电子式互感器.ppt

电子式互感器
南京中德保护控制系统有限公司
09年02月
一、背景知识
研制背景:
随着IEC61850标准在数字化变电站中的应用,作为过程层设备的互感器也逐步数字化。
电子、通信技术的飞速发展使得保护、测控、计量装置不再需要高功率输出的互感器。
随着超高压电网的建设,传统互感器存在重量和体积加大,价格上升,防爆绝缘困难,磁饱和时输出信号畸变严重等一系列问题。
一、背景知识
在以上情况下,我公司开发了新一代电压,电流互感器-电子式电压,电流互感器。
电子式电流互感器采用Rogowski线圈或低功率小铁心的设计原理。
电子式电压互感器采用电阻、阻容、串联感应分压的原理。
输出均为小电压信号,可直接与合并单元,继电保护,仪表装置接口。
一、背景知识
电子式电压、电流互感器特点:
不含铁芯或含小铁芯,不会出现饱和和铁磁谐振。功耗小,节电效果显著。
体积小、重量轻、精度高、线性好、测量范围宽,克服了传统电磁式电流互感器的频带窄、响应慢等缺点。
电流互感器二次开路时不会产生高电压,电压互感器二次短路时不会产生大电流,从根本上消除了电力系统运行中的重大故障隐患,最大程度地保障了人员和设备的安全。
一、背景知识
互感器特点(续):
无油或少油设计,环保且提高了安全性,减少了维护工作量。
成本低,见效快,对现有中、低压电气设备的改造具有现实意义。
二、工作原理
电子式电流互感器工作原理:
(1)罗氏(Rogowski)线圈设计原理
罗氏线圈是将导线均匀地绕在非铁磁性环形骨架上,一次母线置于线圈中央,因此绕组线圈与母线之间的电位是隔离的。由于不存在铁心所以不存在饱和现象。如果母线电流为i(t),根据法拉第电磁感应定律,罗氏线圈两端产生的感应电势:
e(t)= -Mdi/dt,其中M为互感系数
罗氏线圈两端产生的感应电势e(t)经过积分器处理后得到与被测电流成比例的电压信号,经处理、变换后,即可得到与一次电流成比例的模拟量输出。
二、工作原理
罗氏(Rogowski)线圈原理示意图:
Z
i(t)
e(t)
非磁性骨架
二次绕组
二、工作原理
(2)低功率小铁心线圈原理
小铁芯线圈式低功率电流互感器是传统电磁式电流互感器的一种发展,小铁心线圈式低功率电流互感器包含一次绕组小铁心和损耗极小的二次绕组。二次绕组上连接集成元件Ra,因此,其二次输出为电压信号。二次电流I2 在集成元件Ra 上产生的电压降Us,其幅值正比于一次电流且同相位。而且,互感器的内部损耗和负荷要求的二次功率越小,其测量范围越宽、准确度越高。其原理图如下:
二、工作原理
低功率小铁心线圈原理示意图:
二、工作原理
电子式电压互感器工作原理:
(1)电阻分压原理
电子式电压互感器采用电阻、阻容分压原理,其输出在整个测量范围内呈线性,其原理图如下: