压型电压互感器3.2.1 电阻分压型电压互感器3.2.2 电容分压型电压互感器3.2.3 应用实例参考文献第4章 组合式电子电流/电压互感器4.1 组合式光学电流/电压互感器4.1.1 组合式光学电流/电压互感器的构成4.1.2 OMU的分类4.1.3 OMU的绝缘结构设计4.2 GIS中电子式电流/电压互感器4.2.1 GIS、PASS4.2.2 GIS中电子式电流/电压互感器结构4.2.3 各种因素对测量结果的影响4.2.4 应用实例参考文献第5章 基于IEC61850的电子式互感器数宇接口设计5.1 IEC61850概述5.1.1 IEC61850的历史背景和组成5.1.2 IEC61850的特点与优势5.1.3 基于IEC61850的变电站自动化系统接口模型5.2 合并单元5.2.1 合并单元定义5.2.2 合并单元的功能5.2.3 合并单元的通信方式5.2.4 合并单元数字输出的同步问题5.3 基于DSP和FPGA的合并单元设计5.3.1 FPGA控制模块5.3.2 DSP数据处理模块5.3.3 基于LAN91C111的以太网通信模块5.3.4 合并单元通信软件设计5.3.5 应用实例参考文献第6章 电子式互感器的试验6.1 概述6.1.1 电子式互感器的试验标准6.1.2 电子式互感器的试验项目6.2 误差试验6.2.1 概述6.2.2 电子式互感器误差的定义6.2.3 误差试验要求6.2.4 误差测量系统6.2.5 电子式电流互感器的复合误差试验6.3 电磁兼容试验6.3.1 试验要求6.3.2 试验及其严酷等级和评价准则6.4 暂态性能试验6.4.1 滞留电荷重合闸6.4.2 暂态性能试验6.5 低压器件耐压试验6.5.1 低压器件的耐压试验6.5.2 冲击耐压试验6.6 数字输出验证试验6.6.1 光纤传输6.6.2 铜线传输参考文献 序言电子式互感器（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。在电力生产、电力传输系统及电力设备中，使用互感器配合仪表、保护装置测量电流、电压和电能，计量电力系统各部分所耗电能，保护电力系统安全运行。目前，电力系统使用电磁式电流互感器（current transformet，CT）、电磁式电压互感器（potential transformer，PT）测量电流、电压已有一百多年的历史了。但是，随着电力系统电压等级的不断升高，传输的电力容量越来越大，传统的电流互感器、电压互感器因传感机理而呈现出自身不可克服的问题，例如，随着电压等级的提高，绝缘越来越困难；含油互感器有爆炸危险，可能会突然失效；易受电磁干扰；电流互感器在故障状态下易饱和，不能正确反映过渡过程中的非周期分量；如果电流互感器输出端开路，会出现高电压；电压互感器易产生电磁谐振；体积大，重量重。重要的是，电力系统继电保护技术的发展趋势是向计算机化、网络化、智能化、保护、控制、测量（计量）和通信一体化的方向发展，这些都要求互感器输出数字化。目前，已用于变电站的监视、控制、保护等互感器虽已实现微机数字化，但由于提供一次部分信息的传统互感器输出为强电模拟信号（1A或5A，100V或57.7V），不能提供与数字系统相匹配的数字信号输出，使得站内二次联线复杂，互感器负载过重，微机装置固有的高可靠性被错综复杂的二次联线所抵消。 文摘插图：第1章 电子式互感器概述1.1 互感器的简介1.1.1 互感器的作用为保证电力系统的安全、经济运行，需要对电力系统及其电力设备的相关参数进行测量，以便对其进行必要的计量、监控和保护。互感器由连接到电力传输系统一次和二次之间的一个或多个电流或电压传感器组成，用以传输正比于被测量的量，供给测量仪器、仪表和继电保护或控制装置。互感器的主要作用有以下几个方面。（1）将电力系统一次侧的电流、电压信息传递到二次侧与测量仪表和计量装置配合，可以测量一次系统电流、电压和电能。