任务四 电子式互感器

认知1 电子互感器基础知识

一、电子互感器定义

由连接到传输系统和二次转换器的一个或多个电流互感器或电压互感器组成，现多采用光电子器件用于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设备的一种装置。

二、电子互感器执行技术标准

国际电工委员会（IEC）于1999年和2002年分别制定了《IEC60044—7电子式电压

互感器标准》和《IEC60044—8电子式电流互感器标准》，明确了电子式互感器的技术规范，为电子式互感器的研发和应用指明了方向。

三、电子互感器分类

电子互感器按一次传感部分按是否需要供电分为有源式电子互感器和无源电子互感器。

有源电子式互感器利用电磁感应等原理感应被测信号，对于电流互感器采用Rogows-ki线圈，对于电压互感器采用电阻、电容或电感分压等方式。有源电子式互感器的高压平台传感头部分具有需电源供电的电子电路，在一次平台上完成模拟量的数值采样（即远端模块），利用光纤传输将数字信号传送到二次的保护、测控和计量系统。有源电子互感器又可分为封闭式气体绝缘组合电器（GIS）式和独立式。

无源电子式互感器又称为光学互感器。无源电子式电流互感器利用法拉第（Faraday）磁光效应感应被测信号，传感头部分分为块状玻璃和全光纤两种方式。无源电子式电压互感器利用Pockels电光效应或基于逆压电效应或电致伸缩效应感应被测信号。无源电子式互感器传感头部分不需要复杂的供电装置，整个系统的线性度比较好。无源电子式互感器利用光纤传输一次电流、电压的传感信号，至主控室或保护小室进行调制和解调，输出数字信号至合并单元MU，供保护、测控、计量使用。无源电子式互感器的传感头部分是较复杂的光学系统，容易受到多种环境因素的影响，如温度、振动等，影响其实用化的进程。

四、电子互感器的优点

电子互感器高低压完全隔离，安全性高，具有优良的绝缘性能，不含铁芯，消除了磁饱和及铁磁谐振等问题；抗电磁干扰性能好，低压侧无开路高压危险；动态范围大，测量精度高，频率响应范围宽；数据传输抗干扰能力强；没有因充油而潜在的易燃、易爆炸等危险，电子互感器的绝缘结构相对简单，一般不采用油作为绝缘介质，不会引起火灾和爆炸等危险；体积小重量轻。

认知2 电子式电流电压互感器

一、概述

PCS—9250AIS电子式互感器为电流电压组合式互感器，如图6 18所示。该电子式互感器测量一次电流、电压，输出信号供数字化计量、测控及继电保护装置使用。

电子式电流互感器采用低功率铁芯线圈（LPCT）传感测量电流，采用空芯线圈传感保护电流，这样可使电流互感器具有较高的测量准确度、较大的动态范围及较好的暂态特性，采用硅橡胶复合绝缘子，绝缘结构简单可靠、体积小、重量轻。

电子式电压互感器采用电容分压器传感被测电压，体积小、重量轻、线性度好；电子式互感器的远端模块及合并单元可实现双重化冗余配置，保证电子式互感器具有较高的可靠性；电子式电流电压互感器利用光纤传送信号，抗干扰能力强，适应了数字化变电站技术发展的要求。

图618 AIS电子式电流电压互感器

二、产品结构

AIS电子式电流电压互感器主要由4部分组成，如图619所示。

（1）一次电流传感器。一次电流传感器位于高压端，包括传感测量用电流信号的低功率CT和传感保护用电流信号的空芯线圈，低功率CT及空芯线圈可根据需求进行双套配置。

（2）远端模块。远端模块也称一次转换器，位于高压端。远端模块同时接收并处理低功率CT、空芯线圈及电容分压器的输出信号，远端模块的输出为串行数字光信号。

（3）电容分压器。电容分压器将被测高电压分出一较低电压信号给远端模块进行处理。电容分压器的外绝缘采用硅橡胶复合绝缘子，复合绝缘子内嵌有8根62.5/125μm的多模光纤，用以传输激光及数字信号。高压端光纤以ST头与远端模块对接，低压端光纤以熔接的方式与传输信号的光缆对接。

（4）合并单元。合并单元一方面为远端模块提供供能激光，另一方面接收并处理三相电流电压互感器远端模块下发的数据，对三相电流电压信号进行同步，并将测量数据按规定的协议（IEC60044—8或

IEC61850—9—1/2）输出供二次设备使用。合并单

元的输出信号采用62.5/125μm多模光纤传送，接头

为ST型。

三、特点

图619 AIS电子式电流电压

（1）AIS电子式电流电压互感器利用空芯线圈及LPCT传感一次电流，利用电容分压器传感一次电压，利用基于激光供电的远端模块就地采集空芯线圈、LPCT及电容分压器的输出信号。

互感器结构示意图

（2）电流互感器利用空芯线圈传感保护用电流信号，利用LPCT传感测量用电流信号，使电流互感器

具有较高的测量精度、较大的动态范围及较好的暂态特性。空芯线圈采用等匝数密度及回绕线技术，具有较好的抗外磁场干扰性能。

（3）采用基于介质胶绝缘的光纤复合绝缘子，绝缘简单、可靠。

（4）远端模块采用激光功能与线路取能相结合的供电方式，两种供电方式可实现无缝切换。激光器的驱动电流可根据远端模块的反馈信息实时调节，这样可最大限度地减小激光器的驱动电流，提高产品的可靠性。

（5）远端模块采用两路独立模拟采样回路，完成双重化采样，实时比较、校验两路采样值，实现采样回路硬件自检功能，避免采样异常引起保护误动作。

（6）合并单元采用插值算法实现同步，硬件简单、可靠性高。远端模块及合并单元具有完善的自监视功能，便于运行监视及故障维护。

（7）合并单元支持IEEE1588网络及IRIG—B码光纤点对点两种对时方式，数据输

出既支持IEC60044—8标准也支持IEC61850—9—2，接口符合国际标准，具有良好的兼

容性，便于系统集成。