电磁型与电子式电流互感器传变和应涌流比较_孙向飞
由和应涌流产生机理及其衰减特点可知[18],励磁 涌流与和应涌流方向相反,在时间上交替出现。 励磁 涌流在产生的第 1 个周期即达最大值随后开始衰
第2期
孙向飞,等:电磁型与电子式电流互感器传变和应涌流比较
减,而和应涌流增大到最大值后开始衰减,待和应涌 流中的非周期分量衰减到与励磁涌流中的非周期分 量相等时,由于二者大小相近、极性相反,即和应涌 流的直流分量平衡了励磁涌流的直流分量,使得 T1、 T2 公共点母线电压 ub 趋于对称,系统侧电阻所起的 衰减作用几乎消失,因而只能靠 2 台变压器各自的等 效电阻来衰减,导致励磁涌流与和应涌流衰减十分 缓慢。
I2,n =
j n ω0 Lms j n ω0 (Lms + L′L )+ R′L
I1,n
(1)
Im,n =
j n ω0 L′L + R′L j n ω0 (Lms + L′L )+ R′L
I1,n
(2)
其 中 ,n = 1,2,… ,N,表 示 各 次 谐 波 ;ω0 为 基 波 角 频
率。 那么,各次谐波由电磁型电流互感器一次侧传变
为了对比研 究 ,考 虑 T2 高 压 侧 、低 压 侧 同 时 使 用电磁型电流互感器和同时使用 ECT 2 种情况。 显 然,和应涌流主要流过高压侧互感器而不是低压侧 互感器。 下面分析在和应涌流情况下,T2 高压侧互 感器的传变特性。
2 电磁型电流互感器暂态饱和对和应涌流 2 次谐波含量的影响
L1
R1
L2
R2
i1
i2
LL
Lm RL
(a) 等效电路
i1
im i2
L′L
Lm
R′L
(b) 计算分析用等效电路
图 2 电磁型电流互感器等效电路 Fig.2 Equivalent circuits of electromagnetic CT
由图 2(b)可知,当电磁型电流互感器一次侧电 流中含有长时间不衰减或衰减很慢的直流分量时, 由于 R′L 的存在,在经过一定时间后 ,直流分量将主 要流过电磁型电流互感器的励磁支路,并在其铁芯中 产生很大的直流偏磁,导致电流互感器暂态饱和。
+
R′L2}3
/
2
(4)
由式(4)可知 d KCT (n) > 0。 因此,当电磁型电流 dn
互感器饱和时,其传变高次谐波的能力比传变低次谐
波的能力更强,二次侧电流中的 2 次谐波含量比一
次侧电流中的 2 次谐波含量高,即电磁型电流互感器
饱和会放大电流中的 2 次谐波含量。
对 图 1 所 示 系 统 中 T2 出 现 和 应 涌 流 后 的 情 况
现的时刻以后,i2 将不会出现间断,间断角将消失。
i1
i
im
A
O
i2
B
t
(a) 电磁型电流互感器饱和较浅
i1
i
im
A
O
i2
t
(b) 电磁型电流互感器深度饱和
图 5 电磁型电流互感器饱和对和应涌流间断角 影响的示意图
Fig.5 Schematic diagram of electromagnetic CT saturation impacting on dead-angle of sympathetic inrush
到二次侧的增益 KCT (n)为:
KCT (n)= I2,n / I1,n
=
j n ω0 Lms j n ω0 (Lms + L′L )+ R′L
=
n ω0 Lms
(3)
姨[n ω0 (Lms + L′L )]2 + R′L2
将 KCT (n)对 n 求导数得:
d
KCT (n) dn
=
{[n
ω0
ω0 Lms R′L2 (Lms + L′L )]2