（2）当电力系统发生故障时，互感器能正确反映故障状态下电流、电压波形，与继电保护和自动装置配合，可以对电网各种故障构成保护和自动控制。（3）通常的测量和保护装置不能直接接到高电压、大电流的电力回路上。互感器将一次侧高压设备与二次侧设备及系统在电气方面隔离，从而保证了二次设备和人身安全，并将一次侧的高电压、大电流变换为二次侧的低电压、小电流，使计量和继电保护标准化。 返回商品介绍页 KST600系列电子式互感器1、概述KST600系列电子式互感器是以光纤连接系统高低压侧以及保护测量等二次设备，并传输数字信号的电流电压互感器。KST600系列有源式互感器采用低功率铁芯线圈（LPCT）实现大电流传变以满足测量需求；采用Rogowski线圈实现大电流传变以满足保护需求；采用串行感应分压器或电阻分压器实现电压传变。KST600系列无源式电流互感器采用光纤陀螺技术以及全数字化的闭环控制技术，对各种偏差进行校正，真正达到一个完善的自适应控制系统，从原理和实现的手段上保证了全光纤电子互感器的精度和动态范围。 KST600系列电子互感器包括电流电压组合式互感器、电流互感器、电压互感器；同时具有保护和测量功能的互感器称之为多功能电子互感器。KST600系列电子互感器的绝缘结构非常简单，传感头部件在使用了分流器和Rogowski线圈后，可应用于直流系统，不需另外设计。KST600系列电子互感器可以与传统电磁式互感器混合应用。合并器除了可接收并处理来自多个传感头部件的数字信号外，还可以同时接收并处理电磁式互感器提供的电压、电流模拟量。模拟量经由合并器单元完成模数转换后，通过光纤以太网以符合IEC61850-9标准数据格式提供数据输出。KST600系列合并器可以通过辅助CPU和扩展开入、开出直接提供保护、测量等功能，同时通过光纤以太网接口给监控、测量等装置提供数据。KST600系列电子互感器设计寿命为20年。2、型号和名称 KST600A-EGIA-600601:10kV;603:35kV;606:66kV;611:110kV;622:220kV633:330kV;650:500kV;680:800kV;610:1000kV设计序列E: 有源电子式 O：无源纯光式G:GIS和罐式断路器A:AIS独立式I:电流电压组合互感器 C:电流互感器V:电压互感器A：交流 D：直流表示额定电流3、 主要技术指标3.1额定一次值 电流互感器：504000A 电压互感器：101000kV3.2测量级准确度：电流互感器：0.1，0.2S 电压互感器：0.2级3.3保护级准确度：电流互感器：5TPE 电压互感器：3P3.4频率：额定频率：50Hz（或60Hz） 频率范围：15500 Hz3.5采样指标：额定唤醒时间：0ms 额定延时时间：0.5ms 额定数据速率：20fr、48fr、100fr、200fr3.6环境温度：使用温度：-40+85KST600系列电子式互感器.pdfKS6000D智能化变电站系统1、概述KS6000D智能化变电站综合自动化系统是按照国网公司智能变电站继电保护技术规范进行设计，面向110kV及以下电压等级智能化变电站的综合自动化系统产品，能够满足不同电压等级、不同配置方案的智能化变电站的需求。结合我公司以光电互感器为主导的智能化变电站过程层产品，能够为用户提供全方位的智能化变电站解决方案。2、特点全面满足国网公司智能变电站继电保护技术规范的要求：最多可配置12个GOOSE端口，可同时满足通信及跳闸要求；灵活支持FT3（IEC60044-8）、DL/T860.91及DL/T860.92等多种采样方式；兼容IRIG-B码及IEEE1588对时方式；保护功能独立，不依赖外部条件，并提供等多种安全闭锁功能；可满足常规互感器和光电互感器混合使用的情况；保留传统微机保护装置接口（开入开出及操作箱），可使用独立的开关操作控制；基于FPGA的设计实现，大幅度减少器件，提高系统可靠性；强大的逻辑图软件；系统配置及管理软件，包括SCL配置校验、装置固件下装、工程化管理、设备远程诊断/调试。