一、问题提出
现代电力系统发展的特点是大容量、高电压、小型化、数字化和输配电系统自动化。电网电压的不断提高，使传统互感器的体积愈来愈大，绝缘结构愈来愈复杂，制造的难度也愈来愈提高。同时，传统互感器存在的磁滞、磁饱和、二次不能开路、线性度低、静态和动态准确范围小等问题日益突出，已经不能为电力系统发展提供保证。由于传统互感器输出为模拟信号，不能为输配电系统自动化提供所需的数字信号，因而也成为数字化变电站必须解决的难题。
为了适应高电网电压，同时实现电网运行的保护、控制、监测、通讯和记录的自动化，市场迫切需要一种完全新型的互感器出现，以满足电力系统的迅猛发展。
二、解决方案
近年来，电子式电流互感器的研究方兴未艾。其中，无源磁光玻璃型电子式电流互感器现已取得突破性进展。西安同维电力技术有限责任公司研发生产的LDGDZB电子式电流互感器（ECT）已通过鉴定，并已实现销售。
LDGDZB 电子式电流互感器（ECT）采用纯光式结构，一次传感器无需电源供电，一次与二次部分无电缆连接，因而其绝缘结构简单，实现了体积的小型化，并可在线维修。同时由于一次传感器采用光信号，克服了传统互感器的磁滞与磁饱和缺点。它最大的优点在于，其输出可以是模拟信号也可以是数字信号，使电力系统数字化变电站的实现成为了可能。
三、LDGDZB电子式电流互感器（ECT）的工作原理
根据法拉第（Faraday）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，当一束线偏振光通过该磁场时，偏振光的偏振角度会发生偏转，其偏转角θ的计算公式为：
θ=V∫L Hdl
式中：V为磁旋光材料的Verdet常数
L为磁旋光材料中的通光路径长度
在LDGDZB电子式电流互感器产品中将L设计为环路，则 θ=V∮L Hdl
根据安培环路定律，在环路中：
I=∮L Hdl
可推出： θ=VI
根据马吕斯定律，如果用检偏器将已有偏转角度的偏振光分成两路光，
J1=αJ0sin2（φ+θ）
J2=αJ0cos2（φ+θ）
式中：J0为输入光强
J1、J2为经检偏器分出的两路光强
α为光路中的光强衰减系数
φ为起偏器与检偏器夹角(在LDGDZB电子式电流互感器中为45°)
则运算得出：(J1-J2)/(J1+J2) ≈2VI
因而，只要测出经检偏器分出的两路光强，即可计算出通过导体的一次电流。
四、LDGDZB电子式电流互感器（ECT）的应用
1、模拟接口电缆传输典型应用
LDGDZB电子式电流互感器可替代传统电流互感器直接使用，此时其输出信号可转化为模拟信号。作为替代传统电流互感器使用时，原二次设备无需改变。产品输出的信号通过电缆提供给中控室的二次设备，如电流表、电能表、功率表或故障录波、继电保护等设备。典型应用图如下：
2、数字接口光缆传输应用
LDGDZB 电子式电流互感器的一大特点就是输出信号的数字化，信号通过光缆传输，可为变电站节省大量的电缆购置开支，同时可以大大缩小电缆沟的占地面积。可实现与保护、故障录波设备点对点连接方式；计量设备和测量设备可采用点对点方式连接（IE660044.7），也可采用以太网方式（IEC61850）。其典型应用图如下：
3、混合输出应用
LDGDZB电子式电流互感器还可实现模拟信号、数字信号的同时输出，其典型应用图如下：
五、数字化变电站的前端
LDGDZB电子式电流互感器的投入使用,使电力系统数字化变电站的实现成为了可能。现代电力系统发展的特点是大容量、高电压、小型化、数字化和输配电系统自动化。输配电系统自动化即电网运行的保护、控制、监测、故障预测、通讯和记录的自动化。随着计算机的广泛应用，通讯技术、传感技术的飞跃发展，电力系统控制保护技术也发生了重大变化，传统的电磁式继电保护正在向微处理机分级监控保护转变，在电网中心系统管理下，组成智能化远动终端。电子式电流互感器和电子式电压互感器在电力系统控制保护和监控中起枢纽作用。它的使用，为数字化变电站奠定了基础，成为数字化变电站的前端。
1、智能化的一次设备：数字信号输出电子式互感器的使用，使一次设备被检测的信号回路和被控制的操作驱动回路可以采用微处理器和光电技术设计，简化了常规机电式继电器及控制回路的结构，数字程控器及数字公共信号网络取代传统的导线连接。换言之，变电站二次回路中常规的继电器及逻辑回路被可编程序代替，常规的强电模拟信号和控制电缆被光电数字和光纤代替。
2、网络化的二次设备：数字信号输出电子式互感器的使用，可以使变电站内常规的二次设备，如继电保护装置、防误闭锁装置、测量控制装置、远动装置、故障录波装置、电压无功装置、同期操作装置以及正在发展中的在线状态检测装置等全部基于标准化、模块化的微处理机设计制造，设备之间的连接可以采用高速的网络通信，二次设备不再出现常规功能重复的I／O现场接口，通过网络真正实现数据共享、资源共享，常规的功能装置在这里变成了逻辑的功能模块。
3、自动化的运行管理系统：数字信号输出电子式互感器的使用，可以实现变电站运行管理自动化。可实现电力生产运行数据、状态记录统计无纸化；数据信息分层、分流交换自动化；变电站运行发生故障时能即时提供故障分析报告，指出故障原因，提出故障处理意见；系统能自动发出变电站设备检修报告，即可将常规的变电站设备“定期检修”改变为“状态检修”。
|
您的位置：首页 → 电工技术 → 电工文献 → 电子式电流互感器解决方案
热点文章
沪公网安备31010702003255号