得良好暂态特性的积分器参数。 文献[16]通过理论 推导进一步说明故障电流的测量误差关键取决于 ECT 对衰减非周期分量的刻画能力。 文献[17]结合 动模试验研究了采用空心线圈 ECT 的变压器差动保 护性能,指出可正确反映故障情况下各次谐波,从而 大幅度提高差动保护正确动作率。 然而,以上文献 均为针对空心线圈电流互感器传变故障电流开展相 关研究工作,未研究传变励磁涌流与和应涌流特性以 及对变压器差动保护的影响。
图 2 为电磁型 电 流 互 感 器 的 等 效 图 ,其 中 ,L1、 R1 和 L2、R2 分别为电磁型电流互感器一次侧和二次 侧等效电感与电阻,LL、RL 分别为二次侧负载的等效 电感与电阻,Lm 为励磁等效电感,i1、i2、im 分别为一次 侧电流、二次侧电流和励磁电流。 L2、R2、LL、RL 为串 联 关系,可用 L′L( = L2 + LL)和 R L′( = R2 + RL)代替。 这 样图 2(a)的等效电路可转化为图 2(b)所示的电路。
基 于 空 心 线 圈 的 电 子 式 电 流 互 感 器 (ECT) 无 铁 芯 饱 和 问 题 ,其 暂 态 传 变 特 性 与 传 统 电 磁 型 电 流 互 感器有较大的不同[11- 12]。 国内外学者针对其传变特 性进行了深入的研究。 文献[13]对正常状态和线路 三相短路情况下 ECT 的传变特性进行了仿真分析。 文献[14]通过理论分析和仿真指出积分时间常数是 影响互感器对故障暂态电流直流分量响应的主要因 素。 文献[15]通过仿真和比较实际电路中非理想积 分器在不同参数配合下的暂态特性,确定了一套能获
需研究电磁型与电子式电流互感器传变和应涌流的特性。 通过理论计算电磁型电流互感器暂态饱和后传变
各次谐波的增益,证明和应涌流导致电磁型电流互感器饱和后,传变 2 次谐波的能力比传变基波的能力强,故 2
次谐波比反而升高;但分析表明经暂态饱和的电磁型电流互感器传变后和应涌流的间断角将减小。 通过理论推导
基于空心线圈的电子式电流互感器的传递函数,揭示了电子式电流互感器能否正确传变和应涌流主要取决于积分
假设电磁型电流互感器一次侧电流 i1 中的工频 分量为 I1,1,2 次谐波分量为 I1,2,在和应涌流作用下, 电磁型电流互感器发生暂态饱和,则其励磁电感由未 饱和时的 Lm 减小为 Lms。 那么,电磁型电流互感器饱 和后,其一次侧电流中各个谐波分量 I1,n 传变到二次 侧的值 I2,n 以及励磁电流 Im,n 分别为:
2 次谐波 含量 / %
0
1
2
3
4
t/s
(b) 二次侧电流的 2 次谐波分量
图 3 电磁型电流互感器二次侧电流的基波分量 与 2 次谐波分量
Fig.3 Fundamental and second-order harmonic of electromagnetic CT secondary current
140
二次侧 70
一次侧
0
1
2
3
4
t/s
图 4 电磁型电流互感器一次侧电流与二次侧 电流的 2 次谐波含量
Fig.4 Second-order harmonic of electromagnetic CT primary and secondary currents
电力自动化设备
第 35 卷
应涌流导致电磁型电流互感器出现饱和时,基波与 2 次谐波的绝对值都出现了不同程度的下降,但基波下 降得更多。 因此,在电磁型电流互感器饱和之后,其 二次侧电流的 2 次谐波含量将高于其一次侧电流的 2 次谐波含量,这一点可以从图 4 中证实。
进行仿真,电磁型电流互感器二次侧电流的基波分量
与 2 次谐波分量的变化情况如图 3 所示,电磁型电流
互感器一、二次侧电流的 2 次谐波含量(2 次谐波与
基波的比值)如图 4 所示。 由图 3 可见,在 1.26 s 和