3、KSP600D系列保护装置KSP601D线路保护测控装置KSP611D主变差动保护装置KSP612D主变后备保护装置KSP621D电容器保护测控装置KSP631D备用电源自投装置4、KSmart电力自动化监控软件面向平台/组件化构架的软件体系，符合国际标准的中间件技术及编程手段。分布式快速实时数据库技术，多机数据库同步/备份。开放式扩展接口，可通过挂接方法实现扩展功能，不影响系统核心功能，无须重新编译。图模库一体化技术。完善的权限控制及安全管理功能，可在线自诊断系统故障，及时报警并在故障消失后自动恢复。电子式电流互感器分类 电子式电流互感器有多种实现方案，所以曾被称为：磁 - 光电流互感器;光电电流互感器;罗氏线圈互感器等，新发布的 IEC60044-8 标准统称为电子式电流互感器(ElectronicCurrent Transformers)，大致可分为有源型和无源型两大类。1) 有源型：指在一次传感头部分需要工作电源，一次传感器可以是 Rogowski 线圈， LPCT 、HOLL 器件等，由于传感头在高压侧，如何提供高压侧工作电源是这种结构最大的技术难点，称为“入门关”。根据取能方式的不同，又可分为两种：a) 自励源 , 依靠电 - 磁感应，从一次高压母线直接获取能量的电源装置。b) 激光供能，以激光的形式由低压侧向高压侧供能，再由光电池转换为电能。2) 无源型：高压侧不需电源，传感头为纯光学结构，依靠磁光玻璃的旋光效应(法拉第效应)作为转换机理，为了增大传感作用光程，还派生出一种光纤式传感器。罗氏线圈 罗氏线圈，套在半径7cm的电缆上，输出感应电压有可能达到7V吗？我算的不大可能啊，除非电流达到2000A，匝数1300，线圈半径5cm，但是实际工程中又不可能，一般来讲，罗氏线圈输出电压在哪个数量级啊我做过几个罗氏线圈，用于大电流发生器，1A电流转换成1m V电压输出。线性度优。曾测到8000A，输出8V。线圈体积较大，绕5000多匝。罗氏线圈优点 罗柯夫斯基线圈超过其他类型的电流互感器。由于罗柯夫斯基线圈有一个空芯，而不是一个铁芯 ，它具有低电感，并能顺应瞬息万变的电流。无二次开路危险；可测量不规则导体；.安装方便，无须破坏导体；此外，因为它没有铁芯饱和，它是高线性度，甚至承受更大电流，例如:那些用在电力传输，焊接，或脉冲功率应用。一个正确的形成罗柯夫斯基线圈，与同样距离的绕组，在很大程度上是免疫电磁干扰。罗氏线圈电流互感器 罗氏线圈电流互感器采用柔性电流传感器（Rogowski线圈电流传感器）作为采集电流传感器，可以测量频率几赫兹到1M，从几安培到几百千安培。其具有极佳的瞬态跟踪能力，可以用于测量尺寸很大或形状不规则的导体电流。广泛应用在传统测量电流的CT无法正常使用的大电流的测量。罗氏线圈技术参数 输入：500A300KA； 输出：04V，01V 也可以式输出标准信号420mA； 精度： 0.2 0.5； 频率：20Hz1MHz； 隔离耐压：3500V；赞同LCTV3GCE系列微型精密电压互感器一、 特 点：1、体积小，精度高；印刷线路板直接焊接安装，使用方便，外形美观；2、全封闭，机械和耐环境性能好，电压隔离能力强，安全可靠。二、使用环境条件：1、环境温度：-40+85；2、相对湿度：温度为40时不大于90%。三、工作频率范围：20Hz20KHz。四、绝缘耐热等级：B级（130）。五、安全特性： 1、绝缘电阻：常态时大于1000M；2、抗电强度：可承受工频2000V/1分钟；3、阻 燃 性：符合UL94-Vo级。六、外形图、安装尺寸和线圈图： 七、性能参数：LCTV3GCE是一种电流型电压变换器，典型应用如图一和图二，性能参数见表一。 