【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

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包括相互獨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低功率鐵芯線圈，電流傳感器為一個空芯線圈。

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)勢與電壓等級成正比，因為只有在高電壓等級的互感器上，CT飽和、絕緣復(fù)雜、體積大、造價高的缺點才表現(xiàn)得越顯著。因此不應(yīng)在變電站內(nèi)各電壓等級都盲目地推廣和應(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)是一個現(xiàn)實和經(jīng)濟(jì)的解決方案。

3、檢驗、試驗、能效評測用電子式互感器

檢驗、試驗、能效評測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)實現(xiàn)高準(zhǔn)確度的測量，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)品檢試驗等需要高精度功率測量需要的場合使用，目前國內(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

電子式互感器的出現(xiàn)，被譽為本世紀(jì)初高壓電器制造業(yè)的一場革命。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：

小信號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)，這是一個革命性變革，使得電壓愈高，互感器的性價比愈高。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。電子式互感器單點測量數(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，我國目前大約有上百個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)入市場應(yīng)用，有源電子式互感器高壓側(cè)將電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號經(jīng)光纖傳至地電位，像光學(xué)傳感方案一樣，實現(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。

同一時期，我國研發(fā)一種更加實用的“自勵源”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“等勢腔”分壓結(jié)構(gòu)在我國出現(xiàn)，它具有很高的絕緣安全性和測量精度指標(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，是一種出自我國的新型電子式電壓互感器。為了克服測量性能易受溫度、震動應(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)方案登上了一個新的技術(shù)平臺，更加接近實用要求，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，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、檢驗相關(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，獨立式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外源的依賴，實現(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達(dá)10年以上。光學(xué)傳感器通過提高其測量性能，簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低造價，進(jìn)入實用。

2、結(jié)構(gòu)組合化：利用電子式微功率、小型化優(yōu)勢，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，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)勢的同時，也會相互組合，優(yōu)勢互補，除了會出現(xiàn)各種獨立、封閉式電流—電壓組合互感器外，今后幾年，預(yù)計還會出現(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，單點測試，可以多點共享，互感器同時提供Goose、RS485、MU等不同類型的數(shù)字接口，供多種測控設(shè)備共享，減少互感器多點重復(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，時代在進(jìn)步，互感器也不會因此而駐足，互感器行業(yè)也必將朝著更高的目標(biāo)努力著。