电流互感器是电力系统中较重要的高压设备之一,它被广泛地应用于继电保护、电流测量和电力系统分析之中。传统的电流互感器是电磁感应式的控制工程网版权所有,它的主要优点在于性能比较稳定,适合长期运行。但是随着电力系统的发展,由于继电保护、电气设备自动化程度及电力系统绝缘等级的提高,以及超高压输电网络的建设,电磁式电流互感器的缺点也越来越明显。因此,一种基于现代光电、半导体技术和计算机技术成就而发展的电气测量的新方法应运而生,采用此方法的电流互感器即为电子式电流互感器,其具有测量精度高、动态电流范围大和频率测量特性宽等特点,能够满足表计和继电保护的数字化。
1 专利
申请电子式电流互感器专利的国家主要有日本、美国及部分欧洲的发达国家。日本从20世纪80年代就已有专利报道,并持续至今。如:日本MATSUSHITA电子有限公司2000年申请的日本专利JP2001264364提供了一种可高精度测试电流值的光学电流互感器。其方法是采用具有法拉第效果的磁光传感器,该方法能不受外部磁场影响精确测量电流
国内的专利申请较少,主要为实用新型专利,其中主要的专利权人为广东顺德特种变压器厂。2002年,顺德特种变压器厂公开了中国专利CN 2510871——500kV无源光纤电流互感器。其由光学电流传感头模块和悬挂式光纤复合绝缘子组成。使用时电流母线与导电杆两端连接,传感头的引出光缆在绝缘子的光缆转接盒处转接控制工程网版权所有,把信号光从地端光源经绝缘子引入传感头。该光纤电流互感器抗干扰性强、温度特性稳定,绝缘结构简单、绝缘性能好、体积小、重量轻、成本低、易于安装、拆卸和维护,能够安全可靠的运行
2 产品
20世纪70年代起,大部分国家就已集中精力进行无源式电子电流互感器的研制工作,著名公司有美国西屋、ABB、Trench等;近年来,各国也非常重视有源式电子电流互感器研究,特别是RITZ、ABB等公司。
其中,Trench公司开发出了适用于中压开关设备的低功率电子互感器。其产品符合IEC60044-8电子电流互感器标准,能满足所有测量和保护的要求,无二次回路问题,采用金属外壳,运行时接地,此外还具有体积小www.cechina.cn,重量轻,环保,高可靠性等特点。
加拿大NxtPHASE公司设计的电流传感技术基于法拉第效应,在动态范围内也具有超高精度。其设计的光发射二极管发射光电转换信号至线性极化信号,此后循环。并将此传感器技术应用于光学电流互感器中。
国内目前能进行电子式电流互感器大生产的厂家较少,多数仍处于研制阶段。已进行生产的为西安同维电力技术有限责任公司,其开发设计制造的磁光电流互感器具有体积小,重量轻,可靠性好,维护简单;结构中无铁芯,无剩磁影响,在故障电流条件下不会产生磁饱和;设备内无需充油,没有SF6绝缘气体;绝缘性能优异;安装简便,可直接挂网,无需大规模线路施工;二次输出可开路,本身无须保护装置保护www.cechina.cn,具备绝对安全性;而年华中科技大学于2004年设计了电子式低功耗电流互感器(电子式LPCT)。针对额定电流60A的LPCT进行了相关误差实验www.cechina.cn,结果表明:LPCT具有较宽的测量范围,一个二次绕组即可同时满足0.2级计量及5P20保护的要求,使得LPCT的尺寸较传统电流互感器(CT)大为降低。
3 标准
电流互感器作为电力设备中较关键设备,目前已有较明确的标准规范。如:国际IEC标准的IEC60044系列标准就是就针对各种互感器而制订的,其中IEC60044-8-2002则适用于电子式电流互感器,此外欧洲标准等效采用了此标准。
国内国家标准和JB标准也都制订了电流互感器的标准,如:GB 1208- 1997电流互感器,JB 9652-1999控制用电流互感器等。