電子式電流互感器技術(shù)
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(yōu)點(diǎn)在于性能比較穩定,適合長(cháng)期運行。但是隨著(zhù)電力系統的發(fā)展,由于繼電保護、電氣設備自動(dòng)化程度及電力系統絕緣等級的提高,以及超高壓輸電網(wǎng)絡(luò )的建設,電磁式電流互感器的缺點(diǎn)也越來(lái)越明顯。因此,一種基于現代光電、半導體技術(shù)和計算機技術(shù)成就而發(fā)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(dòng)態(tài)電流范圍大和頻率測量特性寬等特點(diǎn),能夠滿(mǎn)足表計和繼電保護的數字化。
1 專(zhuān)利
申請電子式電流互感器專(zhuān)利的國家主要有日本、美國及部分歐洲的發(fā)達國家。日本從20世紀80年代就已有專(zhuān)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(zhuān)利JP2001264364提供了一種可高精度測試電流值的光學(xué)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(chǎng)影響精確測量電流。1983年HITACHI SEISAKUSHO KK 公開(kāi)的日本專(zhuān)利JP58083273中介紹了一種光學(xué)電流互感器,其為了在不增加尺寸的同時(shí)增加磁場(chǎng)靈敏度,在導體的周?chē)p繞了具有法拉第效應的光纖,此外,也可以增加光纖長(cháng)度以增強磁場(chǎng)的靈敏度。
國內的專(zhuān)利申請較少,主要為實(shí)用新型專(zhuān)利,其中主要的專(zhuān)利權人為廣東順德特種變壓器廠(chǎng)。2002年,順德特種變壓器廠(chǎng)公開(kāi)了中國專(zhuān)利CN 2510871——500kV無(wú)源光纖電流互感器。其由光學(xué)電流傳感頭模塊和懸掛式光纖復合絕緣子組成。使用時(shí)電流母線(xiàn)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(jīng)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(jiǎn)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(chǎn)品
20世紀70年代起,大部分國家就已集中精力進(jìn)行無(wú)源式電子電流互感器的研制工作,著(zhù)名公司有美國西屋、ABB、Trench等;近年來(lái),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(kāi)發(fā)出了適用于中壓開(kāi)關(guān)設備的低功率電子互感器。其產(chǎn)品符合IEC60044-8電子電流互感器標準,能滿(mǎn)足所有測量和保護的要求,無(wú)二次回路問(wèn)題,采用金屬外殼,運行時(shí)接地,此外還具有體積小,重量輕,環(huán)保,高可靠性等特點(diǎn)。
加拿大NxtPHASE公司設計的電流傳感技術(shù)基于法拉第效應,在動(dòng)態(tài)范圍內也具有超高精度。其設計的光發(fā)射二極管發(fā)射光電轉換信號至線(xiàn)性極化信號,此后循環(huán)。并將此傳感器技術(shù)應用于光學(xué)電流互感器中。
國內目前能進(jìn)行電子式電流互感器大生產(chǎn)的廠(chǎng)家較少,多數仍處于研制階段。已進(jìn)行生產(chǎn)的為西安同維電力技術(shù)有限責任公司,其開(kāi)發(fā)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(jiǎn)單;結構中無(wú)鐵芯,無(wú)剩磁影響,在故障電流條件下不會(huì )產(chǎn)生磁飽和;設備內無(wú)需充油,沒(méi)有SF6絕緣氣體;絕緣性能優(yōu)異;安裝簡(jiǎn)便,可直接掛網(wǎng),無(wú)需大規模線(xiàn)路施工;二次輸出可開(kāi)路,本身無(wú)須保護裝置保護,具備絕對安全性;而年華中科技大學(xué)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(jìn)行了相關(guān)誤差實(shí)驗,結果表明:LPCT具有較寬的測量范圍,一個(gè)二次繞組即可同時(shí)滿(mǎn)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(guān)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。
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