電流互感器范文

導語：如何才能寫好一篇電流互感器，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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【關鍵詞】電磁式電流互感器；電子式電流互感器

國家電力局了最新信息，全國用電量到 2020 年可達到 7.7 萬億千瓦時，同時發電機容量大約是 16 億千瓦。然而我國的用電量還在不斷增加，為了滿足用電需求，我國將全面投入到智能化、大型化電力系統的建設中。“十二五”期間，我國將建設 5000 個智能變電站，而且這些變電站是將風能、潮汐能、太陽能、核能等新能源轉換成電能的重要支柱。隨著變電站網絡設備的自動化不斷提升，電子式電流互感器作為低壓側數據處理系統源頭的設備。其測量結果的精確程度，獲得的結果是否可靠，都影響著電網網絡的穩定、經濟、安全有效地運行。

1 電流互感器的作用

電流互感器的作用是可以把數值較大的一次電流通過一定的變比轉換為數值較小的二次電流，用來進行保護、測量等用途。如變比為400/5的電流互感器，可以把實際為400A的電流轉變為5A的電流。安在開關柜內，是為了要接電流表之類的儀表和繼電保護用。每個儀表不可能接在實際值很大的導線或母線上，所以要通過互感器將其轉換為數值較小的二次值，在通過變比來反映一次的實際值。

2 傳統的電磁式電流互感器

電流互感器的特點是：（1）一次線圈串聯在電路中，并且匝數很少，因此，一次線圈中的電流完全取決于被測電路的負荷電流.而與二次電流無關；（2）電流互感器二次線圈所接儀表和繼電器的電流線圈阻抗都很小，所以正常情況下，電流互感器在近于短路狀態下運行。

長時間以來，在電流計量和繼電保護方面，帶鐵心的傳統型電磁式電流互感器占據著主要位置。但是其內部結構中含有鐵心，使得傳統電磁式電流互感器存在無法克服的缺點：

（1）若高壓母線的電勢很高時，對傳感線圈的絕緣性要求就會非常高。這樣使得傳感線圈的體積非常大，制作成本也會相應的變得很高；

（2）傳感線圈容易發生鐵磁諧振現象；

（3）工作時，電磁式電流互感器會產生大量的熱，這些熱量不容易散出去，因此有易燃、易爆等諸多問題存在；

（4）由于存在鐵芯，使得高壓母線通過大電流時，感應線圈存在鐵磁飽和，使得測量結果產生誤差，而且容易損壞設備。

光纖技術、數字信號處理（DSP）和電子電路的發展，使得電子式電流互感器輸出的模擬信號轉換成數字信號，由光纖傳輸被測信號，從根本上解決了高壓側數據變換系統的電磁干擾及設備絕緣問題。相比于新型的電子式電流互感器，傳統的電磁式電流互感器的差距主要有三個方面：

（1）設備接口方面。在微型計量設備的輸入端口，要求的被測電流比較小。傳統的電流互感器的輸出端口不能直接連在低壓側數據處理設備的輸入端，兩者要通過信號控制單元進行連接。

（2）安全方面。電力系統中電壓等級的提高，給操作人員的生命安全帶來更大隱患。而且傳統的電流互感器無論充氣或充油，都易發生爆炸，開路電壓更易使人的生命受到威脅，特別是1200kV以上的電壓。

（3）價格方面。隨著測量范圍不斷的增大，傳統的電磁式電流互感器的設備尺寸越來越大，內部結構愈加的繁瑣，令測量設備顯得笨重，并且占用了很大的空間。增加了設備的運輸、安裝、維護等方面的難度，而且測量設備的成本也有很大的增長。

3 電子式電流互感器

根據IEC和GB/T標準，明確指出電子式電流互感器可分為以下幾類：

（1）光學電流互感器。是指采用光學器件作被測電流傳感器，光學器件由光學玻璃、全光纖等構成。傳輸系統用光纖，輸出電壓大小正比于被測電流大小。由被測電流調制的光波物理特征，可將光波調制分為強度調制、波長調制、相位調制和偏振調制等。

（2）空心線圈電流互感器。又稱為Rogowski線圈式電流互感器。空心線圈往往由漆包線均勻繞制在環形骨架上制成，骨架采用塑料、陶瓷等非鐵磁材料，其相對磁導率與空氣的相對磁導率相同，這是空心線圈有別于帶鐵心的電流互感器的一個顯著特征。

（3）鐵心線圈式低功率電流互感器（LPCT）。它是傳統電磁式電流互感器的一種發展。其按照高阻抗電阻設計，在非常高的一次電流下，飽和特性得到改善，擴大了測量范圍，降低了功率消耗，可以無飽和的高準確度測量高達短路電流的過電流、全偏移短路電流，測量和保護可共用一個鐵心線圈式低功率電流互感器，其輸出為電壓信號。

與電磁式電流互感器相比，電子式互感器具有如下的一系列優點：

（1）絕緣性能優良，造價低。絕緣結構簡單，隨電壓等級的升高，其造價優勢愈加明顯。

（2）在不含鐵芯的電子式互感器中，消除了磁飽和.鐵磁諧振等問題。

（3）電子式互感器的高壓側與低壓側之間只存在光纖聯系，抗電磁干擾性能好。

（4）電子式互感器低壓側的輸出為弱電信號，不存在傳統互感器在低壓側會產生的危險，如電磁式電流互感器在低壓側開路會產生高壓的危險。

（5）動態范圍大，測量精度高。電磁感應式電流互感器因存在磁飽和劇題，難以實現大范圍測量，問時滿足高精度計量和繼電保護的需要。電子式電流互感器有很寬的動態范圍，額定電流可測到幾百安培至幾千安培，過電流范圍可達幾萬安培。

（6）頻率響應范圍寬。電子式電流互感器已被證明可以測出高壓電力線上的諧波，還可進行暫態電流、高頻大電流與直流電流的測量。

（7）沒有因充油而產生的易燃，易爆等危險。電子式互感器一般不采用油絕緣解決絕緣問題，避免了易燃、易爆等危險。

（8）體積小、重量輕。電子式互感器傳感頭本身的重量一般比較小。據前美國西屋公司公布的345kV的光學電流互感器（OCT），其高度為2.7m，重量為109kg。.而同電壓等級的充油電磁式電流互感器高為6.1m，重達7718kg，這給運輸與安裝帶來了很大的方便。

（9）可以和計算機連接，實現多功能，智能化的要求，適應了電力系統大容量、高電壓，現代電網小型化、緊湊化和計量與輸配電系統數字化，微機化和自動化發展的潮流。

4 電子式電流互感器的發展趨勢

（1）國際電工委員會關于ECT標準的出臺，以及我國己經醞釀起草的ECT國家標準，預示著ECT的產品化應用已初步具備了行業規范，為ECT的市場化提供了基礎平臺。

（2）經過幾年的電網改造，電網的綜合自動化水平得到了很大提高，對相應的網絡瞬態保護提出了更快速的要求。隨著電網的擴大，輸電線路越來越長，傳統的電流互感器已經無法滿足距離保護的瞬態特性要求，預計在未來5-10年中，ECT會在各種電壓等級的電網中大量安裝和使用。

（3）國內外研究單位對ECT的技術進行了近30年的探索，無論在實驗室還是在現場掛網試運行，都己積累了一定的經驗，特別是基于采樣線圈配光纖型的ECT已經具備了產品化的條件。

（4）國內外不少企業斥資投入ECT制造領域，也推動了ECT的市場化應用進程。

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Abstract： Current transformer， a kind of special transformer， is mainly used for converting the high voltage and high current in power system into low voltage and low current according to a certain proportion， and supplies current to the coil of measuring device and relay protection； it realizes the isolation between a device and the two device. The working principle is similar to the transformer； the difference is that in the core of the transformer， the alternating current AC voltage main magnetic flux is generated by a current in primary winding ends. The current transformer is mainly used for high voltage and high current in power system according to a certain proportion into low voltage， low current， no matter what the primary side current is， and the two sides are generally 5A. It is used for supplying instrument， relay protection as measurement and protection.