i/A
1.8
1.2
0.6
0
1
2
3
4
t/s
(a) 二次侧电流的基波分量
1.4
i/A
0.7
3 电磁型电流互感器暂态饱和对和应涌流 间断角的影响
i1 / A
0
-300
-600
1.1
1.2
1.3
1.4
t/s
(a) 一次侧电流
2
-2
i2 / A
假设在和应涌流作用下电磁型电流互感器出现
暂态饱和,由式(2)可以看出,im 将滞后于 i1。 通过图 5 进行分析,假定当 i1 达到 A 点时电磁型电流互感器 铁芯进入饱和,这时将出现较大的 im;由于 im 滞后于 i1,当 i1 = 0 时 ,im 仍 可 能 有 较 大 的 值 ,电 磁 型 电 流 互 感器仍处于饱和段;由图 2(b)可看出,当 i1 = 0 时,Lm 上的电流 im 将在 Lm、R L′、L L′ 构 成 的 回 路 中 以 指 数 规 律衰减,在 B 点电磁型电流互感器退出饱和;i2= i1-im, im、i2 波形将如图 5 所示。 由此可见,电磁型电流互感 器饱和将会使 i2 的间断角减小,当饱和加深时,其退出 饱和点 B 将向后移,若 B 点延伸到了下一个涌流出
第 35 卷第 2 期 2015 年 2 月
电力自动化设备
Electric Power Automation Equipment
Vol.35 No.2 Feb. 2015
电磁型与电子式电流互感器传变和应涌流比较
孙向飞,束洪春,周建萍,夏聆峰
(昆明理工大学 电力工程学院,云南 昆明 650500)
摘要: 电子式电流互感器在数字化与智能变电站中大规模应用,其特性与传统的电磁型电流互感器差异较大,
DOI: 10.16081 / j.issn.1006-6047.2015.02.025
互感器TA及其传变特性
Rogowski互感器传递特性 Rogowski互感器传递特性
B
空心线圈
电流
选择合适的等效电路参数, 仿真结果如上图,在很宽 的频带范围内,幅值和相 角都可以无误差的传递。
Rogowski互感器传递特性 Rogowski互感器传递特性
B
Nµ 0 SRa di MRa di u0 (t ) = =L( Ra + Rs ) dt Ra + Rs dt
i2 (t ) = C c
dU 0 (t ) U 0 (t ) + dt Rsh i p (t ) = i2 (t ) + im (t )
dim (t ) U m (t ) = Lm dt U m (t ) = i2 (t ) Rt + U 0 (t )
LPCT互感器传递特性分析 LPCT互感器传递特性分析
H (s) =
U 0 ( s) − Ms = i p ( s ) LC s 2 + ( L + R C ) s + ( Rs + 1) c s c Ra Ra
H ( s) =
− Ms U 0 (s) = i p ( s ) LC s 2 + ( L + R C ) s + ( Rs + 1) c s c Ra Ra
Lm 故障切除时二次电流按τ 2 = R 指数衰减 2
LPCT互感器传递特性分析 LPCT互感器传递特性分析
ip
i2
Rt
LPCT互感器稳态特性和常规电磁式电流 LPCT互感器稳态特性和常规电磁式电流 互感器相同,有相同的等效电路。
R Fe
Lm
im
R sh
Cc
U0
电磁式电流互感器与电子式电流互感器的比较
电磁式 电流互感器与 电子式 电流互感 器 的比较
陈明钰
( 云南 电网公司 曲靖供 电局 ,云南 曲靖 6 5 5 0 0 0)
