【直流互感器原理】直流電流互感器是什么 直流互感器的工作原理

直流電流互感器是什么

直流電流互感器是指用于直流電流量值變換的互感。它利用鐵心線圈中鐵心受直流和交流電流共同磁化時(shí)的非線性和非對(duì)稱(chēng)性，通過(guò)整流電路，將通過(guò)線圈的直流大電流按匝數(shù)反比變換成直流小電流。主要用于測(cè)量直流大電流，也在整流系統(tǒng)中用作電流反饋、控制和保護(hù)元件。與分流器比較，它的電能損耗低并具有隔離作用。

1、高壓直流輸電系統(tǒng)簡(jiǎn)介

高壓直流輸電（High Voltage Direct Current Transmission），簡(jiǎn)稱(chēng)HVDC。利用高壓直流系統(tǒng)遠(yuǎn)距離輸送電能是一種高效、低成本的輸電方式。其主要特點(diǎn)是單回送出距離遠(yuǎn)、輸出容量大、特高電壓等級(jí)等。不僅僅應(yīng)用于單點(diǎn)遠(yuǎn)距離輸送，也可以用于電網(wǎng)同步連接。

我國(guó)的特高壓直流系統(tǒng)始于三峽工程送出工程。在此需要再次提及的是當(dāng)年三峽輸變電工程的建成投產(chǎn)，對(duì)于在全國(guó)范圍內(nèi)促進(jìn)資源優(yōu)化配置、促進(jìn)節(jié)能減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)和推動(dòng)工程落地地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。在一方面極大的緩解了華東、廣東等地區(qū)能源緊張局面；在另一方面減輕了鐵路煤炭運(yùn)輸壓力和減少了大量碳排放。不僅推動(dòng)我國(guó)輸變電設(shè)備國(guó)產(chǎn)化和技術(shù)水平邁上一個(gè)新的臺(tái)階，我國(guó)也逐步形成了以特高壓交、直流輸電為骨架網(wǎng)絡(luò)的能源輸送體系。

2、換流站設(shè)備構(gòu)成

雙端直流高壓輸電系統(tǒng)由整流站、逆變站和中間的輸電線路組成。當(dāng)能量反送時(shí)，整流站充當(dāng)逆變作用，而逆變站則起到將直流電轉(zhuǎn)換為交流電的作用。其換流站的主要設(shè)備有[4]：換流變壓器、換流器、平波電抗器、交流濾波器和無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備、直流濾波器、保護(hù)裝置、遠(yuǎn)動(dòng)通信系統(tǒng)、接地極線路、接地極等。

3、換流站中直流電流互感器的配置

直流輸電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行很大程度上取決于運(yùn)行在換流站各個(gè)角落的保護(hù)和監(jiān)視系統(tǒng)。而各種高壓互感器和傳感器則為保護(hù)系統(tǒng)和換流站設(shè)備在暫態(tài)下的準(zhǔn)確測(cè)量提供了堅(jiān)實(shí)的保障。

通常換流站內(nèi)使用的有兩種直流電流互感器：零磁通直流電流互感器和光電電流互感器。根據(jù)兩種直流互感器在絕緣和準(zhǔn)確度等級(jí)方面優(yōu)缺點(diǎn)，將不同特點(diǎn)的互感器配置在換流站的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)上。零磁通直流電流互感器多用于閥廳內(nèi)中性線、直流場(chǎng)中性線以及直流場(chǎng)NBGS開(kāi)關(guān)的直流電流值測(cè)量。光電電流互感器主要用于閥廳內(nèi)極線、直流場(chǎng)極線和直流濾波器高壓側(cè)回路的電流值測(cè)量。

直流互感器的工作原理

用于直流電流量值變換的互感器。它利用鐵心線圈中鐵心受直流和交流電流共同磁化時(shí)的非線性和非對(duì)稱(chēng)性，通過(guò)整流電路，將通過(guò)線圈的直流大電流按匝數(shù)反比變換成直流小電流。主要用于測(cè)量直流大電流，也在整流系統(tǒng)中用作電流反饋、控制和保護(hù)元件。與分流器(見(jiàn)電流表)比較，它的電能損耗低并具有隔離作用。在理想條件下，電源電壓U與負(fù)載電阻Rx上電壓之差，由非飽和鐵心上的次級(jí)繞組承擔(dān)，并有N1I1=N2I2或I1/I2=N2/N1（I2為次級(jí)電流），即I2和I2與匝數(shù)有反比關(guān)系。I2經(jīng)整流后，可用直流電流表讀出，或利用負(fù)載電阻Rx上的電壓降計(jì)算出。