（广西电网有限责任公司梧州供电局 广西梧州 543002）
摘要：在计量运行中，线路电流变化很大，线路电压过高，计量或保护装置难以与一次设备直接连接，开展计量工作需先对电流进行转换，电流互感器则负责将一次大电流转换为二次小电流，在计量运行中发挥着重要作用。随着现代科学技术的发展，传统的电力电气设备都已经被“更新换代”。拿互感器来说，电子式互感器的诞生正是互感器准确化、传输光纤化和输出数字化发展趋势的必然结果。本文笔者以介绍电子式电流互感器为主线，就其在计量运行中的应用实例以及其自身存在的问题，作了简单的介绍。
关键词：电子式互感器 应用原理 注意问题
Abstract：In the measurement operation, the change of line current, line voltage is too high, measurement or protective devices to with a device directly connected, carry out metrological work first on the current conversion, current transformer is responsible for a large current transfer to the small secondary current, in the measurement of transport plays an important role in the line of. With the development of modern science and technology, the traditional power electrical equipment has been updated". With the mutual inductor, the birth of electronic transformer is the inevitable result of the precision, the transmission of the optical fiber and the development trend of the digital output. In this paper, the author introduces the electronic current transformer as the main line, it makes a brief introduction on the application example and its own problems in the metering operation.
Key Word：Electronic current transformerApplication principleAttention problem
电子式互感器的诞生是互感器传感准确化、传输光纤化和输出数字化发展趋势的必然结果。它具有体积小、重量轻、频带响应宽、无饱和现象、抗电磁干扰性能佳、无油化结构、绝缘可靠、便于向数字化、微机化发展等优点。相较于传统的电流互感器，电子式电流互感器通常具有更高的带宽，适用于谐波含量较大电流的基波及谐波测量。为了准确测量功率，还可以采用电压、电流组合式电子式互感器，因为组合式电子式互感器可以更好的控制电压电流信号的相位差，提高功率测量的准确度。无论什么样的电子式传感器，其重要价值已经被认识和利用。
一、电子式互感器的分类及原理
根据IEC和GB/T标准，电子式电流互感器可分为光学电流互感器、空心线圈电流互感器和铁心线圈式低功率电流互感器。光学电流互感器采用光学器件作被测电流传感器，传输系统用光纤，输出电压大小正比于被测电流大小。由被测电流调制的光波物理特征，可将光波调制分为强度调制、波长调制、相位调制和偏振调制等。空心线圈电流互感器中的空心线圈，往往由漆包线均匀绕制在环形骨架上制成，骨架采用塑料、陶瓷等非铁磁材料，其相对磁导率与空气的相对磁导率相同。铁心线圈式低功率电流互感器是传统电磁式电流互感器的一种发展。其按照高阻抗电阻设计，在非常高的一次电流下，饱和特性得到改善，扩大了测量范围，降低了功率消耗，可以无饱和的高准确度测量高达短路电流的过电流、全偏移短路电流，计量和保护可共用一个铁心线圈式低功率电流互感器，其输出为电压信号。
电流互感器的工作原理以电磁感应原理为基础，通过对电流合理的调整，将一次设备和保护装置相连。当电流过大或负载过大时，电流互感器很容易出现饱和状态，对变压器保护和电流保护等造成不利影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在计量运行过程中，线路电流变化很大，线路电压过高，计量或保护装置难以与一次设备直接连接，开展计量工作需先对电流进行转换，电流互感器则负责将一次大电流转换为二次小电流，在计量运行中发挥着重要作用。