關鍵詞： 電流互感器；特殊變壓器；低電壓；小電流；應用

Key words： current transformer；special transformer；low voltage；low current；applications

中圖分類號：TM452 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）26-0026-02

1 電流互感器基本介紹

電流互感器是一種特殊變壓器，原理圖如圖1所示。鐵芯內的交變主磁通在電流互感器的二次繞組內感應出相應的二次電動勢和二次電流。由于一次繞組和二次繞組繞制于同一個鐵芯故被同一交變主磁通所交鏈，所以在數值上一次繞組和二次繞組的電流和匝數積應相等，即I1n1=I2n2，所以I1/I2=n2/n1=K，K稱為電流互感器的變比。

2 電流互感器使用注意事項

①電流互感器的聯接線必須采用2.5mm2的銅心絕緣線聯接，有的電業部門規定必須采用4mm2的銅心絕緣線。

②電流互感器的二次繞組有一個繞組和二個繞組之分，若有二個繞組的，其中一個繞組為高精度（誤差值較小）的一般作為計量使用，另一個則為低精度（誤差值較大）一般用于保護。

③電流互感器一次側繞組有單匝和多匝之分，LQG型為單匝。而使用LMZ型（穿心式）時則要注意銘牌上是否有穿心數據，若有則應按要求穿出所需的匝數。注意穿心匝數是以穿過空心中的根數為準，而不是以的匝數計算（否則將誤差一匝）。

④電流互感器安裝時，應注意極性（同名端），一次側的端子為L1、L2（或P1、P2），一次側電流由L1流入，由L2流出。而二次側的端子為K1、K2（或S1、S2）即二次側的端子由K1流出，由K2流入。L1與K1，L2與K2為同極性（同名端），不得弄錯，否則若接電能表的話，電能表將反轉。

⑤電流互感器安裝時，應考慮精度等級。精度高的接測量儀表，精度低的用于保護。選擇時應予注意。

⑥電流互感器安裝時，應將電流互感器的二次側的一端（一般是K2）、鐵芯、外殼做可靠接地。以預防一、二側繞組因絕緣損壞，一次側電壓串入二次側，危及人身設備安全。

⑦運行中的電流互感器二次側決不允許開路，在二次側不能安裝熔斷器、刀開關。這是因為電流互感器二次側繞組匝數遠遠大于一次側匝數，在開路的狀態下，電流互感器相當于一臺升壓變壓器。根據有關資料顯示，其電壓值可達1000V左右，危及工作人員安全。所以在一次側有電流的情況下，二次側沒有采用相應短接措施，絕對不允許施工，（電流互感器在工作時近似處于短路狀態，故可將K1、K2直接短接并接地）。

3 電流互感器的應用

3.1 交流電流的測量

設備是否運行在額定電流值，設置電流測量裝置是必要的技術措施。有關規定40KW以上的設備，必須裝設電流表進行監控。交流電流的測量有直接測量和經電流互感器擴大測量的方式。直接測量就是將適當的電流表串接電流回路上。

①如圖2所示，采用一臺電流互感器測量三相平衡線路中的電流。電流互感器選擇的是以電流表量程依據，而電流表的量程則是根據負載電流的實際值，應占電流表總量程的2/3至滿度值之間。比如一臺設備額定電流為100A，則選擇滿度值為150A的電流表。此時電流互感器的互感比則應選150/5A，電流表也相應選比值為150/5A的電流表。讀數時則以表指示值直讀。

②如圖3所示，采用二臺電流互感器，接成不完全星形，用以測量三相平衡或不平衡線路中的三相電流。

③如圖4所示，采用三臺電流互感器，接成完全星形接法，用以測量三相平衡或不平衡線路中的三相電流。

3.2 交流電能的測量 為了擴大交流電能表的量程，工廠最常用的是采用電流互感器的方法來擴大量程。

①如圖5所示，是采用單相電能表加電流互感器的測量方法。可用于測量三相平衡或單相電能計量。

②如圖6所示，是采用二元件三相三線有功電能表，加二個電流互感器的測量方法。可用于測量三相平衡或不平衡線路中的電能計量。

③如圖7所示，是采用三相四線有功電能表，加三個電流互感器的測量方法。可測量三相平衡或不平衡線路中的電能計量。

3.3 電力拖動線路中的保護 大功率電動機中的過載保護，往往由于電流大，沒有相應的熱繼電器，在這樣的情況下，一般采用加裝電流互感器的方法來解決。其實質是將大電流變換成小電流用5A以內的熱繼電器足可滿足過載保護的要求，如圖8所示。

以上幾種應用電路，僅供參考。隨著電氣智能化的發展，電流互感器的應用方式也會越來越多，不管采用那種應用方式，電流互感器在應用運行中，都要嚴防配置不當或接線錯誤，以避免事故的發生。

參考文獻：

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1、電流互感器的配置：為了滿足測量和保護裝置的需要，在發電機、變壓器、出線、母線分段及母聯斷路器等回路中均設有電流互感器。對于中性點直接接地系統，一般按三相配置；對于中性點非直接接地系統，如負荷對稱，保護靈敏度滿足要求，按兩相配置，否則按三相配置。

2、用于自動調節勵磁裝置的電流互感器應布置在發電機定子繞組的出線側，以減輕內部故障對發電機的損傷。為了便于分析和在發電機并入系統前發現內部故障，用于測量儀表的電流互感器宜裝于發電機中性點側。

3、對于保護用電流互感器的裝設地點應按盡量消除主保護裝置的不保護區來設置。若有2組電流互感器，且位置允許時應設在斷路器兩側，使斷路器處于交叉保護范圍之中。

（來源：文章屋網 ）

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關鍵詞：電流互感器；測試；診斷

中圖分類號：TM514 文獻標識碼：A

電流互感器是輸變電系統中的重要一次設備。其運行穩定直接關系到電力系統安全。為保證運行中的電流互感器安全可靠，運行過程中的診斷和維護極為重要。本文所陳述的電流互感器為油浸式絕緣。其主絕緣是由電纜紙或皺紋紙按一定規律包扎在一次或二次繞組上浸漬變壓器油構成的。這種絕緣在長期運行過程中會緩慢地老化。在運行過程中通過有效地測試診斷程序，對電流互感器的健康狀況進行判斷，將絕緣有問題的電流互感器及時退出運行，避免爆炸事故產生。同時也保證電力系統的安全運行。

1.日常檢查

1.1 電流互感器部件的檢查

日常主要采取目視的方法檢查運行中電流互感器。一般為是否有漏油檢查，金屬件防腐檢查、瓷套外觀檢查、接地狀況檢查，最重要的就是檢查膨脹器的狀況。正常運行的電流互感器內部應該是微正壓，依據膨脹器的狀態可初步判斷電流互感器的運行狀況，見表1。

