光電互感器概述

光電互感器概述


1 概述
電力工業(yè)在國民經(jīng)濟中占有重要的地位，現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、國防以及人民生活的許多方面都離不開電。輸變電設(shè)備是電力設(shè)備的重要組成部分，電站發(fā)出的強大電能，只有通過輸變電設(shè)備才能輸送到各個用戶。互感器是輸電線路中不可缺少的重要設(shè)備，其作用就是按一定的比例關(guān)系將輸電線路上的高電壓和大電流數(shù)值降到可以用儀表直接測量的標(biāo)準數(shù)值，以便于用儀表直接進行測量。互感器除用作測量外，還可作為各種繼電保護的電源。
1.1 傳統(tǒng)電磁式互感器
傳統(tǒng)的電流互感器是電磁感應(yīng)式的，它的一次繞組串聯(lián)在電力線路中，二次繞組外部回路接有測量儀器或繼電保護及自動控制裝置。它的結(jié)構(gòu)和變壓器相似，在它的鐵芯上繞有一、二次繞組，靠一、二次繞組之間的電磁耦合，將信息從一次側(cè)傳到二次側(cè)。在鐵芯與繞組間，以及一、二次繞組之間有足夠耐電強度的絕緣結(jié)構(gòu)，以保證所有的低壓設(shè)備與高電壓相隔離。隨著電力系統(tǒng)傳輸?shù)碾娏θ萘康脑黾樱妷旱燃壴絹碓礁撸@樣電流互感器的絕緣結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，體積和重量加大，產(chǎn)品的造價也越來越高。例如，常規(guī)的油浸式電流互感器，500kV產(chǎn)品的價格要比300kV的價格增加一倍。
電磁型的電流互感器有鐵心，具有非線性。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生短路時，高幅值的短路電流使互感器飽和、輸出的二次電流嚴重畸變，造成保護拒動，使電力系統(tǒng)發(fā)生嚴重事故。互感器的飽和引起波形畸變，而且其頻帶響應(yīng)特性較差，頻帶窄，系統(tǒng)高頻響應(yīng)差，而使得新型的基于高頻暫態(tài)分量的快速保護的實現(xiàn)存在困難。
1.2 光電互感器的產(chǎn)生
目前，電磁式互感器得到了比較充分的發(fā)展，其中鐵心式電流互感器以干式、油浸式和氣體絕緣式多種結(jié)構(gòu)適應(yīng)了電力建設(shè)的發(fā)展需求。然而隨著電力傳輸容量的不斷增長，電網(wǎng)電壓等級的不斷提高及保護要求的不斷完善，一般的鐵心式電流互感器結(jié)構(gòu)已逐漸暴露出與之不相適應(yīng)的弱點，其固有的體積大、磁飽和、鐵磁諧振、動態(tài)范圍小，使用頻帶窄等弱點，難以滿難以滿足新一代電力系統(tǒng)自動化、電力數(shù)字網(wǎng)等的發(fā)展需要。
隨著光電子技術(shù)的迅速發(fā)展，許多科技發(fā)達國家已把目光轉(zhuǎn)向利用光學(xué)傳感技術(shù)和電子學(xué)方法來發(fā)展新型的電子式電流互感器，簡稱光電電流互感器。國際電工協(xié)會已發(fā)布電子式電流互感器的標(biāo)準。電子式互感器的含義，除了包括光電式的互感器，還包括其它各種利用電子測試原理的電壓、電流傳感器。