電子式互感器及其在智能變電站中的應用

鐘朝輝

摘要：本文主要仔細地對電子式互感器理論、分析了有源和無源電子變壓器的類型及其使用原理，并討論了當前存在的問題，最后則是對電子式互感器技術的特點做了一些比較，對電子式互感器怎樣在智能變電站中起到非常重要作用和在以后其發展的方向做了一些研究。希望這一篇文章可以對電子式互感器的發展起到一定的影響。

關鍵詞：智能變電站;電子式互感器;應用

為了確保電力系統正常運行工作，這就需要工作人員對電力系統和電力設備有關系數來做一些檢測，這樣對電力系統做一些測量和監管就方便多了。近些年來，智能電網已經漸漸變為了電力行業發展的方向，這其中最主要的則是智能變電站。智能變電站與平時常用的變電站相比較，智能變電站是數字變電站的更高層次變化，數字變電站的特點是用電子互感器取代老式互感器，用數字信號的方式來代替過去的模擬電量收集，依靠光導纖維等來將電流電壓的數值進行準確測量變為現實，這樣智能電網的管制和監管就變得非常便利。所以，電子式互感器在智能變電站中的使用在以后智能電網的創建中有著非常重要的影響。

1電子式互感器的使用原理和種類

1.1電子式互感器的使用原理和種類

電子互感器器具有模擬電壓輸出或數字輸出，提供的頻率為20～110赫茲的電氣檢測裝置和繼電保護設備應用的電流或是電壓互感器，如同名字一樣，電子互感器有兩種，電子電流互感器和電子電壓互感器。這兩種互感器的通用使用方法是：一次傳感器制造出的信號和一次端子依靠電流或是電壓相對的信號，通過一次轉換器輸送給二次轉換器，最后二次轉換器將輸送設備輸送過來的信號轉變為供給檢測儀器和繼電保護儀器、繼電保護儀器或者是控制設備。

1.2.電子式互感器的種類

如果一次轉換器是電子構件，那么一次轉換器就需要一次電源來進行供電才可使用，那么就把這一類的電子式互感器稱之為有源電子式互感器;假如一次傳感器是光學原理進行的，纖傳輸系統能夠把光檢測信號無須經過任何設備直接傳送出去，即不需要一次轉換器，自然也不需要一次電源，那么就把這一類的電子互感器稱作為無源電子式互感器。

2電子式電流互感器

2.1 無源式電子式電流互感器的介紹

無源電流變壓器可分為兩類，即全光纖型和磁光玻璃型，它們依賴于Faredey效應的原理，也可以稱為磁致旋光效應。LED散發出的光近起偏器后為一線偏振光，一線偏振光在電流制造出的磁場影響下，根據磁光材料的不同，其偏振面會一定程度上轉向，旋轉w和磁場h將沿線性偏振光的路徑與線積分成正相關。因為無源電子電流變壓器使用光學材料，那么周圍環境的因素就會對無源電子式電流感應器的使用性能造成很大的影響，其中出現最明顯的就是溫度漂移與長期穩定性，因此無源式電子式電流互感器能不能最后使用并且廣泛推廣，那么把這兩個問題處理掉便是關鍵部分。

2.2有源式電子式電流互感器

有源電子電流變壓器基于電磁感應原理，可分Rogowski線圈型和低功率線圈型兩種類型。低功率線圈型傳統的互感器的原理大致相同，其工作效果都差不多，但是另一種線圈行被稱作空心線圈，它是由漆包線整齊纏繞在骨架上制作出來的，解決了一些問題例如磁炮磁滯等問題。由此可知，這種線圈對電流的測量主要是根據準確的互改系數，它將測量出來的電勢進行積分化處理，并結合一系列的計算，最終可以測量出電流的大小。

Rogowski線圈型電子式電流互感器是根據Faredey電磁感應定理而制作出來的，因此，這就表明了它不能夠用在測量行穩直流上，并且變化比較慢的測量也是不準確的數值，存在著測量的限制。