【 摘 要】 科技的 飞速发展 ,电压等级的逐步增加 ,使得 电力 测 量结果也要愈加 的精确 ,同时也可 以进一步优化测量设备的安全 可靠性 能。本文介绍 了传统 电磁式 电流互感 器的诸 多问题 ,分析 了 电子式电流互感 器的优点。
生 高压 的 危险 。 ( 5 )动态范围大,测量精度 高。电磁感应 式电流 互感器 因存在 磁饱和 剧题,难 以实现大范围测量 ,问时满足高精度计量和继 电保 护的需要。电子式电流互感器有很宽 的动态范 围,额定 电流可测 到 几百安培 至几千 安培 ,过电流 范感线 圈容 易发生铁磁谐振现象; ( 3 )工作 时,电磁 式电流互感器会产生大量的热,这些热量 不 容易散出去,因此有 易燃 、易爆等诸多 问题存在; ( 4 )由于存在铁芯 ,使得 高压母线通过大 电流时,感应线圈存 在铁磁饱 和,使得测量结果产生误差 ,而且容易损坏设备。 光纤技术、数字信号处理 ( D S P ) 和 电子 电路的发展,使得 电子式 电流互感器输出的模拟信 号转换成数字信号 , 由光纤传输被测信号, 从根本上解决了高压侧数据变换系统的电磁干扰及设备绝缘问题 。 相 比于新型的 电子式 电流互感器,传统的电磁式 电流互感器的差距 主要有三个方面: ( 1 )设备接 口方面。在微型计量 设备 的输入端 口,要求 的被测 电流 比较小 。传统的 电流互感器的输 出端 口不能直接连在低压侧数 据处理设备的输入端,两者要 通过信 号控制单元进行连接 。 ( 2 )安全方面 。电力系统中电压等级的提高,给操作人 员的生 命安全带来更大 隐患 。而且传统的 电流互感器无论充气或充油 ,都 易发生爆 炸,开路 电压 更易使人 的生命受 到威胁 ,特别 是1 2 0 0 k V以
(完整版)电子式互感器的原理与比较
电子式互感器的原理与比较随着光纤传感技术、光纤通信技术的飞速发展,光电技术在电力系统中的应用越来越广泛。
电子式互感器就是其中之一。
电子式互感器具有体积小、重量轻、频带响应宽、无饱和现象、抗电磁干扰性能佳、无油化结构、绝缘可靠、便于向数字化、微机化发展等诸多优点,将在数字化变电站中广泛应用。
电子式互感器的诞生是互感器传感准确化、传输光纤化和输出数字化发展趋势的必然结果。
电子式互感器是数字变电站的关键装备之一。
传感方法对电子式互感器的结构体系有很大影响。
光学原理的电子式互感器结构体系简单,是无源的电子式互感器。
电磁测量原理的电子式互感器是有源电子式互感器。
1电子互感器的优点1.1高低压完全隔离,安全性高,具有优良的绝缘性能,不含铁芯,消除了磁饱和及铁磁谐振等问题电磁式互感器的被测信号与二次线圈之间通过铁芯耦合,绝缘结构复杂,其造价随电压等级呈指数关系上升。
非常规互感器将高压侧信号通过绝缘性能很好的光纤传输到二次设备,这使得其绝缘结构大大简化,电压等级越高其性价比优势越明显。
非常规互感器利用光缆而不是电缆作为信号传输工具,实现了高低压的彻底隔离,不存在电压互感器二次回路短路或电流互感器二次回路开路给设备和人身造成的危害,安全性和可靠性大大提高。
电磁式互感器由于使用了铁芯,不可避免地存在磁饱和及铁磁谐振等问题。
非常规互感器在原理上与传统互感器有着本质的区别,一般不用铁芯做磁耦合,因此消除了磁饱和及铁磁谐振现象,从而使互感器运行暂态响应好、稳定性好,保证了系统运行的高可靠性。
1.2抗电磁干扰性能好,低压侧无开路高压危险电磁式电流互感器二次回路不能开路,低压侧存在开路危险。
非常规互感器的高压侧和低压侧之间只存在光纤联系,信号通过光纤传输,高压回路与二次回路在电气上完全隔离,互感器具有较好的抗电磁干扰能力,低压侧无开路引起的高电压危险。
1.3动态范围大,测量精度高,频率响应范围宽电网正常运行时电流互感器流过的电流不大,但短路电流一般很大,而且随着电网容量的增加,短路电流越来越大。