表一： 使用方法 输入电压 输出电压 相移 非线性度 线性范围 额定电流 隔离耐压 图一法 1000Vac 0.5Vac 30 0.2% 1.5倍额定 2mA/2mA 2000V 图二法 1000Vac 1/2倍 IC电源电压 5 0.1% 2倍额定 2mA/2mA 2000V 八、注意事项：本型电压变换器其原理是电流型电压变换器，所以次级电路不允许开路使用，因此请不要在次级回路安装熔断器。电子式电压互感器的研究现状和展望作者：冯建勤，王庆铭，丁莉芬，乔智发布时间：2011-07-28来源：繁体版 访问数： 34 摘要：综述了国内外电子式电压互感器研究的现状，并对其发展趋势进行了展望，介绍了几种典型的电子式电压互感器。1 引言电压互感器是电力系统中一次电气回路与二次电气回路间不可缺少的连接设备， 其精度及可靠性与摘要：综述了国内外电子式电压互感器研究的现状，并对其发展趋势进行了展望，介绍了几种典型的电子式电压互感器。1 引言电压互感器是电力系统中一次电气回路与二次电气回路间不可缺少的连接设备， 其精度及可靠性与电力系统的可靠和经济运行密切相关。目前，电网中普遍采用电磁式电压互感器或电容分压式电压互感器进行电压测量、电能计量和继电保护。由于传统的电压互感器二次输出的100V 或100/姨3 V 的电压信号不能直接和微机相连， 因此已难以适应电力系统自动化、数字化和智能化的发展趋势。而由于现代电子测量技术能实现对微弱信号的精确测量，继电保护和二次测量装置不再需要大功率大驱动，仅需几伏的电压信号, 即系统对互感器的参数要求发生了变化，因而出现了电子式电压互感器，并且电子技术、计算机测控技术以及数字化电力技术的快速发展也不断促进电子式电压互感器的改进和发展。2 电压互感器研究现状国外对光学电压互感器的研究起步于20 世纪60 年代。七十年代随着光导纤维的出现，电力系统中出现了研究光学电压互感器的热潮。日本、瑞士和法国等国家的许多公司投入了大量的人力和财力从事这方面的研究。八十年代后期，随着电子技术、计算机技术及光纤传感技术的深入发展， 光学电压互感器在高电压系统中的应用取得了突破性的进展。九十年代后， 光学电压互感器的研究进入实用化阶段，国外已经研制出123kV765kV 的系列光学电压互感器。国内对光学电压互感器的研究始于20 世纪80 年代，经过近30 年的研究,我国已研制出110kV的光学电压互感器。由于有源电子式电压互感器在技术和成本等方面的要求均比较低，易取得实用化进展，因而成为我国电子式电压互感器的研究热点。目前，我国许多大学和科研单位都在从事有源电子式电压互感器的研制工作，并已达到较实用的水平。同时一些公司已可小规模地生产符合国标的有源电子式电压互感器。为了规范和推动电子式互感器的发展， 国际电工委员(IEC)在1999 年制定了电子式电压互感器和电子式电流互感器标准IEC60044 -7 和IEC60044-8。2007 年我国在沈阳变压器研究所全国互感器标准化技术委员会的主持下, 参照国际电工委员会制定的标准IEC60044-7 和IEC60044-8 并结合我国的实际情况, 颁布了基于IEC 标准的电子式互感器国家标准GB/T20840.7 -2007 和GB/T20840.8-2007。制定和发布这些标准说明我国电子式互感器已经从研发阶段进入到了实用阶段。3 光学电压互感器3.1 光学电压互感器的原理光学电压互感器研究的起始阶段， 主要是基于电光效应的纯光学式的光学电压互感器的研究，但是由于这种互感器光学转换器件的温度的特性，一直无法满足户外环境下0.2 级精度的要求，因此，目前已改为研究电子式的光学电压互感器。光学电压互感器的测量原理大致可分为基于Pockels 效应和基于逆压电效应或电致伸缩效应两种。目前研究的光学电压互感器大多是基于Pockels效应。