中性点ECT的SC
EVTa的SC EVTb的SC EVTc的SC 中性点EVT的SC 母线 EVT的SC
合并单元
数字量输出
的需 入时 要钟 时输
源电
合并单元
电源
电子式互感器的分类
• 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(纯光学互感器)
电子式互感器的分类
• 按结构及应用场合划分-GIS电子互感器
工作站1 工作站2 远动站 GPS
工作站1 工作站2 远动站 GPS
站控层
IEC60870 -5-103
IEC61850
MMS
RCS 保护
RCS 测控
其他 IED
间隔层
PCS 保护
PCS 测控
其他 IED
CT/PT
传统互感器
传统变电站结构图
电缆 光缆
过程层
GOOSE
MU ECVT
智能单元
电子式互感器
电子式互感器的主要优势
(1)高低压完全隔离，绝缘简单，安全性高；没有因漏油而潜在的易燃、 易爆等危险。 (2)不存在磁饱和、铁磁谐振等问题。 (3)频率响应宽，动态范围大，精度高，可同时满足测量和继电保护的需 要。 (4)体积小，重量轻，节约占地面积；无污染，无噪声，具有优越的环保 性能。 (5)CT二次输出可以开路。PT二次输出可以短路。 (6)数字信号分享更为容易，带负载能力强。 (7)成本与电压等级的关系不大。因此电压等级越高，经济性越明显。 (8)方便地实现电压电流组合式。 (9)适应电力系统数字化、智能化和网络化的需要。
• 空芯线圈的输出信号e与被测电流i有如下关系：
e(t)ddt0n
sd d
i t
电子式电压互感器原理
• 电压互感器利用电容分压器测量电压。为提高电压测量的精度，改善电 压测量的暂态特性，在电容分压器的输出端并一精密小电阻。电容分压 器的输出信号U0 与被测电压Ui有如下关系：
• 式中C1为高压电容，C2为低压电容。利用电子电路对电压传感器的输出 信号进行积分变换便可求得被测电压。
电子式互感器的构成
电子式互感器通常由传感模块和合并单元 两部分构成，传感模块又称远端模块,安装在 高压一次侧，负责采集、调理一次侧电压电流 并转换成数字信号。
合并单元安装在二次侧，负责对各相远端 模块传来的信号做同步合并处理。
合并单元的基本结构
ECTa（测量）的SC ECTb（测量）的SC ECTc（测量）的SC ECTa（保护）的SC ECTb（保护）的SC ECTc（保护）的SC
数字化变电站的建设 谢国喜
数字化变电站概念
• 数字化变电站是由智能化一次设备和网络化二次 设备分层构建，建立在IEC61850通信规范基础上， 能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互 操作的现代化变电站。
• 智能化一次设备:电子式互感器、智能化开关等 • 过程层、间隔层、站控层
与传统变电站的比较
– 利用光纤传输传感信号 – 传感头部分不需电子电路及其电源 – 独立安装的互感器的理想解决方案 – Faraday磁光效应（电流互感器） – Pockels电光效应（电压互感器）
无源电子式互感器的分类
• 磁光玻璃式 优点：技术难度较小，原理简单 缺点：1、系统由分立元件组成，结构复杂，抗振动能力差 2、光学元件间用光学胶粘接，长期运行稳定性差 3、采用的分立光学元件加工困难，一致性难以保证
AIS数字化变电站结构图
数字化变电站
• 电子式互感器的实现 • 智能化开关的实现 • 网络化二次设备及IEC61850的应
用 • 数字化变电站建设中需要考虑问题
电子式互感器的定义
• IEC60044-7/8 • 电子式互感器: • 一种装置，由连接到传输系统和二次转换器的一个或多个电流
或电压传感器组成，用以传输正比于被测量的量，供给测量仪 器、仪表和继电保护或控制装置。在数字接口的情况下，一组 电子式互感器共用一台合并单元完成此功能。 • 电子式电流互感器（ECT） • 一种电子式互感器，在正常使用条件下，其二次转换器的输出 实质上正比于一次电流，且相位偏差在联结方向正确时为已知 相位角 • 电子式电压互感器(EVT) • 一种电子式互感器，在正常使用条件下，其二次电压实质上正 比于一次电压，且相位差在联结方向正确时接近于零。
• FOCT 优点：1、无分立元件，全光纤结构简单，抗振动能力强 2、光纤熔接后连接可靠，长期稳定性好 3、所有光学器件基于光纤制作，工艺成熟，一致性好 缺点：技术难度大，原理复杂，
无源电子式互感器结构
光纤电流传感器 一次导线 绝缘子 光纤
光缆
一次场
C相
B相
光纤耦合器 光纤偏振器 光纤调制器
光源驱动 信号解调
– 传感头部分具有需用电源的电子电路 – 利用光纤传输数字信号
e(t)d互感器原理
• 电流互感器利用空芯线圈及低功率线圈传感被测一次电流。低功 率线圈（LPCT）的工作原理与常规CT的原理相同，只是LPCT的 输出功率要求很小，因此其铁芯截面就较小。空芯线圈是一种密 绕于非磁性骨架上的螺线管，如图所示。空芯线圈不含铁芯，具 有很好的线性度。
有别于常规互感器的主要参数
有源电子式互感器的关键技术
1、远端传感模块的稳定性和可靠性（安置在室 外时温度、电磁干扰等）
2、绕制在陶瓷骨架上的空芯线圈结构的稳定性 对测量精度的影响。
3、对独立结构的有源式电子互感器的远端模块 取电技术。
4、与保护的通讯配合
无源电子式互感器
• 与有源式电子互感器相比，无源式电子互感 器的传感模块利用光学原理，由纯光学器件 构成，不含有电子电路，其有着有源式无法 比拟的电磁兼容性能
A相
合
保护
并 单
测控
元
计量
主控室或保护小室
无源电子式互感器
无源电子式互感器的应用
电子式互感器远端模块的配置
A/D CPU
A/D
PWR
远远远远1
远远远 远远远远
A/D
电子式互感器的分类
• 按结构及应用场合划分-独立式电子互感器
电子式互感器的分类
• 按结构及应用场合划分-低压用电子式互感器(Sensor)
电子式互感器应用情况
合并单元 线路保护
电子式互感器的原理
• 有源电子式互感器
– 利用电磁感应等原理感应被测信号
• CT：空心线圈(RC)；低功率线圈(LPCT) • PT：分压原理 电容、电感、电阻