1.2 發熱檢查

發熱檢查對于發現電流互感器的熱缺陷或過熱點非常有效。可以及時發現接觸點接觸不良問題造成的過熱或者局部缺陷造成的溫升過高。通過紅外溫度儀器可以直觀地觀測電流互感器一次導電體或者其他部位的溫度。溫度過高應立即退出運行進行檢查。

2.停電測試

電流互感器在投運前以及運行后每隔3～6年都應該在停電時進行絕緣性能的測試，測試主要有以下幾種：

2.1 絕緣電阻測量

依據電流互感器的設計，絕緣電阻應該在一次繞組與地之間測試。測試前將瓷套表面進行清理并干燥，測得的直流電阻應該是開始測試10min時的直流電阻值R10。測得的電阻值應折算到20℃的電阻值。

一般新出廠的電流互感器絕緣電阻應該為800GΩ，對于測得絕緣電阻不大于150GΩ的，應判定為電流互感器絕緣問題。

2.2 O化系數測量

極化系數的測量即在第15s和第60s所測得的絕緣電阻的比值。即

Fa=R60/R15或Fa=i15/i60

極化系數是判斷電流互感器絕緣狀況的參數之一，它是基于濕度、絕緣的年限、介質類型以及絕緣系統的方式。通常隨著絕緣內濕度以及年限的增加，極化系數接近1。當極化系數接近1.7時，應判定為電流互感器的主絕緣不適宜繼續運行。

2.3 電容和介質損耗因數（tanδ）測量

運行中的電流互感器至少在10kV下測量電容和介質損耗因數。測量結果與出廠值進行比對。一般如果介質損耗因數值高于出廠值的1%，說明電流互感器的絕緣狀況較差。介質損耗因數在不同的溫度測量的值，應按如下公式折算到20℃：

tanδ（20）=tanδ（θ）?e-α（θ-20）

其中α依據如下公式進行計算：

θ和tanδ為溫度和相應的介質損耗因數。

2.4 局部放電測量

局部放電測量可以直觀地判斷出電流互感器絕緣的質量。在油紙絕緣中的局部放電會導致絕緣的最終崩潰。產生局部放電的同時會伴隨產生聲波并會導致變壓器油的分解而產生氣體。由于過電壓、產品內部缺陷或絕緣內部濕度過高產生的局部放電最終會導致絕緣的局部損壞。

投運后的電流互感器復試局部放電時預加電壓按標準應是額定工頻試驗電壓的80%。

局部放電測量時干擾一般要求小于3pC，而在變電站現場的干擾過高而無法測量。需要將產品運至專業的試驗室進行測試。

2.5 變壓器油的檢查

電流互感器絕緣用變壓器油中析出氣體的數量和成分可以進行測量。測量結果與GB/T7595-2008進行比對。可以預見，電流互感器在運行期間油中所含氣體會有微量增加。這種增長是絕緣老化的反映。

有些情況下，未投運的電流互感器變壓器油中也會出現一些氣體。這些氣體是固體絕緣、防腐保護或粘接時用的膠釋放出來的。

測量氣體含量同時也應該進行互感器油中水分含量的測量。新品電流互感器油中水分一般在5～10ppm之間。其含量在運行期間不應有變化。

建議電流互感器運行6個月至1年內進行一次變壓器油檢驗分析。之后每隔3～6年要進行一次。

變壓器油色譜分析結果可以判斷電流互感器運行時的狀況。較小強度的局部放電會產生甲烷、乙烷和大量的氫氣，電弧放電會產生乙炔。如果發現這些氣體的含量超過規定的限值或明顯變化，則應密切注意其運行狀況或將電流互感器退出運行。

3.電流互感器的在線監測

日常檢查和停電檢查只能檢查電流互感器絕緣老化情況。但這種方式很難查明和防止一些快速事故的發生。快速故障只能通過在線監測才能發現。但是，電流互感器用在線監測方法仍處于研發階段，其效果還需要進一步證明。

3.1 測量主絕緣泄漏電流

監測電流互感器的泄漏電流。通過電流互感器接地裝置測量電流互感器對地泄漏電流。在絕緣擊穿的開始，泄漏電流會非常明顯地增大，如果適時地發現采取措施就可以避免電流互感器惡性事故的發生。但由于準確測量非常不易，這種方式還未被廣泛地應用。

3.2 變壓器油的在線監測

在線監測分析電流互感器中變壓器油的氣體含量。但這種方式更適合運行時變壓器油在箱體內循環的變壓器。對于變壓器油靜止的電流互感器測量效果受到限制。而且這種裝置相對于電流互感器本身造價也相當高。

結論

按照要求對運行中的電流互感器進行預防性試驗，可有效反映電流互感器的健康狀況。及時發現有問題，采取有效措施，避免惡性事故發生，減少直接和間接損失。同時研究在線監測的新途徑，可以準確、及時反映出電流互感器的運行狀況。保證電力系統安全穩定運行。

參考文獻

[1]魏朝暉.油浸倒置式電流互感器設計[J].變壓器，2000，37（9）：6-9.

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[關鍵詞]電流互感器；P1（L1）與P2（L2）端；安裝；方向；開關線路側；母線側；

中圖分類號：F65 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）16-0048-02

序言：

為了取得高壓電路中的電流供保護、計量等使用，變電站采用了可將較高電壓、較大電流變為較低電壓、較小電流的電流互感器。早期變電站安裝的電流互感器，有裝在開關母線側的，也有裝在開關線路側的。有的電流互感器一次P1（L1）指向母線端，有的電流互感器一次P1（L1）指向線路端。那么，電流互感器一次P1（L1）指向哪端較完備呢？電流互感器裝在開關的哪一側較好？我國制造的電流互感器，均為減極性的。一般油絕緣電流互感器一次的P1（L1）端與上鐵帽是絕緣（或通過小避雷器絕緣）的，而P2（L2）與上鐵帽相連（或用導引線與上鐵帽相連），見圖1。此時，若電流互感器上鐵帽發生接地（電流互感器外絕緣閃絡），相當于電流互感器的P2（L2）端發生接地。由于P1（L1）端在整個電流互感器外露設備中所占的面積很小，因此，在電流互感器發生外絕緣故障98%均呈現為電流互感器的P2（L2）端故障。

1.電流互感器一次P1（L1）端與P2（L2）指向不同端的分析

油絕緣電流互感器一次P1（L1）端指向母線或線路哪種較完備，回答這一問題的出發點，應以前述分析的電流互感器發生外絕緣故障時的P1（L1）端與P2（L2）端呈現的故障機率而定。即：P2（L2）端呈現的故障機率大（98%）；P1（L1）端呈現的故障機率小（2%）。同時，還應根據一次系統的不同接線方式而定。單（或雙）母線接線方式，電流互感器裝在開關線路側時，P1（L1）端應指向母線側（本開關側）。見圖2。

正確的安裝接線應該是P1（L1）端與電源側（即母線側）相連，P2（L2）端與線路側相連。錯誤的接法是P1（L1）端接線路側，P2（L2）端接母線側。下面的圖3、圖4是電流互感器一次端子和二次繞組的接線方式（圖三是110kV線路；圖四是220kV線路）。