Pockels 效应就是电光晶体在没有外加电场作用时是各向同性的，而在外加电压作用下，晶体变为各向异性的双轴晶体， 从而导致其折射率和通过晶体的光偏振态发生变化，产生双折射，一束光变成两束偏振光，且这两束光的速率不同。其工作原理如图1 所示。借助双折射效应和干涉的方法进行精确地测量，进而得到所要测量的电压值。图1 光纤传感部分原理图光学电压互感器具有尺寸小、重量轻、绝缘性好、频带宽、动态范围大、不受电磁干扰和安全性好等优点。因此，各国都在寻求把光电子学技术用于特高压大电流电网中的方法。3.2 存在的问题(1)需要较多的精度要求比较高的光学部件，光学系统的封装校准困难，不易进行批量生产，运输过程中易损坏，给现场安装、运行和调试带来了困难。(2)影响光学电压互感器可靠性与精度的最关键的温度和光电转换的非线性问题有待解决。(3)电源供电模块应做进一步改进。4 电容分压电子式电压互感器4.1 电容分压电子式电压互感器的原理电容分压电子式电压互感器的关键是电容分压器。电容分压器由高压臂电容C1和低压臂电容C2组成。电容分压器利用电容分压原理实现电压变换，将高压分为低压并进行A/D 变换，经电/光转换耦合进行光纤传输， 传至信号处理单元进行光/电转换，经微机系统处理输出数字信号或进行D/A 转换输出模拟信号。其工作原理如图2 所示。图2 电容分压电子式电压互感器原理图该互感器由光纤传送信号， 解决了绝缘和抗电磁干扰问题，并且无铁心，因此不存在由于铁心饱和引起的一系列问题，动态响应好，二次负载的变化对暂态过程影响不大。4.2 存在的问题(1)其传感元件为电容分压器，最突出的暂态问题是高压侧出口短路和电荷俘获现象。(2)电容分压器的电容随环境温度的变化而变化。如果沿着电容分压器高度方向温度不均匀,电容的分压比将发生改变，电压互感器的误差就会增大。 (3)电网频率不稳定，使得串联在电路中的电抗器和并联在电路中的电容器之间可能发生不平衡谐振。(4)一次电压过零短路将产生较大误差。5 电阻分压电子式电压互感器5.1 电阻分压电子式电压互感器原理电阻分压电子式电压互感器原理如图3 所示，其中由高压臂电阻R1和低压臂电阻R2组成电阻分压器，并获取电压信号。为防止低压部分过电压和保护二次侧测量装置，在低压电阻上加装一个放电管S，图3 电阻分压电子式电压互感器原理图使其放电电压略小于或等于低压侧允许的最大电压。该电压传感器体积小、重量轻、结构简单、传输频带宽、线性度好、无谐振、克服了铁心饱和的缺点、无负载分担、允许短路开路和具有较高的可靠性，并且一个传感器可以同时满足测量和保护的要求。因此在中低压系统具有广阔的应用前景。5.2 存在的问题分压器电阻在外加电压增加到一定值后，电阻的阻值随电压的增加而减小，从而影响分压比的稳定性;温度(环境温度和电阻通电时消耗电能产生的热量)的变化会对电阻的阻值产生影响。电压互感器运行时， 电压主要降落在高压臂电阻R1上，电阻电压系数对高压臂的影响比较大，而对低压臂的影响较小。并且在高压测试中，电阻对地杂散电容对分压器性能产生很大的影响。电晕放电可能损坏电阻元件,特别是使电阻膜层变质;并且对地的电晕电流会改变U1和U2的关系而造成测量误差。另外,电阻一般用绝缘材料做成的支架固定,绝缘支架若有泄漏电流则等于和R1并联了一个电阻，这些都会影响电压传感器的精度。6 基于电压电流变换的电子式电压互感器基于电压电流变换的电子式电压互感器的组成结构与工作原理如图4 所示。由图4 可知，该电压传感器由电压-电流变换元件Z、弱电流传感单元和信号输出单元组成。该电压传感器具有测量频带宽、动态特性好、线性范围大、绝缘结构简单、体积小、造价低、能够实现一次系统与二次系统的完全隔离和二次侧不受一次侧干扰等优点。