3電子式電壓互感器

3.1無源式電子式電壓互感器

無源式電子電壓互感器同時采用 Pockels 和逆壓電類型，因為逆壓電無源電子電壓互感器需要特殊光纖，并且它的信號也比較難以調節，所以說現在大部分都不用這一個互感器，而用的另一個無緣式電子式電壓互感器。

從Pockels效應可以知道，有一些晶體在某種外場力的作用下會將導入的入射光折射率發生改變，這樣一來就會使入射晶體的偏振，光發生延遲的現象，并且與外加電場成正比的關系，所以說我們可以將被測電壓加在這種晶體上，測得它們的相位差就可以測出電壓了。

3.2有源式電子式電壓互感器

大多數有源電子電壓互感器具有電阻電容類型。與以前的互感器不同的地方是，這一類的互感器是最原始的用來測量高壓電的一種常用方式。具體來講，這種互感器在十千伏和三十五千伏的電壓互感器上比較常用，它與rogowski線圈是互感器原理很相同，最大的區別就是在經過分壓后，必須要有信號預處理之后才能夠開始下一個轉化。對于該變壓器，對二次回路阻抗的條件非常嚴格，尤其是總線電壓互感器，怎樣才能夠更好的解決信號傳輸過程中的抗干擾性，是現在的一大難題。

4在智能變電站中的應用

智能變電站是現在一種比較先進的智能設備，它主要采用一些非常環保，并且準確的材料構成，用來進行全站的信息數據化和信息共享。該設備能夠通過智能操控完成對一些電路的采集等一系列基本的操作，并且能夠參考現有的標準，進行實時的自由調節，是一個功能性十足的變電站。智能變電站自動控制系統可分為間隔層、過程層和站控制層三層。變電站的目標和目的是為了更好、更準確地測量出電路中電壓和電流的精確量。

電子式互感器是當今變電站運行必不可少的設備之一，在國家電網的檢測當中，以及修護保護方面都具有非常重要的意義，它能夠提高我國整體電力系統的運行速度。這種電子式互感器主要采用數字輸入，比較方便快捷，并且它的通訊能力也十分的強大，它的應用幾乎直接改變了我國變電站的通訊方式。在這種互感器輸出數字信號之后，能夠達到多點對接，幾乎完全代替了二次光電纜線，解決了很多復雜的問題，真正的實現了信息共享的要求。并且電子式互感器的輸出模式基本上都是采用的，是光電纜進行輸送，它的數量非常的少，所以相對于那些傳統的電腦來說，制作量是十分的少的，建造成本也比傳統的低許多。并且也有很多的優點，傳統的互感器，每隔一段時間都要例行檢查一次，然而，電子式互感器，它能夠使在全壽命周期內實現免維修的條件，這大大減少了工作量以及成本，在某種程度上促進了我國智能電網的建設與發展。

電子互感器的出現是現代社會發展趨勢的必然結果。有源電子互感器器技術已在此之前就步入成熟階段了，能夠達到了全球覆蓋，能夠完成實用化的標準，因此，我國基本上大部分地區都有這種電子式互感器。但這種互感器存在著天生的缺陷和缺點，沒有辦法完全適應智能變電站的各種需求，所以新型的電子式互感器的就產生了，這無疑是最好的解決辦法，但是新型的無源式互感器也存在著一些小小的問題，這也阻礙者這種互感器的實用化發展。是這在工作人員的努力之下是非常容易解決的，所以電子式互感器未來發展的趨勢是非常樂觀的。

5結束語

隨著社會的不斷進步，無言式電子式互感器的研究發明已經獲得了非常大的進步，其中有一些互感器的標準已經能夠達到現在生活所必備的要求，已經接近實用化的標準了。所以說這種電子式互感器可能就是未來電子式互感器的趨勢所在，并且它的應用也必將推動整個電網的建設與發展。

參考文獻：

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[2]? 陳建壯. 電子式互感器及其在智能變電站的應用[J]. 科技創新導報，2017（17）.