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（加拿大）NxtPhase公司的磁光式 组合式光电电流电压互感器 二次输出指标
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国内外研究现状
ABB公司的磁光Βιβλιοθήκη ECT编辑ppt12
电子式互感器标准
IEC60044-7 互感器 (1999)
第7部分: 电子式电压互感器
IEC60044-8 互感器 (2002)
第8部分: 电子式电流互感器
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电磁感应式电流互感器主要优点
▪ 电磁感应式电流互感器是一种传统的电流 测量和保护设备
▪ 性能比较稳定 ▪ 适合长期运行 ▪ 有长期的运行经验
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电磁感应式电流互感器的缺点
▪ 绝缘复杂 ▪ 不能用于测量直流输电系统 ▪ 磁饱和（将产生大的测量误差） ▪ 铁磁谐振 ▪ 有油易燃易爆 ▪ 体积大，重量重
▪ 法国ALSTOM、日本东京电力公司、东芝公司也 有研究
▪ 美国的Photonic Power System公司已经初步将 A/D采集式电流互感器产品化，激光供能方式， 在美国、芬兰等国变电站中得到较广泛的应用
▪ 国内清华大学、燕山大学、大连理工大学研究有 源式ECT
▪ 华中科技大学、哈尔滨科技大学、上海科技大学、
重庆大学进行磁光式ECT的研究
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有关研制及生产电子式电流互感器的单位
目前所达到的水平
研制及生产单位
光电互感器
种类
准确度
瑞士ABB公司
磁光式
0.2级
华中科技大学
磁光式
0.5级
加拿大 NxtPhase公司 全光纤式 0.2级
瑞士ABB公司
有源式
0.2级
美国Photonic Power System 公司
式互感器截然不同，优点在于其传感头在 设计上没有电源的供应的问题，但是这种 互感器对光学技术、光纤技术以及光学材 料的发展有很大的依赖性，研制技术难度 大，成本较高。而且，磁光材料在外界环 境的温度压力等参数变换的情况下的稳定 性也是一个技术上难以解决的问题。
因此，要达到实用阶段还要走很长的路。
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基于Kerr效应测量电流原理示意图 （原理见下页）
激光管 透镜
信号 处理
起偏器
B
磁介质
检偏器
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▪ Kerr磁光效应是指线偏振光在磁化了的 磁介质表面发生反射时，反射光的偏 振面相对于入射光的偏振面会发生偏 转。通过测量偏转角度的大小，就可 以间接测得磁介质外加磁场大小，如 果这个磁场是由高压电流产生，则也 可以通过相应的换算得到电流的大小
5V 光纤
温度传感器
电压监测
A /D 转 换 LED
数据
LED
时钟
4M 时 钟 逻辑控制
绝缘子
光纤
时钟 数据
激光器
光强输出调节
温度控制电路
电
源
激光器部分
信号处理部分
PIN 放大整形电路
PIN
逻辑控制电路
PC 机
16 位 数 据 串 并 转 换
D /A 转 换 器
RS-232接 口
相位比较器
图 ADC式电编子辑式p电p流t 互感器的整体结构图
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电子式电流互感器的优点
绝缘简单 没有磁饱和、铁磁谐振等问题 无二次开路高压 测量频带宽，动态范围大 结构紧凑，体积小，重量轻 适应电力系统自动化数字化要求 无易燃、易爆炸危险
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电子式电流互感器发展现状
▪ 电子式电流互感器是当前国内外研究的热点
▪ ABB公司研制的监测、保护超高压串联电容器组 电流的ECT于1987~1990年全面投运
我国也正在制定电子式电压互感 器和电流互感器的国家标准
GB/T XXXX.7-200X GB/T XXXX.8-200X
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电子式电流互感器分类
电子式电流互感器主要分两类：
1、无源式－传感头采用磁光晶体或光纤 2、有源式－传感头采用电子器件，需提供电源
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无源式ECT的几种实现方法(一)
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有源式ECT的实现方法
▪ 在高压侧的传感头采用的是电子器件，而 不是磁光晶体或光纤。因此高压侧要有供 电电源。
▪ A/D转换式（即ADC式），实际研制时采 用的方式。
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母线
传感头部分 D C -D C 变 换 器
光电转换器件 (光 电 池 )
采样线圈
1/8 M U X
± 12V
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▪ 有源式电流互感器采用的是传统的电阻、电容
等器件，优点在于采样精确度比较高，同无源光 电互感器相比，在结构上更加简单，也比较容易 和计算机实现直接通信，但是它的缺点在于传感 头的电源供应、大范围电流的准确测量问题和电 磁兼容问题。
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基于Faraday磁光效应的
全光纤型电流互感器原理示意图
LED
起 偏 器
光 纤
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I
检 偏 器 PIN
信 号 处 理
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无源式ECT的几种实现方法(二)
基于Faraday磁光效应的
磁光玻璃型电流互感器原理示意图
LED 驱动
透镜
起偏器
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磁光玻璃
L 检偏器
H
信号 处理
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MOCT的几种实现方法(三)
电子式电流互感器研究
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电子式电流互感器 研制
ECT-Electronic current transformers
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电流互感器简介
▪ 互感器是电力系统的眼睛。
▪ 传统的电流互感器是电磁感应式，结构类 似变压器(区别：CT磁密甚小)。
▪ 按用途分：1、测量用将任一数值的交流电流 转换为用标准仪器可以直接测量的交流电流值； 使高压回路与维护人员可以接近的测量仪表绝缘。 2、保护用将任一数值的交流电流 转换成可以供给继电保护装置的交流电流值；使 高压回路与维护人员可以接近的继电器绝缘。
有源式
0.2级
清华大学
有源式
0.3级
大连理工大学
有源式
0.5级
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国内外研究现状
广州换流站激光 供能的35kV ECT(测直流)
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广州换流站激光 供能的500kV ECT(测直流)
西门子公司制造 运用了一些美国Photonic Power System 公司技术
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（加拿大）NxtPhase公司的磁光式 500kV组合式光电电流电压互感器
ADC
整
体式
电
子
结式 构电 图流
互
感
器 20
A/D转换式ECT特点
▪ AD变换器的转换精度高，采样频率高 ▪ 系统的功耗小，可以实现低功耗 ▪ 接收端的电路比较简单，可以直接和计算
机进行通信
▪ 传送的是数字信号，传送过程中抗干扰能
力强
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电子式电流互感器方案的选定
▪ 无源式电流互感器的原理与传统的电磁