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新聞資訊
光電互感器相關設備
查看:6139  發稿日期:2015-7-18 16:37:59

光電式互感器

      簡介:數字式互感器(又名:光電互感器,智能互感器、電子互感器)與傳統的電磁互感器有著本質的區別。數字互感器輸出的是數字信號,而電磁互感器是模擬信號(類似數字電視與模擬電視的區別)。它基于光電技術原理(這就是為什么也叫光電互感器了)是國家建設智能化電網的必備產品。 傳統的電流互感器原理是電磁感應,一次繞組串聯在電力線路中,二次繞組外部回路接有測量儀器繼電保護及自動控制裝置,利用高、低壓繞組之間的電磁耦合,將信息從一次側傳到二次側。這種結構要求在鐵芯與繞組間以及一、二次繞組之間有足夠耐壓強度的絕緣層,以保證所有的低壓設備與高電壓相隔離。隨著電力系統傳輸的電力容量的增加,電壓等級越來越高,這樣互感器的絕緣結構越來越復雜,體積和重量加大,產品的造價也越來越高。例如,常規的油浸式電流互感器,500kV產品的價格要比300kV的價格增加一倍。又因電磁型電流互感器的鐵心具有飽和非線性,當電力系統發生短路故障時,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,使電力系統發生嚴重事故。互感器的飽和引起波形畸變,而且其頻帶響應特性較差,頻帶窄,系統高頻響應差,而導致新型的基于高頻暫態分量的快速保護的實現存在困難等一系列隱患。隨著光電子技術的迅速發展,科技人員已研制出利用光學傳感技術和電子學原理相結合的電子式電流互感器,簡稱數字互感器或光電互感器。   數字互感器在原理與傳統的互感器完全不同,數字互感器是利用光電子技術和光纖傳感技術來實現電力系統電壓、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。基于晶體材料光電效應的教字式光電互感器,將取代現有基于銅材電磁效應的鐵磁式互感器,已經成為業界的共識。我國研制已出220KV全電壓、單晶體、縱向調制結構模式的光電互感器原理性樣機,為產業化開發奠定了良好的基礎。

分類:光電互感器:包括有源型電子式電流互感器、無源磁光玻璃電子式電流互感器兩種。

  有源型電子式電流互感器:有源型電子式電流互感器特點是一次傳感器為空心線圈,高壓側電子器件需要由電源供電方能工作。其原理如圖所示:

  

  

有源型電子式電流互感器

無源磁光玻璃電子式電流互感器:無源磁光玻璃型電子式電流互感器特點是一次傳感器為磁光玻璃,無需電源供電。其原理如圖所示:

  

  

無源磁光玻璃電子式電流互感器

優點:與傳統的電磁感應式電流互感器相比,光電式電流互感器具有以下優點:

  (1)優良的絕緣性能,造價低。電磁感應式電流互感器絕緣結構復雜,其造價隨電壓等級呈指數關系上升。在光電式電流互感器中,高壓側信息是通過由絕緣材料做成的玻璃光纖而傳輸到低壓側的,其絕緣結構簡單,造價一般隨電壓等級升高呈線性地增加。

  (2)不含鐵心,不存在磁飽和、鐵磁諧振等問題。光電式電流互感器運行暫態響應好、穩定性好,保證了系統運行的高可靠性。

  (3)電磁感應式電流互感器二次回路不能開路,低壓側存在開路高電壓危險。由于光電式電流互感器的高壓與低壓之間只存在光纖聯系,而光纖具有良好的絕緣性能,因此可保證高壓回路與二次回路在電氣上完全隔離,低壓側沒有因開路而產生高壓的危險,同時因沒有磁耦合,消除了電磁干擾對互感器性能的影響。

  (4)暫態響應范圍大,測量精度高。電網正常運行時,電流互感器流過的電流并不大,但短路電流越來越大。電磁感應式電流互感器因存在磁飽和問題,難以實現大范圍測量,并在一個通道同時滿足高精度計量和繼電保護的需要。光電式電流互感器有很寬的動態范圍,一個測量通道額定電流可測到幾十安培至幾千安培,過電流范圍可達幾萬安培。因此既可同時滿足計量和繼電保護的需要,又可免除電磁感應式電流互感器多個測量通道的復雜結構。

  (5)頻率響應范圍寬。光電式電流互感器傳感頭部分的頻率響應取決于光纖在傳感頭上的渡越時間,實際能測量的頻率范圍主要決定于電子線路部分。現代光電式電流互感器的結構已經可以測出高壓電力線路上的諧波。而電磁感應式電流互感器是難以進行這諸多方面工作的。

  (6)沒有因充油而產生的易燃、易爆炸等危險。光電式電流互感器絕緣結構簡單,可以不采用油絕緣,在結構設計上就可避免這方面的危險。

  (7)體積小、重量輕。光電式互感器的傳感頭本身的重量一般小于1KG。

  (8)適應了電力計量與保護數字化、微機化和自動化發展的潮流。光電式電流互感器一般以數字量輸出,這將最佳地適應日趨廣泛采用的微機保護、電力計量數字化及自動化發展的潮流。

  國際上德國的數字互感器發展的比較成熟。近幾年來,隨著國外光電互感器產品的出現,以及國內陸續安裝試用國外光電互感器,光電互感器的開發受到了產業部門和企業的重視。據有關資料分析,我國的光電互感器產業的市場潛力可達每年20億元以上,但目前國內還沒有能夠提供正規產品的企業,但是隨著中國電谷等地的電力發展我們必定能夠趕超世界電力技術尖峰。

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