电子式电流互感器中的关键技术
电子式电流互感器中的关键技术l 背景概述1.1 电子式互感器与传统互感器的比较随着电力系统电压升高、传输容量增大,传统的电磁感应式电流互感器(电磁式TA)因其传感机理呈现出不可克服的问题,尤其目前变电站的监视、控制、保护包括故障录波、安全控制装置等已微机数字化,而输出电流大(1或5A)的传统TA不能提供与数字系统匹配的一次部分信息数字信号输出,复杂的二次联线抵消了微机装置固有的高可靠性,而电子式互感器能够直接提供数字信号给计量保护装置,简化二次设备,提高整个系统的准确度和可靠性,有助于二次设备的系统集成,加速整个变电站的数字和信息化进程,并引发电力系统自动化装置和保护方式的重大变革。
1.2 相关标准90年代中期IECTC-57拟定面向未来变电站自动化的变电站内通信网络和系统的标准(即IEC61850系列)覆盖了变电站的所有接口,并由ABB、ALSTOM、FGH、SIEMENS 和VEW等公司进行变电站开放通信示范工程。
2004年我国也正式确定将其转化为我国家标准。
作为变电站最底层测量设备的电子式互感器的测量数据必须以符合IEC标准规定的数据格式在变电站内传输。
此外,由于电子式互感器与传统互感器测量原理完全不同,校验方法差异较大,为此IECl999年制订了有关电子式电压互感器(ETV)的标准IEC60044-7 《Electronic Current Transformer》,2002年制订了有关电子式电流互感器(ETA)的标准IEC60044-8《E-lectronic Current Transformer》(第一版)。
我国电子式互感器的国家标准校验系统研制工作将由国家互感器质检中心在2004年完成。
电子式互感器的IEC标准转化成我国家标准的工作预计2005年年底完成。
1.3 国内外发展及应用情况国外20世纪60年代开始研究电子式互感器,80年代初取得了突破性进展,多种样机挂网运行成功,90年代进入实用化研制阶段并逐步向高压、超高压和特高压深入。
电子式电流互感器的技术及研究
电子式电流互感器的技术及研究电子式电流互感器是目前电力系统中常用的一种测量设备。
它能够将高电流通过互感器转换为对应的低电流,并实现对电流的准确测量和监测。
近年来,随着科技的进步,电子式电流互感器的技术也在不断完善和发展。
本文将重点对电子式电流互感器的技术与研究进行探讨。
一、电子式电流互感器的原理电子式电流互感器是一种基于电磁感应原理的测量设备。
其工作原理是通过电流的感应,将高电流通过互感器转换为对应的低电流输出。
电子式电流互感器主要由高频变压器、非线性元件和电子补偿电路等组成。
高频变压器将被测电流通过互感器的主线圈感应到副线圈中,由于高频变压器的工作频率很高,因此可以实现对电流的高精度测量。
非线性元件和电子补偿电路能够对测量误差进行实时补偿,从而提高了测量的准确性和稳定性。
1. 高精度测量:电子式电流互感器能够实现对电流的高精度测量,其测量误差通常在0.1%以内,满足了电力系统对测量精度的要求。
2. 宽工作频率范围:电子式电流互感器的工作频率范围较宽,一般可覆盖50Hz和60Hz的电力系统,并且能够适应电网中的频率变化。
3. 抗干扰能力强:电子式电流互感器采用了先进的数字信号处理技术,能够有效抑制外部干扰信号,确保测量结果的准确性。
4. 体积小、重量轻:相较于传统的电流互感器,电子式电流互感器的体积小、重量轻,便于安装和维护。
5. 高安全性:由于电子式电流互感器采用了数字化处理技术,使得其在安全性能方面更加优越,能够有效避免因电磁干扰而引发的安全隐患。