1.1 分析當電流互感器一次繞組U型電容芯底部絕擊穿時P1（L1）、P2（L2）不同接法的動作情況。

這個部位因為場強集中且不很均勻，出故障的機會還是相對較多，110kV線路（見圖3）P1（L1）端接母線側，P2（L2）端接線路側，當電流互感器一次繞組U型電容芯底部絕擊穿，這時線路保護動作切除故障。P2（L2）端接母線側，P1（L1）端接線路側，當電流互感器一次繞組U型電容芯底部絕擊穿，線路保護不能切除故障，母差保護動作，擴大了停電范圍。220kV線路（見圖四）P1（L1）端接母線側，P2（L2）端接線路側，電流互感器一次繞組U型電容芯底部絕擊穿，線路保護和母線保護都將動作動切除故障，存在保護重疊提高了可靠性。P2（L2）端接母線側，P1（L1）端接線路側時線路保護和母差保都將拒動，由上一級保護動作切除故障，擴大停電范圍，存在保護死區的問題，我覺得故障點的切除將是很混亂的，對于電力系統安全穩定運行不利。

1.2 分析電流互感器閃絡時情況

P1（L1）端與儲油柜絕緣，P2（L2）端與儲油柜等電位，當電流互感器外絕緣閃絡時，此時實際相當于非絕緣的P2（L2）端對地短路，這時110kV線路、220kV線路都將是線路保護動作切除故障。若P2（L2）端接母線側，此時110kV線路、220kV線路將是母差保護動作，擴大停電范圍；如果按正確的接法即P2（L2）端接線路側，則應是線路保護動作，只是本條線路停電。該類電流互感器故障已在韓村河站1999年11月18日得以證實。1999年11月18日12時48分，韓村河站2212A相電流互感器帶電水沖洗時，發生電流互感器上鐵帽與底座外絕緣閃絡，2212縱聯方向、縱聯距離保護動作，A相開關掉閘，重合未出掉三相，切除了A相電流互感器故障。試想，若電流互感器的P1（L1）與P2（L2）端接反，將造成220kV母差保護動作，擴大事故，后果極為嚴重。

如上所述，電流互感器一次端子的安裝方向非常重要，否則將存在嚴重隱患。在華北電力科學研究院編寫的《火電廠及電力系統反事故技術措施匯編》上冊電氣部分第94頁關于互感器事故措施第十條的論述，“為避免電流互感器電容芯底部擊穿事故時擴大事故影響范圍，應注意一次端子L1和L2的安裝方向及二次繞組的極性連接方式要正確，以確保母差保護正常投入運行”。另外在電力系統繼電保護及安全自動裝置反事故措施管理規定（試行）第8.8條的規定“多繞組電流互感器及其二次線卷接入保護回路的接線原則如下：（1）裝小瓷套的一次端子應放在母線側。（2）保護接入的二次線卷分配，應特別注意避免當一套線路保護停用（為了試驗）而線路繼續運行時，出現電流互感器內部故障時的保護死區。”

2.電流互感器裝在開關的哪一側合理

見圖5，我們分別分析電流互感器在開關不同側的利與弊，并對其進行比較。

2.1 對線路保護而言

CT裝在開關線路側：

1.非線路全部保護2.開關與CT間為線路保護的死區

CT裝在開關母線側：

1.保護線路全部2.開關與CT間為線路保護的超動區

結論――CT裝在開關母線側好。

2.2 對母線保護而言

CT裝在開關線路側：

1.可保護母線全部⒉開關與CT間為母線保護的超動區

CT裝在開關母線側：

1.非母線全部保護2.開關與CT間為母線保護的死區

結論――CT裝在開關線路側好。

2.3 保護死區的比較

CT裝在開關線路側：

線路保護死區，可由母線保護動作迅速切除故障，雖然故障范圍擴大，但對整個電網影響小

CT裝在開關母線側：

母線保護死區，只能靠上一級電源端后備保護動作切除故障。因而故障擴大范圍大，故障存留時間長，極易引起系統振蕩，嚴重時釀成電網事故

結論――CT裝在開關線路側好

綜合以上分析得出結論，電流互感器裝在開關線路側比裝在母線側要好。

3.母聯開關電流互感器的接線方式

一般母聯開關的電流互感器大多裝在5#母線側，此種接線，電流互感器的P1（L1）端應指向4#母線側（母聯開關側）。見圖6。此接線開關與電流互感器間為4#母線差動保護的超動區，5#母線差動保護的死區。為了減少這兩個區，必須采用電流互感器本身故障時，5#母線差動保護動作，切除故障的此種接線。

⒋變壓器P1（L1）與P2（L2）端的指向分析

主變壓器三側電流互感器，高、中壓側電流互感器裝在開關的主變壓器側，低壓側電流互感器裝在開關的母線側，由于低壓側采用的是干式穿管電流互感器，可不考慮P1（L1）與P2（L2）端指向。但是，高、中壓側P1（L1）端均應指向母線側（本開關側），見圖7。此種接線，可使電流互感器安裝處主變差動保護內的保護范圍最大化。

總結

綜上所述，電力系統采用獨立的電流互感器時，單（或雙）母線接線之線路電流互感器（含旁路及主變出線），最好裝在開關的線路側；油絕緣電流互感器的P1（L1）端，必須指向本開關側。這兩點，希望望變電站設計、安裝單位應加以重視。運行、修試及繼電保護部門應嚴格驗收， 防止電流互感器安裝地點及P1（L1）端方位錯誤時，一旦發生電流互感器本身故障而擴大保護動作范圍，造成不必要的停電。對于正在運行的未按正確地點及P1（L1）端正確方位安裝的油絕緣電流互感器，應借停電機會，多方配合及時改正。

參考文獻

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關鍵詞：電流互感器；油色譜；故障處理

引言

現有的電氣試驗方法在一般情況下，尚不能及時有效的發現電流互感器內部的潛伏性故障，但是實測表明，電流互感器在發生故障前，在內部析出多種氣體，通過油色譜分析進行判斷，可以及時發現隱患，從而避免設備缺陷和故障繼續發展或者發生事故。本文介紹了一例500kV電流互感器該類故障的分析研究情況。

1 發現故障經過

2011年6月3日，油務人員在對某變電站500kV Ⅰ、Ⅲ母線分段電流互感器油樣進行年檢時，發現C相油色譜試驗氫氣達到5400µL/L，總烴達到589µL/L，未發現乙炔、乙烯，初步判斷設備出現故障，可能存在或引起放電，立即向上級匯報。為了進一步確認，當日下午又現場采集油樣進行化學試驗，此時氫氣達到8920µL/L，總烴達到601µL/L, 確認故障現象已非常嚴重。

2 設備情況

該相電流互感器型號為：LB3-500W1，廠家為：沈變互感器廠，投運日期為：2001年3月12日。設備投運以來，運行良好，高壓試驗及化學試驗均未發現問題，2009年曾因缺油而進行抽真空注油，事后進行過化學試驗，成績合格。2010年進行年檢時，也未發現問題。

3 試驗分析

從油色譜試驗數據分析，氫氣、總烴較多（主要是甲烷），不存在乙烯、乙炔，有可能為受潮引起，具體數據見下表（表一）：

6月4日，電氣試驗人員到達現場對該相電流互感器進行了絕緣電阻及介損試驗，試驗成績合格，試驗數據見下)從以上幾組數據可以看出，該電流互感器油中氫氣、總烴、水分均超標，油介質損耗因數也超標，確認故障為設備油中水分含量過高引起。

4 故障成因分析

電流互感器油中含有過多水分時,水分在電場作用下發生電解作用,并且水又與鐵發生化學反應,都可產生大量的氫氣。如右式：Fe+2H2O=Fe(OH)2+H2表中數據水分及氫氣大量存在就表明了這個可能性。