图4 基于电压电流变换的电子式电压互感器原理图7 电子式互感器国家标准为了规范和推动互感器行业的快速健康发展，我国于2007 年1 月颁布了电子式电压互感器和电子式电流互感器的国家标准：GB/T20840.7-2007 和GB/T20840.8-2007。标准对电子式互感器数字量的输出做了一些规定。7.1 一般要求有关数字接口的物理层和链路层， 允许两种技术方案。一种采用IEC61850-9-1 所述的以太网，另一种采用同步脉冲或者插值法， 从多个合并单元得到相关时间的一次电流和一次电压样本。依据IEC61850-9-1 的以太网链接通常采用同步脉冲。7.2 物理层合并单元到二次设备的连接， 可由光纤传输系统或铜线型传输系统实现。标准规定无论采用光输出还是电输出都采用曼彻斯特编码，首先传输MSB(最高位)，通用帧的传输速度为2.5Mbit/s。如果采用光纤通信,必须注意光驱动器和光接收器的性能。对于采用铜导线传输系统的接收器性能、最大输入信号和最小输入信号标准都做了具体要求。7.3 链路层链路层选定为IEC60870-5-1 的FT3 格式。这种帧格式的优点是：数据具有完整性,而且在高速数据处理中能进行多点同步数据的链接。链接服务类别为S1：SEND/NO REPLY(发送/不应答)。这说明传感器连续不停地向二次设备发送采样值, 而不需要二次设备的任何应答信号。如何保证一次设备和二次设备间的数字化通讯系统的实时性与可靠性成为首要的问题，所以标准规定了一系列传输规则，以确保通讯系统的实时性和可靠性。7.4 应用层为了与标准IEC61850-9-1 相一致， 标准定义了数据帧所包含的识别符： 数据类型规范和帧的存储内容。对数据类型、数据组数目、额定电流、额定电压、额定延时、各相测量保护的数据以及状态字(Status Word#1 和Status Word#2)等各项参数都有明确规定。7.5 合并单元的时钟输入规定时钟输入，可以是电信号或光信号，并且应遵循以下规范：(1)时间触发：在低到高的脉冲上升沿。(2)时钟速率：每秒一个脉冲。(3)合并单元应做合理性检查，验明输入脉冲是否有误。标准同时规定了光输入、低电压输入和电压输入的一些具体量的标准。8 结论电子式电压互感器的测量方法准确化、测量传输光纤化和测量输出电子化能满足未来电力发展需要。随着加工工艺和材料工艺的提高，微电子技术、微机技术和光子技术的发展， 更基于自身原理上的优势， 电子式电压互感器必将在电力系统得到广泛的应用，并最终取代传统的电压互感器，成为最为可取的下一代互感器。参考文献：1 IEC60044-7：1999，Instrument transformers Part 7：Electronicvoltage transformersS.2 IEC60044-8：22，Instrument transformers Part8:Electroniccurrent transformersS.3 GB/T20840.72007，互感器第7 部分：电子式电压互感器S.4 GB/T20840.8-2007，互感器第8 部分：电子式电流互感器S. 电子式电压互感器的研究现状和展望作者：冯建勤，王庆铭，丁莉芬，乔智发布时间：2011-07-28来源：繁体版 访问数： 34 摘要：综述了国内外电子式电压互感器研究的现状，并对其发展趋势进行了展望，介绍了几种典型的电子式电压互感器。1 引言电压互感器是电力系统中一次电气回路与二次电气回路间不可缺少的连接设备， 其精度及可靠性与5 刘玉凤. 新型电磁式电压互感器J. 变压器，2007，44(1)：1-4.6 李志勇. 35kV 容性电磁式电压互感器的探讨J. 变压器，2007，44(3)：6-11.7 方春恩，李伟，王佳颖，等. 基于电阻分压的10kV 电子式电压互感器J. 电工技术学报，2007，22(5)：58-63.8 李旭光，秦松林，肖登明. 光电互感器在特高压电网中的应用技术分析J. 