随着电力系统的不断发展和变革,电子式电流互感器的研究也在不断取得新的进展。
目前,国内外学者对电子式电流互感器的技术及应用进行了深入研究,主要集中在以下几个方面:1. 高精度测量技术:针对电子式电流互感器在高精度测量方面存在的问题,研究人员提出了一系列的高精度测量技术,包括数字滤波、自适应补偿等,以提高电流测量的精度。
2. 大容量电流测量技术:随着电力系统中大容量设备的广泛应用,大容量电流的测量需求也不断增加。
电子式剩余电流断路器与电磁式剩余电流断路器对比分析简版
对于电磁式剩余电流断路器的脱扣器A是“永磁平衡式电磁脱扣器”,脱扣器的工作原理如图2所
示,当零序互感器二次线圈没有检测出剩余故障电流时,磁场力矩与弹簧力矩相等,脱扣器处于静
止状态(图2a ;当零序互感器二次线圈检测出剩余故障电流时,电流产生的电磁力矩抵消原磁
场力矩,弹簧力矩大于磁场力矩使脱扣器动作,继而驱动开关机构分断电路(图2b。由于脱扣
2.3.2电子式剩余电流断路器生产工艺
电子式剩余电流断路器的生产调试工艺从原理上较电磁式剩余电流断路器简单,但负责任的生产厂为提高电子型产品自身可靠性,从设计、选材、制造、老化筛选、储运等各环节进行了大量的工作和有效的质量控制。以ABB公司电子型剩余电流断路器生产为例,ABB公司为克服各类来自电源系统电污染对工作可靠性的影响,设计开发了专用芯片及相关电子线路设计。为减小由于元件老化失效对可靠性影响,在关键元件进厂时即采取了电冲击及高温除尘等控制工序,电子线路板在自动生产线上组装完成后,逐台进行性能测试和通电老化筛选。在剩余电流断路器完成组装后仍需对每产品进行性能测试,保证每台剩余电流断路器的保护特性符合标准要求。
一、控制信号传送过程
(一)常规变电站控制信号传输过程
某线路高压开关控制信号传递过程
由上图可以看出,断路器的控制操作,有下列几种情况:
1主控制室远方操作:通过控制屏操作把手将操作命令传递到保护屏操作插件,再由保护屏操作插件传递到开关机构箱,驱动跳、合闸线圈。
2就地操作:通过机构箱上的操作按钮进行就地操作。
电子式剩余电流断路器与前者最大的差异是电子放大器和分励脱扣器工作及驱动均需用系统电源支
持。
图5.电磁式与电子式剩余电流断路器工作原理区别
电子式剩余电流断路器由于电子放大器的作用,使内部的零序互感器二次感应电流仅可为一电压或电流信号,对其能量并无特殊要求,同时也使脱扣器的设计大为简单,在今天的微电子时代,此类产品的材料成本和生产成本均较低,这也是在我国得以大量使用的主要原因。
[电磁式]与[电子式]漏电断路器的差异
[电磁式]与[电子式]漏电断路器的差异所谓漏电断路器分为二种:即电子式漏电断路器和纯电磁式漏电断路器,其基本原理:1.电子式漏电断路器他是以若干个电子元件组成一个集成电路,当电源发生漏电时,达到规定的动作电流,它就输出信号通过电子放大功能推动机构分断的一种漏电断路。
他的缺点:需有足够的辅助电源,电子元件抗干扰性能茶,大电流冲击易产生误解动作,电子元件易老化,使用寿命短。
2.电磁式漏电断路,它是一个用高导磁材料,永久磁钢等金属类材料经热处理,精密加工净化装配而成的一种机械型漏电断路器,当漏电达到规定的动作电流时,他就输出信号通过经热处理精密加工,净化装配后的一个机械电机器推动机构分断的一种漏电断路器。
它的缺点:材料昂贵,工艺精密复杂,制造成本较高。
但解决了电子式的缺点。
综上述:目前发达国家如德国、美国、法国等发达国家于40年代后期就研制、制造并逐步推广应用纯电磁式漏电短路器,但发展中国家应受经济条件的约束,一般工矿业及住宅普遍选用电子式产品,但我国沿海发达地区省份在农网改造工程中及建筑施工中已经大量选用纯电磁式漏电断路器,为了安全用点事业作出了巨大的贡献,为此,国家建设部颁布的 JGJ46-2005.8.2.13条也明文规定纯电磁式漏电断路作为我国建筑施工现场首选产品。