這些水分的來源有幾個可能：（1）電流互感器密封不良，進水受潮。由于該相電流互感器已經運行10年，其底座膠圈可能存在老化情況或者金屬膨脹器密封不嚴導致外界空氣中水分進入油中；（2）檢修不當。2009年對該電流互感器更換金屬膨脹器時，由于現場條件所限，換油后真空脫氣不充分，油紙間隙中殘存氣泡；現場帶油電焊補漏；另外吊芯干燥未采取真空干燥工藝等，都是檢修后新的致氫原因。（3）更換的金屬膨脹器帶來的水分。金屬膨脹器采用的金屬是不銹鋼等，它們在加工時吸附的氫未得到處理，在油的浸泡和電場的作用下釋放出來了，而且釋放的速度非常快，該相電流互感器是在抽真空后第三年才發現氫氣超標，因此應該不存在此種可能，而前兩種可能性較大。

5 故障處理

為保證徹底消除設備隱患，同時不影響系統運行，公司決定對500kVⅠ、Ⅲ分段電流互感器全部予以更換，6月6日更換后，電氣試驗人員對設備進行了試驗，試驗成績均合格，可以投入運行。

6 運行中的建議

對于目前存在較多的全密封油浸式電流互感器，若其運行時間較長，針對這類設備，除了要加強日常巡視，保證例行試驗項目按期完成符合規程要求外，還要注意開展進行對設備的紅外檢測，這都有助于及時發現故障，以便及時采取應對措施。另外若發現設備氫氣超標，可結合設備檢修對油進行真空熱油循環，可收到良好的效果。

參考文獻：

[1] DL/T722-2000，變壓器油中溶解氣體分析和判斷導則[S].

[2] DL/T596-1996，電力設備預防性試驗規程[S].

作者簡介：

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關鍵詞：電磁式電流互感器 誤差 改進

Abstract: the current transformer is a kind of commonly used relay protection and the system of the equipment, widely used in electric power production. In this paper, combining with the working principle of the electromagnetic current transformer and the equivalent circuit, the error of current transformer is analyzed by influencing factors, and discusses some measures and methods of reducing error.

Keywords: electromagnetic current transformererror improvement

中圖分類號：TM452文獻標識碼：A

一、電磁式電流互感器的原理

電磁式電流互感器在電力系統被廣泛應用，它是利用電磁感應原理，通過鐵芯耦合將高壓大電流變換為低壓小電流。電磁式電流互感器的原理與變壓器類似，由一次元件、二次元件及鐵芯組成。

電流互感器的一次繞組和高壓回路稱為一次回路，從二次繞組到保護裝置或測量表計及連接導線稱為二次回路。一二次繞組間沒有電氣聯系，它們之間有很高的絕緣，這樣既可以防止保護裝置被高壓擊毀，又使繼電保護維護人員避免發生人身觸電事故。一二次繞組都繞在一個鐵芯上，它們之間沒有電的聯系，通過磁的耦合傳遞能量。

一次回路決定一次繞組參數，一次電流可認為是固定值。電流流過一次繞組時，鐵芯中產生與一次電流I1同頻率的磁通Ф1,磁通交連一次和二次繞組的線匝。當磁通穿過二次繞組線匝時，由于磁通本身的作用產生感應電勢。如果二次繞組經過某些負荷，即經過與其連接的二次回路閉合，在感應電勢的作用下就有電流流過。根據楞次定律，流過二次繞組的電流在鐵芯中產生交變磁通，由于磁通疊加的結果，鐵芯中的合成磁通。合成磁通是在電流變換過程中從一次繞組向二次繞組傳輸電能的轉換環節。即滿足，若電流變換過程鐵芯中沒有能量消耗，則稱為理想電流互感器。

二、電流互感器的誤差

電流互感器不可避免地存在勵磁電流，因而與的相位不完全相同，于是造成了電流數值誤差和相位誤差。

互感器在測量電流時所出現的數值誤差，是指測量值與一次電流的實際值之差，并用一次實際電流值的百分數表示。

電流互感器的電流數值誤差一般是負值，只有采取誤差補償措施才可能出現正值電流誤差。

電流互感器的相角差是指二次電流旋轉后與一次電流之間的相位差。相位差可以是正也可以是負的，此誤差很小。

復合誤差是在穩態時，一次電流與二次電流之差的有效值。復合誤差通常以一次電流有效值的百分數表示。

三、影響電流互感器誤差的因素及減小誤差的方法

（一）勵磁電流對誤差的影響

勵磁電流減少，則數值誤差和相角差均減少，所以應盡量減小勵磁電流以降低誤差。影響勵磁電流的因素有：鐵芯材料及尺寸、二次負載大小和性質以及電網頻率等。制造電流互感器,首先采用高導率的磁性材料,其次增大磁路面積,縮短磁路長度,并使鐵芯工作在磁感應強度不高的情況下,或采用特殊線路和結構提高準確度。

（二）一次電流對誤差的影響

一次電流增大時，數值誤差和相角差均減小。當一次電流從零逐漸增大到一次側額定電流的100%～120%時，誤差會減小。但如果一次側電流繼續增大，數倍于額定值時，由于電流互感器磁路飽和，數值差和角差都迅速增大。為此，使用電流互感器時，應盡量使一次電流接近其額定電流。

（三）二次負載對誤差的影響

在二次電流不變的情況下，二次阻抗增大將使二次感應電動勢增大，從而使磁通增加，鐵芯損耗增大，誤差增大，當負載阻抗大小不變，但功率因數降低時，會使比差增大，相角差減小。

（四）線圈路徑和匝數對誤差的影響

二次繞組路徑的影響:二次繞組的路徑越大，二次繞組本身的阻抗越小，可以使誤差減小。

繞組匝數的影響:線圈匝數對誤差的影響特別明顯。這是因為匝數的增加將提高激磁阻抗，從而使勵磁電流減小。誤差與二次線圈的匝數平方成反比。但是隨著線圈匝數的增加，而路徑不變的時候，二次線圈的阻抗也會隨之增加，二次線圈的內阻增大，在一定程度上限制了誤差的減小。即使這樣，增加線圈的匝數，即增加互感器的額定安匝數，對減小電流互感器的誤差仍然有效。因此準確度高的互感器，安匝數一般也比較大。安匝數增加以后，比差絕對值減得多，角差絕對值減的少;比差曲線陡度下降得多，角差曲線的陡度下降的少。但是二次線圈匝數的增加，一次線圈的匝數也要按比例增加，這就不僅大大增加了線圈的用銅量，而且還使得制作的工藝變得復雜，絕緣問題也會變得突出。所以從經濟的觀點出發，線圈的匝數應該是越小越好，最好能使用一匝的線圈，這就是單匝穿心式電流互感器。

（五） 平均磁路長度對誤差的影響

誤差與平均磁路長度成正比。鐵芯的磁路長度，主要決定與鐵芯的內徑，而鐵芯的內徑的大小，必須保證能裝下一次和二次線圈以及它們之間的絕緣。在滿足這個要求下，應該盡可能地縮小鐵芯的內徑，即減小鐵芯的磁路長度。鐵芯的磁路長度越小，越節省鐵芯材料。同時，鐵芯的磁路長度越小，誤差也越小;如果對誤差的要求不變，則反過來可以縮小鐵芯的尺寸，節省材料。當互感器的安匝數很小，也就是鐵芯內徑本來就比較小時，鐵芯內徑的選擇對平均磁路長度，也就是互感器的誤差影響越大。

