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電子式電流互感器技術文獻


    電流互感器是電力系統中較重要的高壓設備之一,它被廣泛地應用于繼電保護、電流測量和電力系統分析之中。傳統的電流互感器是電磁感應式的,它的主要優點在于性能比較穩定,適合長期運行。但是隨著電力系統的發展,由于繼電保護、電氣設備自動化程度及電力系統絕緣等級的提高,以及超高壓輸電網絡的建設,電磁式電流互感器的缺點也越來越明顯。因此,一種基于現代光電、半導體技術和計算機技術成就而發展的電氣測量的新方法應運而生,采用此方法的電流互感器即為電子式電流互感器,其具有測量精度高、動態電流范圍大和頻率測量特性寬等特點,能夠滿足表計和繼電保護的數字化.

 

1 專利

申請電子式電流互感器專利的國家主要有日本、美國及部分歐洲的發達國家。日本從20世紀80年代就已有專利報道,并持續至今。如:日本MATSUSHITA電子有限公司2000年申請的日本專利JP2001264364提供了一種可高精度測試電流值的光學電流互感器。其方法是采用具有法拉第效果的磁光傳感器,該方法能不受外部磁場影響精確測量電流。1983年HITACHI SEISAKUSHO KK 公開的日本專利JP58083273中介紹了一種光學電流互感器,其為了在不增加尺寸的同時增加磁場靈敏度,在導體的周圍纏繞了具有法拉第效應的光纖,此外,也可以增加光纖長度以增強磁場的靈敏度。

國內的專利申請較少,主要為實用新型專利,其中主要的專利權人為廣東順德特種變壓器廠。2002年,順德特種變壓器廠公開了中國專利CN 2510871——500kV無源光纖電流互感器。其由光學電流傳感頭模塊和懸掛式光纖復合絕緣子組成。使用時電流母線與導電桿兩端連接,傳感頭的引出光纜在絕緣子的光纜轉接盒處轉接,把信號光從地端光源經絕緣子引入傳感頭。該光纖電流互感器抗干擾性強、溫度特性穩定,絕緣結構簡單、絕緣性能好、體積小、重量輕、成本低、易于安裝、拆卸和維護,能夠安全可靠的運行

2 產品

20世紀70年代起,大部分國家就已集中精力進行無源式電子電流互感器的研制工作,著名公司有美國西屋、ABB、Trench等;近年來,各國也非常重視有源式電子電流互感器研究,特別是RITZ、ABB等公司。

其中,Trench公司開發出了適用于中壓開關設備的低功率電子互感器。其產品符合IEC60044-8電子電流互感器標準,能滿足所有測量和保護的要求,無二次回路問題,采用金屬外殼,運行時接地,此外還具有體積小,重量輕,環保,高可靠性等特點。

加拿大NxtPHASE公司設計的電流傳感技術基于法拉第效應,在動態范圍內也具有超高精度。其設計的光發射二極管發射光電轉換信號至線性極化信號,此后循環。并將此傳感器技術應用于光學電流互感器中。

國內目前能進行電子式電流互感器大生產的廠家較少,多數仍處于研制階段。已進行生產的為西安同維電力技術有限責任公司,其開發設計制造的磁光電流互感器具有體積小,重量輕,可靠性好,維護簡單;結構中無鐵芯,無剩磁影響,在故障電流條件下不會產生磁飽和;設備內無需充油,沒有SF6絕緣氣體;絕緣性能優異;安裝簡便,可直接掛網,無需大規模線路施工;二次輸出可開路,本身無須保護裝置保護,具備絕對安全性;而年華中科技大學于2004年設計了電子式低功耗電流互感器(電子式LPCT)。針對額定電流60A的LPCT進行了相關誤差實驗,結果表明:LPCT具有較寬的測量范圍,一個二次繞組即可同時滿足0.2級計量及5P20保護的要求,使得LPCT的尺寸較傳統電流互感器(CT)大為降低。

3 標準

電流互感器作為電力設備中較關鍵設備,目前已有較明確的標準規范。如:國際IEC標準的IEC60044系列標準就是就針對各種互感器而制訂的,其中IEC60044-8-2002則適用于電子式電流互感器,此外歐洲標準等效采用了此標準。

國內國家標準和JB標準也都制訂了電流互感器的標準,如:GB 1208- 1997電流互感器,JB 9652-1999控制用電流互感器等。


上一電流互感器的基本原理及結構
下一淺談電子式電流互感器

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