高压电技术，2007，33(6)：13-15.9 罗承沐，张贵生，王鹏. 电子式互感器及其技术发展现状J. 电力设备，2007，8(1)：20-24.10 张贵新，赵清姣，罗承沐. 电子式互感器的现状与发展前景J. 电力设备，2006，7(4)：108-109.11 冯建勤，孙玉胜. 电流互感器误差的数字补偿法研究J.变压器，2008，45(4)：29-35.数字化变电站电子式互感器的应用关键词：电子式,电流传感,磁饱和0引言数字化变电站是由智能化一次设备(电子式互感器、智能化开关等)和网络化二次设备分层(过程层、间隔层、站控层)构建，建立在IEC61850通信规范基础上，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。IEC61850将数字化变电站分为过程层、间隔层和站控层3层，各层内部及各层之间采用高速网络通信。与常规变电站相比，数字化变电站间隔层和站控层的设备及网络连接只是接口和通信模型发生了变化，而过程层却要进行较大的改变。由传统的电流、电压互感器、一次设备以及一次设备与二次设备之间的电缆连接，逐步改变为电子式互感器、智能化一次设备、合并单元(MU)、光纤连接等内容，过程层各设备之间的数据交换遵循IEC61850-9-1/2或IEC60044-8标准的要求。而电子式互感器是数字化变电站中的关键设备。1传统互感器的不足电流电压互感器(简称CT,PT)是广泛应用于电力系统中的重要电气设备。传统的电磁式电流电压互感器己在电力系统中使用多年，是一种很成熟的产品。随着电力生产和制造技术的发展，电流电压互感器已形成多种类型，多种参数的系列产品，完全能够满足电力系统的使用需求。但是，传统的CT，PT因其传感机理而呈现出自身不可克服的一些问题，例如：随着电压等级的提高，绝缘困难急剧增加;潜在着突然失效，如爆炸等危险;易受电磁干扰;CT在故障状态下易饱和，对过渡过程中的非周期分量难以正确反映;如果CT输出端开路，会出现高电压;PT易产生铁磁谐振;体积大，重量重等。采用电容分压式的电压互感器(CVT)由于中间变压器等非线性电感元件的存在，仍有谐振的可能;电容分压的准确度易受外界因素影响，往往在现场安装时需重新校正。虽然已经采取了许多技术上的措施对其加以改进，但仍不能从根本上克服上述问题。电子式互感器作为传统电流电压互感器理想的换代产品，就没有传统互感器的这些问题。另外，现代化的微机综合测量保护装置及仪器仪表不再需要互感器提供能量来工作，而仅需互感器将一次电流电压信息完整、及时、准确的采集并传送过来即可，仅需几伏的电压信号和极小的功率就能满足其接口需求，而电子式电流电压互感器能很好满足这一要求。2电子式互感器电子式互感器是一种由连接到传输系统和二次转换器的一个或多个电流或电压传感器组成的装置，用以传输正比于被测量的量，供给测量仪器;仪表和继电保护或控制装置。在数字接口的情况下，由一组电子式互感器共用一台合并单元完成此功能。电子式互感器可分为两种型式。一种是用磁光效应和电光效应直接将电流电压转变为光信号，一般称无源式;另一种是用电磁感应或分压原理将电流电压信号转变为小电压信号，再将小电压信号转换为光信号传输给二次设备，一般称有源式。2.1有源电子式互感器2.1.1空心电流互感器采用空芯线圈感应被测大电流，位于高压侧的电子模块将线圈的输出信号转换为数字光信号由光纤按规定的协议下传至低压侧。基于空芯线圈(Rogowski线圈)的有源光电流互感器是目前应用较多的电子式电流互感器。Rogowski线圈是将线圈均匀地绕在一个非磁性环形骨架上，被测电流从线圈中心穿过，当被测电流从线圈中心通过时，在线圈两端将会产生一个感应电压。空芯线圈的感应信号与被测电流的微分成正比，经积分变换等信号处理便可获知被测电流的大小。有源光电流互感器高压侧有电子电路构成的电子模块，电子模块采集线圈的输出信号