(六) 鐵芯截面積S對誤差的影響

誤差與鐵芯的截面積成反比，原因是提高了激磁阻抗使減小。雖然，增加鐵芯截面積可以減小誤差，但是實際上隨著鐵芯截面積的增大，鐵芯的磁導率會有所下降，鐵芯的平均磁路長度增大，二次線圈的內阻抗增大，這些因素會限制誤差的減小，甚至在某些情況下，截面積的增大，不僅不會減小誤差，而且反而會使誤差增大，這就白白的浪費了材料。鐵芯截面積的形狀也影響互感器的誤差，這是因為在相同截面積下，鐵芯越厚，平均磁路長度越短，而鐵芯的厚度和寬度相同時，每匝線圈所用的銅線也就最小，內阻也最小。因此在設計時必須正確選擇厚度h和寬度b的比例關系。對于疊片鐵芯，一般選擇厚度h稍大于寬度b即可。而環形鐵芯的內徑比外徑小，繞制成的鐵芯線圈的寬度比厚度增長塊，所以一般選擇1.5b h2b比較合適。這樣既能保證每匝線圈的用銅量比較少，內阻小，而且鐵芯的平均磁路也不至于過長。

（七） 鐵芯材料對誤差的影響

我們知道，誤差與鐵芯導磁率成反比，磁性能直接決定了單位勵磁磁勢和損耗角。實際上在保證電流互感器測量準確度等級不變的前提下，如果鐵芯的磁導率增大，就可以縮小鐵芯的尺寸，而鐵芯尺寸的縮小，又會提高鐵芯中的磁密，反過來提高鐵芯的磁導率，再反過來縮小鐵芯的尺寸。總之，鐵芯的磁性能越好，鐵芯的尺寸就會越小，對于準確等級越高的互感器越顯得重要。

總之，影響電流互感器測量準確度的諸因素之間的關系是緊密聯系相互制約的，任何一個有利因素的擴大都不是無限制的，都要與其它因素相互結合進行，力求最佳效果。

四、 結論

為了提高測量準確度以及繼電保護裝置的可靠性，僅僅依靠提高互感器本身的設計性能是不夠的，還必須保證選擇合適規格的電流互感器，使其按標稱的準確級工作，進而利用互感器的工作原理可采取各種措施用以減小互感器誤差，使之工作于最佳狀態。

參考文獻：

[1] 馬南林，電流互感器1 0％誤差曲線試驗、繪制及校核．水電站機電技術第28卷第6期．2005年l2月

篇8

【關鍵詞】電流互感器 選型 配置

某縣供電公司10kV高供高計用戶在2011年以后竣工送電的其計量CT的精度是0.2S級的，2010年以前竣工送電其計量電流互感器CT的精度是0.2級，10kV高供低計用戶和380V低壓用戶中在2011年以后竣工送電的其計量CT的精度為0.5S級的，2010年以前竣工送電的其計量CT的精度是0.5級。為了掌握用電計量CT是否在規定的精度內工作，該縣的供電公司對一年的最高和最低負荷典型日內24個整點負荷進行了分析，具體的日期是：年最低日負荷2010年4月20日、2011年4月20日和年最高日負荷05年8月10日、06年8月7日，用戶數據來自用戶電量采集系統的用戶整點電量。由于有好多的用戶在這四個典型日中數據不全，只能盡量選取相同類別的用戶數據進行統計與分析，因此最終選擇了452戶包括機關、學校、寫字樓和酒店等14類用戶進行分析。依據《測量用電流互感器檢定規程JJG313-1994》中對誤差限制的規定，選取了1.15%、5%、20%、60%、120%作為用戶計量CT負載率實測點。下面就分析一下用戶計量電流互感器（CT）負載率.

1 用戶計量CT負載率分析

（1）在選取的452戶用戶中，計量CT最低負載率低于1.15%的戶數為179戶，占到總數的39.6%。而負載率低于1.15%持續時間較長的時間段是0：00-6：00之間，如果選取0.2s級CT計量，用戶大約有39.6%的都不能滿足計量精度要求。366戶的計量CT最低負載率低于5%，占到總用戶的81%。其計量CT最低負載率低于5%的時間在23：00到次日7：00之間持續時間更長些。如果選取0.2級CT計量，約有81%的用戶在夜間都不能滿足計量精度需求。綜上得出用戶的計量方式和計量CT變比的選擇有問題。在來根據數據分析一下最高負載率，在452戶用戶中有224戶計量的最高負載率在20%-35%，占總數的49.6%，也就是說有一半的用戶最高負載率都在20%-35%這個區域內；最高負載率在35%以下的用戶有271戶，占總數的60%；最高負載率在15%-50%的用戶有349戶占總數的77.2%；最高負載率在60%-120%的有46戶占總數的10%，其中單電源運行39戶占總數的8.9%；雙電源運行有7戶占總數的1.55%。在這七戶中如果總負荷都由一路電源供電，有三戶的計量CT最高負載率超過額定值120%。這三戶中，一戶是某醫院其計量CT是按沒有母聯配置的，但是該用戶卻加了母聯致使其計量CT最高負載率達到了138.6%應該更換它的計量CT。一戶是某事機關，該戶高壓沒有母聯，其CT最高負載率與單路用戶相同。還有一戶國家機關，它的計量最高負載率達到120.33%，后來新建了一個配電室，分擔了老配電室部分負擔，計量CT偏小問題得到了解決。對計量CT最高負載率的分析得出60%的用戶在夏季最高負荷的情況下計量CT工作在額定值的35%以下。由此得出：在一路電源帶總負荷的情況下，有60%的用戶計量CT最高負荷率達到70%，顯然達不到CT額定值120%，所以縮小CT變化能提高計量精度。

（2）分類用戶計量CT負載率的分析說明有將近一半的用戶最高。先說一下學校，采集到數據的23所中小學校，其計量CT最低負載率低于1.15%的占60.9%，比總體平均值（39.6%）高出21.3個百分點；計量CT最高負載率低于CT額定值20%的占56.5%；計量CT最高負載率大于CT額定值60%的用戶為零。從上述的數據可以看出學校類的用戶計量CT負載率都是比較低的，當學生放學完全離開學校后，在晚上十一點到次日早上六點，這段時間內，用電負荷基本上就是食堂冰箱、外邊路燈、冬季用的鍋爐等基礎用電設備，在這段時間內用電負載率是特別低的，在收集的數據中82.6%的學校類用戶計量CT工作在額定負載率的5%以下。所以像這種學校類用戶不能選用0.2級計量CT。

直銷居民小區，在該縣供電公司轄區內選出具備抄表遠程采集功能的居民直銷28戶進行分析，在雙電源供電的情況下，其計量CT最低負載率低于1.15%的占居民直銷的35.7%，與總體水平39.3%相差無幾。用戶CT最高負載率低于其額定值35%的有75%的用戶。計量CT最低負載率在5%以下的有89.3%的用戶。這說明比較多的此類用戶的計量CT變比偏大，嚴重影響了計量的精確度，應該對0.2級計量CT進行更換。

