1、传统电磁式互感器
传统的电流互感器是电磁感应式的,它的一次绕组串联在电力线路中,二次绕组外部回路接有测量仪器或继电保护及自动控制装置。它的结构和变压器相似,在它的铁芯上绕有一、二次绕组,靠一、二次绕组之间的电磁耦合,将信息从一次侧传到二次侧。在铁芯与绕组间,以及一、二次绕组之间有足够耐电强度的绝缘结构,以保证所有的低压设备与高电压相隔离。
随着电力系统传输的电力容量的增加,电压等级越来越高,电流互感器的绝缘结构也随之越来越复杂,不仅体积和重量加大,而且产品的造价也越来越高。
目前,电磁式互感器得到了比较充分的发展,其中,铁心式电流互感器以干式、油浸式和气体绝缘式多种结构适应了电力建设的发展需求。但由于电磁式的电流互感器有铁心、体积大、磁饱和、铁磁谐振、动态范围小、使用频带窄等弱点,当电力系统发生短路时,高幅值的短路电流会使互感器饱和,输出的二次电流严重畸变,造成保护拒动,使电力系统发生严重事故。而因互感器的磁饱和引起的波形畸变,再加上其频带响应特性较差、频带窄、系统高频响应差,会使新型的基于高频暂态分量的快速保护实现存在困难。
2、新型的光电互感器
20世纪80年代,随着光电技术的发展,国际上开始研制“磁光电流互感器(Magnetic OpticalCurrent Transformer MOCT)”。它的测量原理与传统电磁式互感器相比,有本质的区别。它是集光学、特种光学材料、光通信、电磁学、高压绝缘、电子和计算机技术为一体的高科技产品,为高压、超高压输变电系统的电气测量和电气保护提供了更为先进、更为可靠的安全装置,是高压、超高压输变电系统由传统控制向电子、数字控制转变的重要手段,符合世界电力电流测量设备的发展方向,是电磁原理互感器理想的更新换代产品。当前,世界上仅有极少数国家有相应产品问世,并开始小规模进入市场。目前,在我国的直流输电项目中也已开始装备该新型设备。
2.1光电互感器的优点
(1)不含油,无火灾及爆炸危险;
(2)在有故障电流情况下,不会发生磁饱和;
(3)输出端是光纤,无输出端开路时的过电压危险;
(4)抗电磁干扰能力强;
(5)体积小、重量轻,设备可做到小型化,节材降耗;
(6)测量范围大、准确度高及灵敏度好;
(7)由于采用光电技术,有利于实现自动化和智能化。
2.2国内外光电互感器开发情况
从挂网实验结果看:美、日实验室产品运用2年的累积误差为1%,同样类型的德国产品准确度可达0.5级,原华中理工试验产品达1级。
我国研究开发光电互感器起步较晚,有些单位已研制有产品,但还存在一些问题:如测量范围小、频率特性差、灵敏度和准确性较差,还不适应大范围的测量要求;在测量小电流的场合,读数波动大、准确性差。
2.3光电互感器的前景
由于互感器在电力系统中应用十分广泛,如在出线母线、母线短路线、旁路短路线、输电线路、发电机、变压器及回路中都要装几组互感器,因此,电力系统中需求各类的电流互感器与电压互感器的数量非常大,市场十分广阔。相信不久的将来,光电式互感器将扮演主要角色。
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