電子式互感器概述電子式互感器概述電子式互感器按原理劃分：

按用途分：1、測量用將任一數值的交流電流轉換為用標準儀器可以直接測量的交流電流值；使高壓回路與維護人員可以接近的測量儀表絕緣。2、保護用將任一數值的交流電流轉換成可以供給繼電保護裝置的交流電流值；使高壓回路與維護人員可以接近的繼電器絕緣。按高壓部分是否需要工作電源分：1、無源式－傳感頭采用磁光晶體或光纖2、有源式－傳感頭采用電子器件，需提供電源一、電流互感器簡介依據高壓電流互感器的發展歷程,將其分為四代:第一代:電磁感應原理絕緣介質:油1A或5A模擬量輸出1.高壓電流互感器分類第二代:電磁感應原理絕緣介質:SF6,或干式環氧材料絕緣1A或5A模擬量輸出第三代:電磁感應原理一次傳感器為羅氏線圈或小功率CT高壓側信號通過光纖傳送至低壓側1A模擬量或數字量輸出第四代:法拉第磁光效應原理一次傳感器為磁光玻璃信號通過光纖傳輸1A模擬量或數字量輸出變比可調73654211—輸電線2—傳感頭3—絕緣子串4—接線盒5—拉桿6—傳輸光纖7—電子元件電子式電流互感器現場安裝示意圖傳感頭

Rogowski線圈（測量暫態信號－保護用）小信號鐵芯CT（測量穩態信號－測量用）

A/D采樣及溫度補償電能供應

光纖傳輸，光纖絕緣子信號接收單元電子式互感器校驗儀2.電子式電流

互感器結構和原理ECT現場圖10

傳感頭部分裝配原理示意圖1-導電桿、2-電源板、3-電源變壓器、4-A/D采集板、5-羅果夫斯基線圈、6-鐵芯線圈7-鐵芯線圈外圍電路板、8-金具、9-外殼電流互感器樣機（傳感頭）共88頁11Rogowski線圈介紹Rogowski線圈實際上就是一個纏繞在非磁性骨架上的空心螺線管是測量暫態電流的一種常用工具，現在也有用于測穩態電流的，供計量和保護用沒有鐵心，不會產生磁飽和不直接串聯在被測回路中，不會消耗被測回路的能量線圈和被測回路沒有直接的電的關系，對被測回路的影響較小12圖羅果夫斯基線圈原理圖及等效原理圖13Rogowski線圈介紹

Rogowski線圈結構圖首先設線圈每匝中心線與導線中心線間的距離為r，穿過線圈每匝的磁場均為Br，且線圈共有n匝，每匝的面積均為S，0

為真空導磁率，則可得：導線電流I(t)與Br的關系為：

感應電壓u2(t)與I(t)的關系為：

輸出信號是電流對時間的微分。通過一個對輸出的電壓信號進行積分的電路，就可以真實還原輸入電流。有源式電子式電流互感器原理圖共88頁15Rogowski線圈的幾個問題（1）在測量小信號時，由于Rogowski線圈為空心線圈，要達到很高的準確度，就要求線圈具有較多的匝數。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；同時對保護通道，能保證在20倍額定電流以內能夠進行保護監測。假設額定電流為600A，則保護用暫態電流幅值可達600＊20＝12000A，實現如此大范圍內信號的準確測量難度是很大的共88頁16Rogowski線圈的幾個問題（2）線圈骨架的選擇水泥、大理石、花崗巖

要求：選擇線性膨脹系數小的材料做線圈骨架，隨溫度變化，形變越小越好，使線圈所受影響最小Rogowski線圈的輸出信號通常比較弱，易受外界電磁場的干擾，應對線圈進行屏蔽，輸出信號用屏蔽雙絞線引出共88頁17小信號鐵芯CT（低功率線圈）

（測量穩態信號－測量用）LPCT二次回路要并接一阻值較小的電壓取樣電阻，該電阻是LPCT的一個組成部分，等效電路如下：Us為LPCT電壓輸出Ip為一次側電流Rsh為采樣電阻Np為一次繞組匝數NS為二次繞組匝數共88頁18小信號鐵芯CT（低功率線圈）

