【電子式互感器】電子式互感器的類型 電子式互感器發(fā)展趨勢(shì)

電子式互感器的類型

1、電容式互感器及空心線圈組合式互感器

電容式互感器及羅氏線圈組合式互感器每一臺(tái)包括相互獨(dú)立的電壓傳感器和電流傳感器及相關(guān)轉(zhuǎn)換電路。每電壓傳感器包括電容分壓器和一個(gè)低功率鐵芯線圈，電流傳感器為一個(gè)空芯線圈。

2、低功率互感器(LPCT)

電子式電流電壓互感器的經(jīng)濟(jì)性和優(yōu)勢(shì)與電壓等級(jí)成正比，因?yàn)橹挥性诟唠妷旱燃?jí)的互感器上，CT飽和、絕緣復(fù)雜、體積大、造價(jià)高的缺點(diǎn)才表現(xiàn)得越顯著。因此不應(yīng)在變電站內(nèi)各電壓等級(jí)都盲目地推廣和應(yīng)用電子式互感器。我們認(rèn)為在110kV以下，特別是對(duì)10一35kV而言，應(yīng)用電子式互感器是不必要和不經(jīng)濟(jì)的。而采用LPcr(低功率互感器)是一個(gè)現(xiàn)實(shí)和經(jīng)濟(jì)的解決方案。

3、檢驗(yàn)、試驗(yàn)、能效評(píng)測(cè)用電子式互感器

檢驗(yàn)、試驗(yàn)、能效評(píng)測(cè)用電子式互感器通常要求在較寬的幅值、頻率、相位范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高準(zhǔn)確度的測(cè)量，一般不包含具有非線性特性和易飽和的鐵芯，一般為電機(jī)、變頻器、特種變壓器等電氣產(chǎn)品檢試驗(yàn)等需要高精度功率測(cè)量需要的場(chǎng)合使用，目前國(guó)內(nèi)較為廣泛使用的主要有：AnyWay變頻電壓傳感器、變頻電流傳感器和變頻功率傳感器。

電子式互感器發(fā)展趨勢(shì)

電子式互感器的出現(xiàn)，被譽(yù)為本世紀(jì)初高壓電器制造業(yè)的一場(chǎng)革命。其數(shù)字化輸出、網(wǎng)絡(luò)化接線使得電網(wǎng)更安全、更環(huán)保、更利于一次設(shè)備乃至整個(gè)輸配電系統(tǒng)的智能化。電子式互感器與傳統(tǒng)互感器相比有以下特點(diǎn)：

小信號(hào)傳輸代替大功率輸出，互感器小型化、低功率化可使原先數(shù)十公斤甚至上噸的重量減小到幾公斤。光隔離代替油、氣絕緣。獨(dú)立式高壓互感器一二次間采用光纖數(shù)字連接，光隔離代替復(fù)雜昂貴的油氣絕緣系統(tǒng)，這是一個(gè)革命性變革，使得電壓愈高，互感器的性價(jià)比愈高。數(shù)字化輸出替代模擬輸出，便于后續(xù)網(wǎng)絡(luò)連接和智能化處理，采用光纖傳輸，具有更強(qiáng)的抗電磁干擾能力。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享代替多繞組并行接線。電子式互感器單點(diǎn)測(cè)量數(shù)據(jù)可經(jīng)由工業(yè)以太網(wǎng)傳輸，因而獲得共享，在電站可省去大量的并行電纜。

電子式互感器應(yīng)用情況：

資料統(tǒng)計(jì)，我國(guó)目前大約有上百個(gè)單位從事新型電子式互感器的試探性研發(fā)，初步形成供貨能力的大約有十家左右，門類較為齊全，可全面供貨的目前已經(jīng)有3～5家。產(chǎn)品涉及10～800千伏,電流、電壓、獨(dú)立式、組合電器式等不同品種。2004年起，有源電子式互感器先于光學(xué)互感器進(jìn)入市場(chǎng)應(yīng)用，有源電子式互感器高壓側(cè)將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)經(jīng)光纖傳至地電位，像光學(xué)傳感方案一樣，實(shí)現(xiàn)了高低壓之間的光隔離絕緣，加之便于工業(yè)化批量生產(chǎn)，已成為占主導(dǎo)地位的互感器種類。

