电子式互感器的研究与探讨

电子式互感器的研究与探讨

霍晓莉

（西气东输甘陕管理处陕西西安710000）

摘要：互感器主要应用于电力系统，在电能测量控制以及电流电压供给等方面起着重要作用，本篇论文首先介绍了电子式互感器的国内外研究现状，因为互感器也分为有源互感器和无源互感器，它们用到的技术也是不同的，所以又对它们用到的技术性能进行了分析探究，并且在互感器对相关系统的影响展开讨论，最后对症下药，针对问题提出了解决措施。

关键字：电子式互感器种类性能比较

1电子式互感器在国内外研究现状

1.1国内外研究现状

随着社会经济的不断发展，科学技术也越来越发达，电子式互感器的发展也紧跟脚步，不断有新的互感器产生，国内外互感器之间的交流也越来越频繁，尤其是很多国外生产的电子互感器都在中国有了广泛应用。由于对电子式互感器应用越来越广泛，所以的需求越来越大，因此电子式互感器生产商也越来越多，其种类也不断更新换代，当今比较主流的主要是有源式互感器、磁光玻璃以及光纤式互感器。

电子式互感器在国内外的运行情况及经验也是不一样的，尤其是有源式电子互感器，虽然它在国外有一定的运行经验，但是和国内相比还是稍有逊色。经过电子互感器应用统计得出，在国内，有全站都采用有源电子式互感器的，还有部分采用的，其中完全采用的电压为220KV的有四个站，110KV的达20多个，除此之外，还有很多虽然没有完全采用，但是大部分都采用了电子式互感器，以上是2008年六月份进行的大概统计结果，最近又有十余个220KV的变电站投产，并且是全站都会采用电子式互感器，并且110KV的变电站也被大量应用起来，显而易见，有源式电子式互感器已经应用非常广泛了。除了有源式电子式互感器广泛应用外，磁光玻璃电子互感器和光纤式电子互感器在电网中也有不同程度上的投入。总体来说，国内外电子式互感器的发展都有很大的进步，并且有很大的发展潜力。

2电子式互感器的分类

电子式互感器主要有两部分构成，一部分是传感模块，主要用来采集一次电压电流，然后还要把它们转换成数字信号，因为是一次电压，所以安装在高压一次侧，而合并单元主要用来合并处理传感模块传输过来的数据信号，其安装在高压二次侧。以上是电子式互感器的组成结构，下面我们介绍种类及进行性能比较。

2.1电子式互感器的分类

前面我们已经提到过有有源式电子式互感器、磁光玻璃以及光纤式，其实从整体上来分主要分为有源式和无源式两大类。

传感器的测量方式也不尽相同，有电磁测量、光学量等，如果用到第一种测量方式，就需要用到一次转换器，将电传输信号转换为能够由光纤传输的即光信号，由于一次转换器需要用到电源才能够发挥作用，所以这类传感器就是电子式互感器。所以无源式传感器就是不用用到电源，所以就是不用一次转换器，而是利用光学原理直接通过光纤将光信号传输出去的。

2.2.1有源型电子式电流互感器

有源电子式互感器传感测量用到的功率比较低，所以经常采用LPC进行传感测量用电流信号，这里还用到空心线圈传感，对电流信号起到保护的作用。由于电流互感器要求测量准确度比较高，动态变化范围较大并且暂态性还要比较好，LPC和空心线圈恰好能达到这些标准，所以采用这两个工具是很必要的。通过研究我们知道空心线圈的输出信号和被测电流之间有着一定的关系，另外还与真空磁导率、线圈匝数以及线圈截面积相关，我们可以通过推导等相关运算来求出被测电流。

通过上面的介绍我们可以知道有源型电子式互感器是把空心线圈作为一次传感器，另外电压侧电子器件要想正常工作，就必须要有电源供电。

2.2.2无源型电子式电流互感器

无源式电子式互感器是不用电源而是通过光纤来进行信号传输的，因此又可以称之为光学电流互感器，它又可以划分为磁光玻璃式电流互感器和全光纤式电流互感器。从字面上我们就可以知道，磁光玻璃式和全光纤式的不同肯定就是传感器采用的材料不同，其中一种用的是块状磁光玻璃，另一种就是完全采用的玻璃光纤。这里用到的专业名词有旋光角、光在介质中的传播距离、磁场强度等，同样可以通过这些参数得出一次电流。

无源式电子式电流互感器是通过光纤传输信号的，所以不需要电源来供电，并且是把磁光玻璃作为一次传感器。

2.2.3有源型电子式电压互感器和无源型电子式电压互感器

电压互感器主要是针对电压，有源式电子式互感器其组成主要有光纤、分压器以及电子处理电路等。高中物理中我们也学过，分压器也分为不同种类，包括有电阻分压器、电容以及阻容等。下面我们简单介绍一下分压器的工作流程，首先需要分压器把被测高压信号取出来，然后就是对信号进行预处理，其次就是传输信号的转换，转换之后以数字光信号的最终形式传输到控制室，最后就是控制室中的信号处理器来做相应的处理工作了，比如光电信号的转换以及信号处理等，最终以电信号的形式来供微机操作。

无源式电子式电压互感器与无源电流时互感器有一定的相似之处，它的工作原理基本上就是普克尔效应，又叫做线性电光效应，能产生电光效应物质可以说与很多种，但是并不是所有的都能在电力系统高压测量中应用，这里要用的物质要具有很高的透过率、并且不会发生自然双折射以及旋光性，由光电效应但不会发生热电效应的晶体，而BGO就有着这些特性，所以经常被应用于电力系统高压测量中。符合条件的光学电压互感器又可以分为横向和纵向调制光学电压互感器，他们的工作原理有着很大的不同，这里我们就不进行介绍了。

3电子式互感器的性能比较

经过上面几类电子式互感器的介绍，我们了解了有源式电流互感器用到的主要是罗氏线圈以及作为一次传感器的低功率线圈，而电压互感器则是应用分压器，通过分压技术来实现功能，最后介绍的光电电压式互感器的工作原理是普克尔效应，它们的工作原理、组成和应用的技术都有一定的差别，所以最终的产品性能也会有很大的不同。我们通过图表形式来进行比较：

上面是有源和无源电流互感器的比较，下面进行电压互感器比较：

4结束语

本篇论文我们主要介绍了不同的电子式互感器，主要有有源式和无源式以及电压式和电流式之间的组合，不同的电子式互感器有不同的特点和性能，也有各自的优势，无源式电子式互感器虽然不需要电源，并且还可以用于直流电测量，但是也有自己的缺点，比如由于工艺技术比较先进，所以成本都比较高，所以我们也要针对不同的情况选用不同的电子式互感器。

参考文献

[1]刘明，李金忠，刘锐，韩晶，张书琦.电子式互感器技术和应用评述[J].变压器.2013.

[2]谢琼香，何瑞文，谷磊.电子式互感器的实用化研究[J].广东电力.2013(01).

[3]舒均.浅谈电子式互感器及其应用[J].机电工程技术.2013(02).