众所周知,建筑施工现场是一个特定场所,因为它是一个临时用电系统,无法做到与工矿企业及住宅用电标准配制,大型设备及设备流动性较强,大电流启动频繁,用电负荷不确定因素较多,这样,对施工现场的漏电断路器有着更高的要求,只有满足了上述要求,施工现场用电更安全,更有效。
电磁式和电子式漏电断路器的性能对比:1.可靠性安全性由于电磁式的部件少,结点少,出故障的机率;加之其性能不受电压冲击影响,抗强电磁干扰又好,故其综合性能好,更可靠,更安全2.电压影响2.1 缺少辅助电源线时:电磁式的漏电断路器,因为没有电子放大器,其自身工作不需要辅助电源,因此不受电压影响,甚至只有一跟相线(火线)时,只要有漏电流流过,它就能动作,起保护作用,而电子式的就不行,假如电子放大器的电源线,有一跟断了放大器就不能工作,假如这时任一相(火)线上发生触电/漏电,都不能动作,就会发生危险事故。
电流互感器的发展状况
大,准确度下降;⑥对于高压及特高 压电厂(站)来说,占地面积较大,传 输二次侧的电信号距离较远,故要 求使用的二次侧电缆的横截面积增 大,容易产生干扰;⑦维护工作量 大,如对于油浸式电流互感器还要 定期对绝缘油进行化验、测介质损 耗和解决渗漏油等问题;⑧目前使 用的电磁式电流互感器在正常工作 时磁通密度很低,而在系统发生短 路故障时,由于原方短路电流很大, 使磁通密度大大增加,有时甚至远 远超过饱和值,从二次侧的电流与 原方电流相比,在大小和相角上不 可避免地出现误差。
法电(EDF)介绍了新型互感器 的试验情况。他们在一个 400kV变 电站、一条 170kV没有架空地线的 线路(故障率大)上,装设法拉第效 应光纤电流互感器,采用点对点通 信协议与微机保护通信。试验从 2001 年开始,共 9 次故障,保护装 置均正确动作。实验室试验和现场 运行试验的结论是:新型互感器的 精度和可靠性都有保障,通信协议 灵活,可用于不同的功能,点对点 通信节省投资。目前他们正在同一 个变电站做进一步试验,包括安装 测量表计以验证新型互感器的测量 精度、采用Rogowski线圈的互感器 的试验等。
随着电力系统输电电压不断提 高和电网容量的不断增大,电力系统 在发生短路故障时短路电流大大增 加,非周期分量的衰减周期延长,系 统要求保护切除故障的时间越短越 好。随着微机保护技术的不断成熟和 发展,为电力系统的安全运行提供可 靠的保障。根据电力系统分析理论, 我们知道,电力系统在发生短路故障 时,按特征来分,其过程以时间的先 后顺序可分为行波过程、电磁暂态过 程和稳态过程。微机保护技术可以做 到在电力系统发生短路而出现行波过 程时,判断出系统发生故障和故障类 型,从而以最短的时间切除故障。但 由于电磁式电流互感器在系统发生故 障时,在行波过程和电磁暂态过程 中,由于受磁饱和及铁心对高频信号 灵敏性不够的影响,不能将电力系统 发生短路开始瞬间的高压侧丰富的频 率信号如实而不失真地转变成二次侧 信号,从而阻碍了微机保护的进一步 发展。EA
基于电子式电流互感器技术分析
基于电子式电流互感器技术分析摘要:电力行业保持高速发展态势,电力系统智能化水平得以有效提高,而电压传输容量同样有所显著提高,传统电磁式电流互感器的使用,依然无法充分满足电力系统运行标准。
所以,为保证电力系统稳定可靠运行,有必要对电子式电流互感器加以科学有效运用,促使电力系统电压传输容量得以有效提高,以此促进电力行业良好发展。
对电子式电流互感器技术进行了分析,旨在为有关人员提供一定的参考和借鉴。