同一時(shí)期，我國(guó)研發(fā)一種更加實(shí)用的“自勵(lì)源”技術(shù)，從而有源式轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N“準(zhǔn)無源”結(jié)構(gòu)。這一方案可大幅度簡(jiǎn)化互感器，從根本上提高可靠性和壽命周期。

不久，一種適合電子式小功率分壓的“等勢(shì)腔”分壓結(jié)構(gòu)在我國(guó)出現(xiàn)，它具有很高的絕緣安全性和測(cè)量精度指標(biāo)，因而可以替代傳統(tǒng)依靠油、氣絕緣的互感器。該技術(shù)特別適合于高壓、特高壓分壓器結(jié)構(gòu)的干式化，是一種出自我國(guó)的新型電子式電壓互感器。為了克服測(cè)量性能易受溫度、震動(dòng)應(yīng)力的影響，目前，光學(xué)方案已經(jīng)由環(huán)狀磁光玻璃改進(jìn)為一種光纖式傳感器，使得光學(xué)方案登上了一個(gè)新的技術(shù)平臺(tái)，更加接近實(shí)用要求，這類被稱為光纖式的電子互感器已經(jīng)有少量試用，需要進(jìn)一步克服結(jié)構(gòu)復(fù)雜和造價(jià)過高問題。

電子式互感器應(yīng)用面臨的主要問題：

電子式互感器改變了原有的裝配應(yīng)用方式，例如微電子器件被前移至戶外環(huán)境的高壓線、隔離刀閘、斷路器等強(qiáng)干擾源附近，必須經(jīng)受惡劣氣候條件以及不規(guī)則強(qiáng)電磁干擾的考驗(yàn)，所以目前電子式互感器研發(fā)和應(yīng)用中面臨的主要問題是：電磁干擾防護(hù)、通信差錯(cuò)控制、可靠電源方式以及適應(yīng)戶外環(huán)境，如果措施不當(dāng)，易引發(fā)信號(hào)失效、保護(hù)誤判、銹蝕老化等。解決這些問題，我們需要盡快完善試驗(yàn)、檢驗(yàn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)電子式互感器下一步研發(fā)的關(guān)注點(diǎn)向高可靠、高穩(wěn)定方向傾斜。

電子式互感器未來研發(fā)方向：

1、傳感無源化：由于無源傳感方式具有技術(shù)優(yōu)勢(shì)，獨(dú)立式ECT傳感部件將趨向于無源化，這包括有源式傳感器將通過擺脫對(duì)外源的依賴，實(shí)現(xiàn)自供電，走向準(zhǔn)無源化，由此，電子式互感器平均壽命周期將會(huì)達(dá)10年以上。光學(xué)傳感器通過提高其測(cè)量性能，簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低造價(jià)，進(jìn)入實(shí)用。

2、結(jié)構(gòu)組合化：利用電子式微功率、小型化優(yōu)勢(shì)，互感器更多以組件方式組合于變壓器、全封閉組合電器、隔離刀等組合電器中，減少占地，降低造價(jià)，還可以通過功能復(fù)用促進(jìn)一次電器本身的小型化和智能化。各種方案在發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，也會(huì)相互組合，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，除了會(huì)出現(xiàn)各種獨(dú)立、封閉式電流—電壓組合互感器外，今后幾年，預(yù)計(jì)還會(huì)出現(xiàn)LPCT/ROG-CT與光學(xué)組合版電流互感器。

3、功能復(fù)用化：充分利用數(shù)據(jù)共享優(yōu)勢(shì)，單點(diǎn)測(cè)試，可以多點(diǎn)共享，互感器同時(shí)提供Goose、RS485、MU等不同類型的數(shù)字接口，供多種測(cè)控設(shè)備共享，減少互感器多點(diǎn)重復(fù)安裝，使設(shè)備配置更加緊湊。

4、部件標(biāo)準(zhǔn)化：互感器部件標(biāo)準(zhǔn)化，使具有通用性和互換性，可作為標(biāo)準(zhǔn)附件“插接”式安裝于各種一次設(shè)備，不同廠家互感器可以更替和互換。

電子互感器的出現(xiàn)，無疑能夠解決當(dāng)下的各種問題，當(dāng)然，時(shí)代在進(jìn)步，互感器也不會(huì)因此而駐足，互感器行業(yè)也必將朝著更高的目標(biāo)努力著。