电能计量新技术应用—数字电能计 量技术
二、电子式电流互感器
电子式电流互感器的基本类型
法拉第 (Michael Faraday) 1791年－1867年
电原理ECT
光原理ECT
Faraday 电磁感应原理
Faraday 磁旋光效应
赛格耐克效 应
空心线圈
铁心线圈
开环块状 磁光玻璃
闭环 磁光玻璃
光纤环
罗可夫斯基线圈 电流互感器 （RCT）
LPCT
罗可夫斯基线 圈电流互感器
RCT
Faraday电磁感应原理
低频与高频都存在
铁心线圈
空心线圈
饱和 差
没有 中
光学电流互感器OCT
Faraday磁旋光效应 高频存在 玻璃(晶体) 镀膜玻璃 光纤线圈 没有 好
二、电子式电流互感器
铁心线圈低功率电流互感器
• VS 与被测电流 I 成正比
BHale Waihona Puke 电流-电压转换器成本/寿命
CT供能（或电容分压供电） +激光供电
供能系统复杂 切换问题
二、电子式电流互感器
有源电子式电流互感器的实现方案
LPCT
空芯线圈 远端模块
低功电（率流LP铁互C心感T）线器圈电能计量新自 电技(A适 流量术O应 互技C应T光 感术用）学 器—数字电能计光学(电OC流T互）感器
全光纤电流互感器 (FOCT）
二、电子式电流互感器
主要类别 传感原理 关于频带的结论
材料结构
关于饱和的结论 总结论
电子式电流互感器的品质
低功率铁心线 圈电流互感器
二、电子式电流互感器
有源电子式互感器的供电方式总结
功电方式
供电原理
主要缺点
CT供电
利用特殊CT从母线上感应电压，经整 散热（大电流）
流、滤波、稳压后供电
死区（小电流）
电容分压供电
利用电容分压，经整流、滤波、稳压 后供电
电气隔离
激光供电 组合供电
低压侧通过光纤传输光能，由光电池 能量有限/
将光能专为电能（最大功率1W）
二、电子式电流互感器
有源电子式电流互感器技术难点：高压侧电子电路供能问题
供能方案：1. 利用CT从输电电路上取电能；(常用，较成熟)
2. 利用电容分压器从母线上取电能；(一般用于组合型) 3. 蓄电池供能；(常用作辅助电源) 4. 激光供能方式。(常用，一般与CT取能配合使用)
5. CT供电+激光供能(当前广泛采用的方案)
激光供能方式存在的问题：
1. 光电转换器(光电池)效率不高(30%~40%)，激光二极管输出功率受到限制（ 0.5~1W）； 2. 光电转换器件造价较昂贵，且大功率激光二极管的寿命有限，长期工作在驱动 电流比较大的状态容易退化，工作寿命降低。
CT供电方式存在的问题：
1. 大电流时的散热问题，一次电流过大时，容易引起二次导线发热，严重时可以 导致二次导线烧毁； 2. 死区问题，再一次导线电流较小时，CT供电无法正常工作。
传输系统
二次转换器 供合并单元用
MR
IV
S1
二次转换器 模拟量电压出
MR
EF S2
二次电源
电能计量新技术应用—数字电能计 量技术
一、电子式互感器概述
电子式互感器按原理划分：
电流互感器
法拉第电磁 感应原理
Rogowski 线圈
低功率线圈
有源式
电容分压
电压互感器 电
子
电阻分压
式
互 感
法拉第磁旋 光效应
电能计量新技术应用 ——数字电能计量技术
XX
电能计量新技术应用—数字电能计 量技术
汇报内容
一、电子式互感器概述 二、电子式电流互感器 三、电子式电压互感器 四、组合型电子式电流/电压互感器 五、采集器与合并单元 六、电子式互感器的试验与测试 七、电子式互感器与智能变电站 八、电子式互感器的典型应用工程
电能计量新技术应用—数字电能计 量技术
一、电子式互感器概述
P1
电子式互感器基本结构：
P2
一次电流 传感器
一次 转换器
一次电源
• 按一次传感部分是否需要供电划分 – 有源式电子互感器 – 无源式电子互感器
• 按应用场合划分 – GIS结构的电子互感器 – AIS结构(独立式)电子互感器 – 直流用电子式互感器
电能计量新技术应用—数字电能计 量技术
一、电子式互感器概述
电能计量新技术应用—数字电能计 量技术
一、电子式互感器概述
电能计量新技术应用—数字电能计 量技术
一、电子式互感器概述
➢电压等级越高电子式互感器优势越明显 ➢中低电压等级使用电子式互感器意义不大
• 安全优势： • 绝缘结构简单，无爆炸、无二次开路危险 • 成本优势： • 220kV以上时，绝缘成本大幅降低 • 大量采用光纤，成本低 • 性能优势： • 动态范围大，无死区，频带响应宽
铁心线圈低功率电流互感器
对电磁式电流互感器的改进
二、电子式电流互感器
罗可夫斯基空心线圈电流互感器
B
线圈感应电压
空心线圈
被测电 流
e(t)dk(dI)
dt
dt
电流 I
• 空心线圈的感应电压与被测电流的导数
e (t)
成正比（ Rogowski，1912年）
四条基本假设：1. 二次绕组足够多； 2. 二次绕组在一定的圆形非磁性材料骨架上对称均匀； 3. 每一匝绕组形状完全相同； 4. 每一匝绕组所在平面穿过骨架所在的圆周的中心轴
高阻
R VS
Rb
铁芯线圈
电流I
特点：1. 提供电压输出； 2. 低功率互感器； 3. 动态范围大； 4. 体积小。
Vs
Rsh
Np Ns
I
二、电子式电流互感器
铁心线圈低功率电流互感器
传统电磁式电流互感器
I sr
Np Ns
I pr
I/I变换
具备低功率输 入接口的设备
Vsr
Rsh
Np Ns
I pr
I/V变换
二、电子式电流互感器
CT供电+激光供能方式存在的问题： 1. 线路检修后合闸时，CT供能需要一个较长的建立 时间，此时只能靠激光供能，若此时激光二极管失 效，互感器将不能工作，建议采用2个激光二极管， 一主一备； 2. CT和激光二极管的切换控制必须有一个合理的供 电无法正常工作。控制策略，不能出现供能的“真空 ”。
磁光玻璃型
器
电流互感器
赛格耐克 效应
全光纤型
无源式
普克尔
效应型
电压互感器
电能计量逆新压技电术应用—数字电能计 效应型量技术
一、电子式互感器概述
一、电子式互感器概述
电子式互感器定义： 是具有模拟量电压输出或数字量输出，供频率15Hz~100Hz的电 气测量仪器和继电保护装置使用的电流电压互感器。 电子式互感器具有模拟量输出标准值（如225mV）和数字量输 出标准值（如2D41）。 电子式互感器的精度等级和传统基本一致。