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光电式电流互感器原理及应用
光电式电流互感器
电流互感器是电力系统将电网中的高压信号变换传递为小电流信号,从而为系统的计量、监控、继电保护、自动装置等提供统一、规范的电流信号(传统为模拟量,现代为数字量)的装置;同时满足电气隔离,确保人身和电器安全的重要设备。
高压电流互感器按原理可分为电磁式电流互感器和式电流互感器。电子式电流互感器按一次的工作方式,又可分为有源型和无源磁光型。
1 电磁式电流互感器
电磁式电流互感器即通过电磁感应原理实现电流变换的互感器。
由于其在电力系统中已被广泛应用。现仅对主要的饱和问题作一下分析。
常见的电流互感器饱和主要有两种:稳态饱和与暂态饱和。其中稳态饱和主要是因为一次电流值太大,进入电流互感器饱和区域,导致二次电流不能正确的传变一次电流。暂态饱和,则是因为大量的非周期分量的存在,进入电流互感器饱和区域。
1.1电流互感器稳态仿真分析
在ATP中搭建的电流互感器模
非线性元件的励磁曲线 请登陆:输配电设备网 浏览更多信息
1.2电流互感器暂态仿真分析
二次负载为的暂态饱和波形(R=5)
二次侧负载为的暂态饱和波形
从系统仿真软件ATP中,利用其不同的励磁元件仿真电流互感器的稳态和暂态的波形知,在铁心未饱和前,一次电流和二次电流完全成正比例,当达到饱和后,励磁不再增加,饱和后,不产生电动势。
2 电子式电流互感器
2.1有源型电子式电流互感器
有源型电子式电流互感器特点是一次传感器为空心线圈,高压侧电子器件需要由|'>稳压器供电方能工作。其原理如下图所示:
2.2无源磁光玻璃型电子式电流互感器
无源磁光玻璃型电子式电流互感器特点是一次传感器为磁光玻璃,无需电源供电。
3 工作原理
3.1法拉第磁光效应
法拉第磁光效应:如果通过一次导线的电流为i,导线周围所产生的磁场强度为H,当一束线偏阵光通过该磁场时,线偏阵光的偏振角度会发生偏振,其偏振角θ的计算公式为:
式中:V为磁光玻璃的verdet常数,L为光线在磁光玻璃中的通光路径长度。
3.2法拉第磁光效应在中的应用
在电子式电流互感器中将L设计为环路,由法拉第磁光效应原理,则:
根据安培环路定律,在环路中
可推出:
根据马吕斯定律,在本产品中:
4 二次控制系统和接口连接形式
4.1二次处理系统
4.2接口连接形式
4.2.1模拟接口连接形式
4.2.2数字接口连接形式
5 特点
⑴不充油不充气,安全可*,免维修。
⑵传感器无铁磁,不存在磁滞、剩磁和磁饱和现象。
⑶一次、二次间传感信号由光缆连接,绝缘性能优异,且具有较强的抗电磁干扰能力。
⑷体积小、重量轻,安装使用简便。
⑸低压侧无开路而引入高压的危险。
⑹具有光、电数字接口功能,便于二次部分的升级换代和数字化变电站的建设。
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