光电式电流互感器

1 光电式电流互感器光电式电流互感器 高压电流互感器是电力系统将电网中的高压信号变换传递为低压小电流 信号 从而为系统的计量 监控 继电保护 自动装置等提供统一 规范的电 流信号 传统为模拟量 现代为数字量 的装置 同时满足电气隔离 确保人身 和电器安全的重要设备 高压电流互感器按原理可分为电磁式电流互感器和电子式电流互感器 电子式电流互感器按一次传感器的工作方式 又可分为有源型和无源磁光玻璃 型 1 电磁式电流互感器 电磁式电流互感器 电磁式电流互感器即通过电磁感应原理实现电流变换的互感器 由于其在电力系统中已被广泛应用 现仅对主要的饱和问题作一下分析 常见的电流互感器饱和主要有两种 稳态饱和与暂态饱和 其中稳态饱和 主要是因为一次电流值太大 进入电流互感器饱和区域 导致二次电流不能正 确的传变一次电流 暂态饱和 则是因为大量的非周期分量的存在 进入电流 互感器饱和区域 1 1 电流互感器稳态仿真分析电流互感器稳态仿真分析 在在 ATP 中搭建的电流互感器模中搭建的电流互感器模 2 非线性元件的励磁曲线非线性元件的励磁曲线 1 2 电流互感器暂态仿真分析电流互感器暂态仿真分析 二次负载为电阻的暂态饱和波形二次负载为电阻的暂态饱和波形 R 5 二次侧负载为电感的暂态饱和波形二次侧负载为电感的暂态饱和波形 3 从系统仿真软件 ATP 中 利用其不同的励磁元件仿真电流互感器的稳态和 暂态的波形知 在铁心未饱和前 一次电流和二次电流完全成正比例 当达到 饱和后 励磁不再增加 饱和后 不产生电动势 2 电子式电流互感器电子式电流互感器 2 1 有源型电子式电流互感器有源型电子式电流互感器 有源型电子式电流互感器特点是一次传感器为空心线圈 高压侧电子器件 需要由电源供电方能工作 其原理如下图所示 2 2 无源磁光玻璃型电子式电流互感器无源磁光玻璃型电子式电流互感器 无源磁光玻璃型电子式电流互感器特点是一次传感器为磁光玻璃 无需电 源供电 其原理如下图所示 4 3 工作原理 工作原理 3 1 法拉第磁光效应法拉第磁光效应 法拉第磁光效应 如果通过一次导线的电流为 i 导线周围所产生的磁场强 度为 H 当一束线偏阵光通过该磁场时 线偏阵光的偏振角度会发生偏振 其 偏振角 的计算公式为 L VHdl 式中 V 为磁光玻璃的 verdet 常数 L 为光线在磁光玻璃中的通光路径长 度 3 2 法拉第磁光效应在产品中的应用法拉第磁光效应在产品中的应用 在电子式电流互感器中将 L 设计为环路 由法拉第磁光效应原理 则 L VHdl A 根据安培环路定律 在环路中 L IVHdl A 可推出 VI 根据马吕斯定律 在本产品中 5 2 10sin JJ 2 20cos JJ 式中 为输入光强 0 J 为经检偏器分出的两条光强 1 J 2 J 为光路中的光强衰减系数 为起偏器与检偏器夹角 在本系统中为常数 则 1212 JJJJ cos2 sin 2 sin 2VI 2VI 则可得出 12 12 2 JJ I V JJ 4 二次控制系统和接口连接形式二次控制系统和接口连接形式 4 1 二次处理系统二次处理系统 4 2 接口连接形式接口连接形式 4 2 1 模拟接口连接形式模拟接口连接形式 6 4 2 2 数字接口连接形式数字接口连接形式 5 特点 特点 不充油不充气 安全可靠 免维修 传感器无铁磁材料 不存在磁滞 剩磁和磁饱和现象 一次 二次间传感信号由光缆连接 绝缘性能优异 且具有