2 用戶計量CT達不到規定精度的原因及對策

（1）因為取消增容貼費后不需要再交納供電貼費，為提高供電的可靠性，用戶選擇了過高的利用系數，盲目的提高變壓器的設計容量，致使計量CT變比配置過大了，還有就是單路電源供電用戶按變壓器額定容量或者低壓用戶報裝容量配置計量CT變比。10kV雙路電源供電并有高壓母聯的用戶，按報裝變壓器總容量額定負載的75%-85%配置每路計量CT的變比，因為單母線分段運行方式供電的可靠性高，所以被作為用戶的正常供電方式，每路電源只帶總容量的一半。也造成計量CT變比配置較大。

（2）低壓用戶和高供低計的高壓用戶，它的季節性負荷應單獨計量，比如空調負荷還有冬季采暖負荷應該單獨加裝CT計量，這樣季節性負荷表計CT工作狀態處于1%-120%的負載率和0之間，這樣的接線方式可以提高非季節性負荷計量CT的負載率，消除了CT長時間處于負載率0-1%的狀態，也就提高了計量的準確性。而對于10kV雙路供電大容量且有季節負荷專用變壓器的用戶，也應該在高壓側單獨加裝計量裝置，就可以降低主供計量CT的變比，這樣一來就可以解決其負載率太低而影響計量的準確度問題。根據《電能計量裝置技術管理規程》（DL/T448-2000）要求，更換掉用于貿易結算的0.2級計量CT，選用s級計量CT。對已經運行或者新裝的10kV用戶和低壓用戶分別換裝或者安裝0.2S級、0.5S級計量CT，將計量準確度由額定一次用電負荷的5%-120%擴展到1%-120%擴大了計量范圍。對于超大容量的用戶，可以選用新型寬量程計量CT擴大準確計量范圍，比如選用0.01S級CT用于計量。季節性用電較多的用戶選用二次燒組具有抽頭的多變化CT，隨著季節變化可調整計量CT的抽頭使其負載率在1%-120%的范圍。

3 總結

結合用戶實際負荷情況，可采取上述方法。但是要避免計量CT變比太大或者太小的錯誤導致的計量不準確。

參考文獻

[1]DL/T 448-2000.電能計量裝置技術管理規程[S].

[2]JJG 314-1994.測量用電流互感器檢定規程[S].

篇9

關鍵詞：電子式電流互感器；高壓側電源；供能電路

前言

傳統的電磁式電流互感器對于當前電力系統傳輸容量不斷加大，而且電壓等級不斷提升的情況其適用性越來越差，使電力系統的發展帶來了一定的制約作用。在這種情況下，開發電子式電流互感器則具有必然性，由于于其通過利用光通信及微電子技術，并采用新型的傳感原理，有效的規避了傳統電力互感器所存在的不足之處，利用數字信號進行輸出，確保了電力系統安全、穩定的運行，不僅實現了成本的節約，而且也實現了對二次設備的優化。目前數字化變電站的建設更是需要以電子式互感器和光纖通訊網作為其基礎，所以電子式電流互感器在當前電力系統運行了具有極為重要的意義。

1 電子式電流互感器類型及特點

1.1 無源式

無源式電子式電流互感器是不需要電源供電的光電電流和電壓測量的裝置，利用磁光晶體和光纖作為傳感器，而且光纖不僅可以作為信號傳輸通道，而且也可作為傳感元件，由于無源式互感器其種類較多，所以利用了較多的物理效應。

1.2 有源式

有源式電子式電流互感器其是以電子器件為其傳感頭，同時需要在一次側提供電源，利用一次側的采術傳感器來進行取樣，信號通道以光纖為主，將一次側的光信號在地面進行處理后將其還原為被測信號。這種有源式的互感器具有非常好的絕緣性和抗電磁干擾性，而且不僅制造成本得到了有效的降低，而且無論是體積還是重量都有所減小，而且能夠更好的將常規電流測量裝置的優勢有效的發揮出來，利用電子器件作為傳感頭，有效的規避了傳統傳感頭光路復雜及對溫度及振動敏感的問題。由于在有源式電流互感器上所采用的電阻和電容器件都是沿用了傳統的器件，具有更高的精確度，而且結構更為簡單，易與實現與計算機的聯通，更具有實用性。

2 電子式電流互感器的設計思想

2.1 基本原理

電子式電流互感器共分四個模塊傳感頭、光纖傳輸、信號接收單元、電子式互感器校驗儀，而傳感頭又是由Rogowski線圈、小信號鐵芯CT、A/D采樣及溫度補償、電能供應四個部分組成。

小信號鐵芯CT根據國家標準GB1208-1997對電流互感器的規定，對于測量通道，應保證在小于1.2倍額定電流的情況下能夠實現正常測量，誤差在規定的范圍之內；鐵芯采用硅鋼片或超微晶合金材料，環形穿心結構，沒有氣隙、漏磁少。

A/D轉換電路是整個傳感頭的核心部分，它的要求是A/D轉換器件功耗小、采樣率足夠高；線圈輸出的電流為正弦波，因此A/D轉換器件要具有雙極性輸入，串行輸出；采用時分復用方式傳送下行信號。

高電位側的電源供應問題現階段共有四種供電方式：特制CT線圈從母線采電的供能方式；激光供能方式；蓄電池或太陽能電池供能方式；超聲電源供能方式。

基于Rogowski線圈的電子式電流互感器主體是一個空心線圈，待測的母線電流從線圈中心流過，在線圈中產生感應電勢。由于線圈中沒有鐵芯，其輸出的電壓值很小，可以直接輸入微機系統，這樣就形成了集數據采集、實時處理系統于一體，經由光纖輸出數字信號的電子式電流互感器。

2.2 Rogowski線圈介紹

Rogowski線圈（羅氏線圈）又叫電流測量線圈、微分電流傳感器，其利用非鐵磁性材料進行環形纏繞，通過電流對時間的微風來對信號進行輸出，而且可以對輸出的電壓信號進行積分，從而實現輸入電流的真實還原。而且該線圈可以實時進行電流的測量，能夠快速的進行響應，不會有飽和和相位誤差的產生。所以可以用于繼電保護及一些大電流的場合。

2.3 其他模塊

首先，在進行光纖傳輸與光纖絕緣子設計時，對于傳光光纖需要通過絕緣結構時是允許的，而且要對各種過電壓具有較好的耐受性，抗震能力要相當好。同時在進行絕緣設計時需要確保絕緣結構具有小巧、靈活的特點，而且傳輸上需要采取無線傳輸。但這種設計也避免不了會存在一定的缺陷，即會存在傳輸的盲區，而且容易發生故障，不具有獨立性。

其次，信號接收機的組成分為四個部分：O/E變換部分（光電轉換）；邏輯控制電路部分-提供控制信號；信號接收機的模擬通道-數字還原成模擬信號；信號接收機的數字通道-將數據采集進計算機。O/E變換部分（光電轉換）將傳感頭傳下來的兩組信號：一組是數據信號，另一組是時鐘信號，轉換成電脈沖信號，器件采用PIN光電二極管，同時放大整形電路將微弱的電信號還原成標準的TTL電平信號。器件采用高精度的比較器。邏輯控制電路將系統的四路時鐘信號和數據信號分離開來，并產生器件要求的時序；送入D/A轉換器和PC機接口卡，分別進行處理。信號接收機的模擬通道將傳感頭傳輸的串行信號轉換為并行數字信號，送入到D/A轉換器件中。

最后一個模塊是電子式互感器校驗儀，它的原理是信號調理箱將基準信號和待測信號變換成高精度數據采集卡能承受的電壓信號，經采集卡進入計算機，得到兩個離散數據序列；通過對這兩個離散序列的軟件分析得到兩個信號各自的特征和它們之間的比差和角差；軟件分析的主要算法是基于離散信號的傅立葉變換。