关键词:电子式电流互感器;技术;优势前言:传统电磁式电流互感器(电磁式TA),由于传感机理方面相对落后,实际使用环节,涉及到相应的问题,对店里系统稳定可靠运行形成阻碍影响。
信息技术、数字技术创新发展,位于电力行业获得广泛重点应用,变电站监视和控制、安全装置,所具有的数字化水平得以显著提高。
传统电磁式TA受限于功能,难以为危机数字化设备提供相应的数字信号,二次接线明显过于复杂,也导致危机装置无法保证良好的可靠性。
所以,基于电力运行现状,有必要对电子式电流互感器加以科学有效运用,基于电子式电流传输原理,为计量保护装置提供相应的数字信号,为电力系统稳定可靠运行提供可靠保障。
1电子式电流互感器应用原理电子式电力互感器(ECT),有关核心装置构成方面,具体涉及到光学装置、传统电流互感器、Rogowski线圈等。
针对ECT,可基于核心装置所具有的优势特点,有关数字信号,可对此实现直接输出,促使采集信号能够充分满足光纤传输的严格标准。
基于相关实践经验得知,ECT具体应用期间,基于应用性质所具有的区别差异,具体涉及到无源光学电流互感器(OCT)、有源电流互感器。
实际应用期间,操作人员应当基于电力系统运行的严格标准,对ECT加以合理选择和有效运用,面对一次电流信号,确保充分满足其具体的转换要求,以此为电力系统稳定可靠运行提供可靠保障。
2电子式电流互感器应用优势2.1绝缘性能良好针对电子式电流互感器,位于高压侧、低电位侧,能够完成信号安全有效传输,有关绝缘材料,则多选用石英光纤等,如此,可充分保证良好的绝缘性能。
电流互感器分类及原理
电流互感器分类及原理1、电流互感器(Current Transformer,CT)电⼒系统电能计量和保护控制的重要设备,是电⼒系统电能计量、继电保护、系统诊断与监测分析的重要组成部分,其测量精度、运⾏可靠性是实现电⼒系统安全、经济运⾏的前提。
⽬前在电⼒系统中⼴泛应⽤的是电磁式电流互感器。
2、电流互感器国标(GB 1208-87S)1)准确级:以该准确级在额定电流下所规定的最⼤允许电流误差百分数标称。
2)测量⽤电流互感器的标准准确级有:0.1、0.2、0.5、1、3、5;特殊要求的电流互感器的准确级有:0.2S和0.5S;保护⽤电流互感器准确级有:5P和10P两级。
3、电磁式电流互感器1)原理:⼀次线圈串联于被测电流线路中,⼆次线圈串接电流测量设备,⼀⼆次侧线圈绕在同⼀铁芯上,通过铁芯的磁耦合实现⼀次⼆次侧之间的电流传感过程。
⼀⼆次侧线圈之间以及线圈与铁芯之间要采取⼀定的绝缘措施,以保证⼀次侧与⼆次侧之间的电⽓隔离。
根据应⽤场合以及被测电流⼤⼩的不同,通过合理改变⼀⼆次侧线圈匝数⽐可以将⼀次侧电流值按⽐例变换成标准的1A或5A电流值,⽤于驱动⼆次侧电器设备或供测量仪表使⽤。
2)缺点:①.绝缘要求复杂,体积⼤,造价⾼,维护⼯作量⼤;②.输出端开路产⽣的⾼电压对周围⼈员和设备存在潜在的威胁;③.固有的磁饱和、铁磁谐振、动态范围⼩、频率响应范围窄;④.输出信号不能直接和微机相连,难以适应电⼒系统⾃动化、数字化的发展趋势。
4、电⼦式电流互感器1)特征:①.可以采⽤传统电流互感器、霍尔传感器、空⼼线圈(或称为Rogowski coils)或光学装置作为⼀次电流传感器,产⽣与⼀次电流相对应的信号;②.可以利⽤光纤作为⼀次转换器和⼆次转换器之间的信号传输介质;③.⼆次转换器的输出可以是模拟量电压信号或数字量。
2)分类(1)按传感原理的不同划分:光学电流互感器和光电式电流互感器I、光学电流互感器(Optical Current Transformer,简称OCT)原理:传感器完全基于光学技术和光学器件来实现。
