無源電子式互感器前景光明

無源電子式互感器前景光明
在電力系統(tǒng)中，電力互感器為計量和保護設(shè)備提供了重要的依據(jù)，其測量精度直接影響了計量的準(zhǔn)確性和保護的可靠性。隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，有源電子式互感器已經(jīng)在一些數(shù)字化變電站成功應(yīng)用，并獲得了快速發(fā)展。但其一次轉(zhuǎn)換器的電子電路需要供電電源，且工作在復(fù)雜的電磁環(huán)境下，維護比較困難，這是有源電子式互感器存在的一些客觀問題。相比之下，無源電子式互感器則避免了這些缺點，尤其在高電壓等級和電磁環(huán)境惡劣的情況下，其優(yōu)勢更為明顯，業(yè)界普遍認(rèn)可無源電子式互感器zui終將是互感器技術(shù)的發(fā)展方向。

　　研發(fā)現(xiàn)狀

　　無源電子式電流互感器基于Faraday磁光效應(yīng)原理，從早期的磁光玻璃發(fā)展到了今天用全光纖來實現(xiàn)。與磁光玻璃型電流傳感器相比，全光纖型電流互感器從原理和工藝上利用了光纖陀螺的技術(shù)，是對光纖陀螺在電流傳感技術(shù)上的移植，可以克服磁光玻璃電流傳感器受溫度、振動等因素的影響；另外，光纖屬于柔性材料，可通過調(diào)節(jié)光纖匝數(shù)使全光纖型電流傳感器適應(yīng)于寬范圍的電流測量。目前，該項技術(shù)在國內(nèi)外都得到了較好的開發(fā)， NXTPHASE公司（被阿海琺公司收購）、ABB公司等均研發(fā)成功了全光纖電流互感器，NXTPHASE公司的全光纖電流互感器已在多個國家和地區(qū)掛網(wǎng)運行，ABB公司研發(fā)的全光纖電流互感器也被成功應(yīng)用到電解行業(yè)的直流大電流測量。

　　在我國，航天時代光電科技有限公司的軍轉(zhuǎn)民項目，便將光纖陀螺技術(shù)應(yīng)用到電流傳感領(lǐng)域，該公司研制開發(fā)的全光纖電流互感器經(jīng)過試運行后，效果良好，并通過了鑒定，預(yù)計在2010年將在上海世博會投入使用，這也標(biāo)志著代表技術(shù)的全光纖型電流互感器在中國研制成功。然而，國內(nèi)科研機構(gòu)掌握光纖陀螺技術(shù)的單位為數(shù)不多，能將光纖陀螺技術(shù)應(yīng)用到電流傳感，并具備生產(chǎn)能力的單位則是鳳毛麟角了。

　　存在的問題

　　由于國內(nèi)企業(yè)及科研單位對無源電子式電壓互感器的研究尚處于起步階段，研制的樣機也很難達到電力系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行的要求。有些單位研制出的傳感器雖然在實驗室能達到預(yù)期的準(zhǔn)確度指標(biāo)，但易受溫度、氣壓、振動等環(huán)境因素的影響，其原因是，一方面?zhèn)鞲胁牧仙形茨苓_到理想的性能要求，另一方面是生產(chǎn)環(huán)節(jié)的各道工藝要求非常精細(xì)，國內(nèi)目前的工藝技術(shù)很難達到要求。

　　因此，研制無源電壓互感器，需要在現(xiàn)有的材料加工工藝下，解決傳感材料的性能問題。雖然在目前技術(shù)現(xiàn)狀下，解決材料性能問題并不能在短期內(nèi)實現(xiàn)。但國內(nèi)企業(yè)可以借用國外的方案，通過改進傳感器的測量方法和結(jié)構(gòu)，改善傳感器的長時間運行穩(wěn)定性，使得無源電子式互感器在電力系統(tǒng)中發(fā)揮優(yōu)勢。

　　◆新聞鏈接

　　電子式互感器分類

　　電子式互感器按原理與結(jié)構(gòu)分為有源型、無源型及全光纖型三類。

　　有源型電子式互感器指高壓側(cè)電信號通過采樣線圈傳遞給發(fā)光元件變成光信號，再通過光纖傳遞到低壓側(cè)進行逆變，變換成電信號后放大輸出。高壓側(cè)電子器件的電源來源于光供電方式、母線電流供電方式以及超聲電源供電方式。有源型電子式互感器優(yōu)點是穩(wěn)定性好，可靠性高。其缺點是取樣信號頂部結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

　　無源型電子式互感器傳感頭不需要供電電源。傳感頭一般用法拉第磁光效應(yīng)原理制成。其優(yōu)點是不采用傳統(tǒng)的電磁感應(yīng)元件，無飽和問題，無溫度穩(wěn)定問題，運行壽命容易保證。缺點是光學(xué)器件制造難度大，測量精度難達到。

　　全光纖型電子式互感器實際上是無源型，只是傳感頭是光纖本身制成，其余與無源型*一樣。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，比無源型易于制造，精度、壽命與可靠性比無源型要高。缺點是光纖品質(zhì)要求高，制造工藝要求高，造價昂貴。