3 電子式電流互感器光電池的選擇

光電轉換器件即光電池，其能夠將入射光能轉化為電能，從而實現激光器供電發出的能量以光的形式來進行傳送。目前可以選用的光電池具有較多的種類，但在實際工作中最為經常采用的還是硅光電池。由于其具有較高的轉換效率，所以更易于實現產品化和商業化的發展。而且電子式電流互感器的激光器輸出波長正好處于硅光電池的峰值波長之間，所以在光電池的最佳轉換工作狀態正好處于激光器輸出的波長之下。而且在高壓設備測量時，利用硅光電池的光照強度不會對器件及周圍環境的變化帶來敏感性。同時硅光電池的輸出電壓、電流及峰值功率都決定了其具有較好的寬廣光譜響應。光照靈敏度和良好線性，而且硅光電池自身也具有較好的穩定性，這就決定了在電子式電流互感器內選擇硅光電池是較為適宜的。

4 電子式電流互感器電源的性能參數

電子式電流互感器電源由光電轉換模塊和激光輸出共同組成，激光輸出模塊是主要有電流驅動，驅動電流為2.2A電流，可達到驅動電流要求。光纖的出口處光功率是1.6W，在利用光電進行轉換后的電功率可達125mW左右。

5 結束語

隨著信息化技術的快速發展，電子式電流互感器在我們的生活中得以廣泛的應用，所以需要確保電子式電流互感器的質量和可靠性，確保其在應用過程中能夠發揮更好的作用，同時我們也要加強對電子式電流互感器的研究力度，使其在應用過程中不斷完善，推動電力行業的健康發展。

參考文獻

[1]王濤，鄭薇，潘晨.電子互感器在智能變電站中的應用研究[J].華章， 2011.

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關鍵詞:電流互感器 光學電子式電流互感器 工程應用

中圖分類號:TM452 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)05(a)-0126-02

近年來據國家有關部門公布的資料,我國電網和電源建設發展迅速,每年與之配套的電流互感器市場需求預計多達40億元以上,總產量約數萬臺。雖然目前采用電子式互感器的需求只有很小比例,但是近年來,隨著智能化電網推進速度的加快,電子式互感器的應用將得到迅猛發展。為此,對于電子式互感器的技術特點和應用中存在的問題有必要進行一些研究,并對促進電子式互感器的發展提出一些建議。

1 電子式電流互感器的分類

對電子式電流互感器,按高壓側是否需要電源供電可分為有源式和無源式。

有源式(下面簡稱ECT):高壓側采用羅氏線圈或LPCT感應電流,經過A/D轉換之后用光模塊發送到低壓側的數據處理單元。高壓側的電源來自于小CT取電或激光供電:小CT取電通過從線路上感應取能;激光供電通過光纖將大功率激光器發出的光傳送到傳感頭部分,然后用光電池轉化為電能,作為高壓側采集電路的供電使用。

無源式(下面簡稱OCT)分為:全光纖式、磁光玻璃式。

全光纖式(下面簡稱FOCT):在待測電流的線路上設置感應光纖環,待測電流產生的磁場使光纖中傳輸的光偏振面旋轉,通過檢偏器檢出的光強變化或者相位變化,計算偏振變化及對應的線路電流。

磁光玻璃式(下面簡稱MOCT):在待測電流的線路周圍設置磁光玻璃,待測電流產生的磁場使光偏振面旋轉,通過檢偏器檢出的光強變化計算偏振變化及對應的線路電流。

2 各類電子式電流互感器特點和工程應用中存在的問題

2.1 有源電子式電流互感器

ECT是目前應用的主流電子式互感器產品。互感器傳感部件包括串行感應分壓器、Rogowski線圈、低功率線圈、分流器等,傳變后的電壓和電流模擬量由采集器就地轉換成數字信號。采集器與合并單元間的數字信號傳輸及激光電源的能量傳輸全部通過光纖來進行。

主要特點如下。

(1)無磁飽和、頻率響應范圍寬、精度高、暫態特性好,有利于新型保護原理的實現及提高保護性能,測量準確度可達0.1級,保護可達5TPE級。

(2)采集器處于和被測量信號等電位的密閉屏蔽的結構部件中,采集器與合并單元通過光纖相連,數字信號通過光纜傳輸,數據可靠性高。

(3)電子式互感器通過光纖連接互感器的高低壓部分,絕緣可靠,使得電流互感器二次開路可能導致的安全等問題不復存在。

(4)不含油或SF6,運行過程中免維護。

目前,該型互感器因其技術和制造工藝較為成熟,已有一定的運行業績,是220kV及以下電壓等級的主流產品。主要存在以下問題。

(1)當互感器的采集器和供電模塊發生異常或檢修更換時需要一次系統停電處理。

(2)若用于在500kV以上超高壓環境中,解決高壓側信號處理單元電子部件抗干擾的措施有待完善。

(3)供電模塊主要有加裝線圈從被檢測回路上感應取能或激光供電,有分別采用也有綜合采用的模式,但小電流時能否正常供電以及激光供電的長期可靠性及成本問題都有待于完善和實踐檢驗。

(4)對于集成在GIS/HGIS等緊湊型組合設備內的ECT,也存在溫度、振動以及組合電器內VFTO等高頻脈沖式電磁干擾等環境因素對傳感元件的安全和壽命的影響,需采取足夠的措施加以防護。

2.2 磁光玻璃式電子式電流互感器

MOCT基于磁光法拉第效應和安培環路定理制造,傳感部件采用磁光玻璃,信號全部通過光纖來傳輸。

主要特點有如下幾點。

(1)光路結構較為復雜,傳感元件的安裝適應性有待提高,主要用于敞開獨立式結構,但目前也逐步向集成于組合電器中的方向發展。

(2)互感器測量的線性度較好,動態測量范圍較大,原理上可測量直流和非周期性分量。

(3)磁光玻璃型保護用的準確級可達5TPE,測量級別為0.2S級,滿足二次系統的保護、測量和計量等要求。

(4)抗干擾能力強,可用于500kV超高壓運行環境中。

該型互感器技術比較先進,制造工藝逐步改進,運行經驗相對欠缺。目前,在組合電器中應用存在的主要問題是:長期可靠性有待檢驗,對運行環境的適應性有待提高,特別是對降低溫度變化、振動等干擾因素對測量精度穩定性的影響方面需要改進。

由于智能電網建設要求設備的集成設計,優化結構設計,滿足GIS/HGIS等緊湊型組合設備內集成安裝的需要,也是其發展中需要亟待解決的一個重要問題。

2.3 全光纖型電流互感器

FCOT也是利用磁光法拉第效應制造的產品,與MOCT相比,主要區別在于傳感頭部分采用全光纖結構,實現了閉環控制技術應用,在技術原理上解決了準確度和動態范圍的穩定性方面存在局限性的問題。

主要特點有以下幾點。

(1)互感器中敏感元件和傳輸元件均為光纖,可熔融連接,基本上不受外界環境溫度的影響,可實現敏感元件的長期穩定性和免維護,可靠性高。

(2)采用了閉環控制技術,但增加了光原理電子調制器,即增加了系統的復雜性。

(3)抗干擾性強,適應500kV超高壓的電磁環境。

(4)互感器測量的線性度極好,動態測量范圍大,并可測量直流和非周期性分量。