首先，电子式电流互感器一次传感部分采用了罗哥夫斯基线圈的原理，它由罗哥夫斯基线圈、积分器、A/D转换等单元组成，将一次侧大电流转换成二次的低电压模拟量输出或数字量输出。再次，电子式电流传感器不使用铁芯，使用了原理上没有饱和的罗哥夫斯基线圈。这样，由这个罗哥夫斯基线圈，实现了与一次电流的时间微分成比例的二次电压E2，将该二次电压E2进行积分处理，获得与一次电流成比例的电压信号。最后，电子式互感器在二次回路中采用模拟积分和数字积分技术，通过数字运算，并利用去除直流偏置回路和不完全积分器的技术，有效地抑制了因直流偏置使积分值飞快增大的关键技术难题。确保了作为叠加值DC分量的电流信号的真实反映，电流互感器将不完全积分器控制在一个适当的数值内。在二次回路也利用抑制雷电过电压和操作过电压的措施，提高了互感器的耐冲击特性。电源供给方式和主讯号的变换及传递，采用独特的电磁兼容设计技术，使新型互感器抗干扰能力得到增强，能有效可靠地工作。
二、电子式互感器在计量运行中的应用
在计量运行中，当外部对电机施加作用时，电机转子中会有相应的电流产生，即励磁电流。铁芯中也有励磁电流存在，产生的励磁阻抗的性质为电抗，而二次负载属于阻抗，以至于受二次电动势作用，不同的电阻元件中流过的电流在幅值和相位等方面也各有不同。据专业人士分析研究，在计量运行中，如果二次负载为纯电感，角误差最小，为零；若是纯电阻，此时的角误差达到最大值。如果励磁阻抗是一个定值，则二次阻抗越大，比误差越大；若二次阻抗是一个定值，励磁阻抗越低，比误差越大。关于误差有严格的要求，角度误差通常需要控制在7°以内，幅值误差不得超过10%。而电子式电流互感器，一次绕组（原绕组）串联在电路中，并且匝数很少。因此，一次绕组中的电流完全取决于被测电路的一次负荷大小，而与二次电流无关。其二次绕组（副绕组）与计量仪表、继电器等的电流线圈串联，由于计量仪表和继电器等的电流线圈阻抗都很少，电流互感器的正常工作方式接近于短路状态。
例如，我局在2015年投运的220千伏翡翠变电站，作为梧州网区首个数字化变电站，也是广西首座220千伏电压等级的3C（计算机技术、通信技术、控制技术）绿色智能数字变电站，该智能变电站系全封闭式建筑，运用电子式互感器、光纤信号传输及计算机处理系统，避免了传统互感器绝缘结构复杂、体积偏大、容易饱和的缺点。同时，新的技术体系使变电站具有节地、节能、节材、节水和保护环境等特点，并可支持升级改造现有电网，有效地提高了电网的安全性、经济性和节能环保水平。总的来说，现代科技水平给人们的生活创造了很多便利。
三、电子式互感器在计量运行中需要注意的问题
电子式电流互感器以其优越的性能、适应了电力系统数字化、智能化和网络化发展的需要，并具有明显的经济效益和社会效益，对于保证日益庞大和复杂的电力系统安全可靠运行并提高其自动化程度具有深远的意义。可是，任何事物都具有两面性，电子式互感器在计量运行中存在着诸多问题。
下面列举几个重要问题：1、由于需要对传感器进行供能，长期大功率的激光供能会影响光器件的使用寿命，罗氏线圈输出信号与其结构有很强的相关性，温度变化会导致结构变化，影响电子线路测量准确度。2、光电互感器是高压、超高压电子式互感器的主力设备，而温度对光电式互感器测量误差的影响，对于计量运行是需要考虑的一个重要内容。在实际应用中，对于温度变化所产生的测量误差的影响，应提高光路系统（如光电二极管）的抗干扰能力。3、电子式电流互感器输出接口没有统一标准，产品的标准尚未规范化，频率响应、动态范围、信噪比、波形畸变、稳定性的检验需有特殊规范。4、还需要考虑互感器运行的可靠性问题，包括电磁兼容、系统热稳定性以及电子元件的可靠性等问题。
目前，电子式电流互感器在计量运行中发挥着重要的作用和价值，随着时间的推移和技术的不断变革，它的应用范围将会越来越广泛，相信它功能也将得到不断完善。
参考文献
[1] H. M. Wang,H. L. Zhang,S. X. Zheng.The Compensation Method of Thermal Expansion Effect on Rogowski Coils. . 2005.
[2] Electronic Current Transformers. IEC60044-8 . 2002.
[3] Rautiainen A,,Helisto P,Mansten T,et al.50Hz current measurementswith Rogowski coils. Precision Electromagnetic measurements,2002.Conference Digest . 2002.
论文作者:梁坚
论文发表刊物:《电力设备》2016年第4期
论文发表时间:2016/6/3
标签：电流论文; 互感器论文; 电流互感器论文; 线圈论文; 电子论文; 阻抗论文; 误差论文; 《电力设备》2016年第4期论文;