（測量穩態信號－測量用）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；鐵芯采用超微晶合金材料，環形穿心結構，沒有氣隙、漏磁少。具有高磁導率，可使其在較小的截面下互感器測量繞組即可滿足精度要求。由于LPCT損耗小，使得在測量很大的電流時（即使是短路電流時）也有較高的準確度而不會飽和，因此LPCT具有較寬的測量范圍，在一定的應用領域內（例如一次電流從幾十安到幾千安）。共88頁19高電位側的電源供應問題特制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共88頁20特制CT線圈供能方式采用接在母線上的參數變壓器獲得電壓信號，對其進行整流、濾波、穩壓后供給后級的電子線路問題是母線中電流變化范圍很大，從空載電流到額定電流，以及發生故障時的短路電流和雷電沖擊電流，都要求保證直流電源的可靠輸出在母線電流為零的情況下，這種方法不能提供足夠的電壓輸出來維持傳感頭的工作共88頁21激光供能方式采用激光器從地面低電位側通過光纖將光能傳送到高電位側，再經光電池將光能轉換成電能，再經過DC－DC變換后，提供穩定的電壓輸出優點：紋波小、不易受外界干擾，擺脫了高壓母線電流大小和電壓高低的影響，這種供能方式的互感器可以對母線進行故障檢測缺點：價格比較昂貴、壽命短、光電池轉換效率低，功率不足，要求電子線路選用低功耗元件共88頁22信號接收機的主要作用將傳感頭通過光纖傳遞下來的光脈沖信號轉換成電脈沖信號，并進行放大處理。通過兩路處理通道(一路是是采用D/A轉換器的模擬通道，一路是采用計算機處理的數字通道)，對傳輸下來的信號進行處理。輸出IEC標準規定的模擬信號和數字信號共88頁23

法拉第磁旋光效應示意圖

根據馬呂斯定律：J1=αJ0sin2（φ+θ）J2=αJ0cos2（φ+θ）式中：J0為輸入光強

J1、J2為經檢偏器分出的兩路光強α為光路中的光強衰減系數φ為起偏器與檢偏器夾角(在本系統中為常數)則：(J1-J2)/(J1+J2)=-cos2（φ+θ）=sin(2θ)=sin(2VI)≈2VI則可得出：I＝

磁光玻璃式電子式電流互感器工作示意圖3.磁光玻璃式電子式電流互感器產品結構與特點一次傳感器復合支柱絕緣子二次變送器電子式電流互感器安裝示意圖3.2產品特點一次傳感器中采用磁光玻璃，無鐵磁性材料，無磁滯磁飽和現象；

高壓側與低壓側之間由光纜連接，絕緣性能優異，而且光纜有很強的抗電磁干擾能力；

絕緣形式為干式的，不充油、不充氣。終身免維護；

量程范圍可根據客戶的需求通過軟件任意調整。體積小，重量輕，安裝、運輸容易；具有模擬、數字兩種接口，便于二次部分的升級換代和數字化變電站的建設。具有1A標準電流輸出接口，帶功率輸出的特點，可直接替換傳統產品；二次側可開路或短路，不存在二次開路高壓危險，便于二次側的維護與維修；（6）洛陽電力局新安縣變電站產品LDGDZB－110W2型運行現場無源式電流互感器的原理與傳統的電磁式互感器截然不同，優點在于其傳感頭在設計上沒有電源的供應的問題，但是這種互感器對光學技術、光纖技術以及光學材料的發展有很大的依賴性，研制技術難度大，成本較高。而且，磁光材料在外界環境的溫度壓力等參數變換的情況下的穩定性也是一個技術上難以解決的問題。因此，要達到實用階段還要走很長的路。有源式電流互感器采用的是傳統的電阻、電容等器件，優點在于采樣精確度比較高，同無源光電互感器相比，在結構上更加簡單，也比較容易和計算機實現直接通信，但是它的缺點在于傳感頭的電源供應、大范圍電流的準確測量問題和電磁兼容問題。（1）電阻分壓原理電子式電壓互感器采用電阻、阻容分壓原理，其輸出在整個測量范圍內呈線