無源電子式互感器前景光明

無源電子式互感器前景光明
在電力系統中，電力互感器為計量和保護設備提供了重要的依據，其測量精度直接影響了計量的準確性和保護的可靠性。隨著電力系統的發展，有源電子式互感器已經在一些數字化變電站成功應用，并獲得了快速發展。但其一次轉換器的電子電路需要供電電源，且工作在復雜的電磁環境下，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境惡劣的情況下，其優勢更為明顯，業界普遍認可無源電子式互感器zui終將是互感器技術的發展方向。

　　研發現狀

　　無源電子式電流互感器基于Faraday磁光效應原理，從早期的磁光玻璃發展到了今天用全光纖來實現。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，是對光纖陀螺在電流傳感技術上的移植，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，可通過調節光纖匝數使全光纖型電流傳感器適應于寬范圍的電流測量。目前，該項技術在國內外都得到了較好的開發， NXTPHASE公司（被阿海琺公司收購）、ABB公司等均研發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掛網運行，ABB公司研發的全光纖電流互感器也被成功應用到電解行業的直流大電流測量。

　　在我國，航天時代光電科技有限公司的軍轉民項目，便將光纖陀螺技術應用到電流傳感領域，該公司研制開發的全光纖電流互感器經過試運行后，效果良好，并通過了鑒定，預計在2010年將在上海世博會投入使用，這也標志著代表技術的全光纖型電流互感器在中國研制成功。然而，國內科研機構掌握光纖陀螺技術的單位為數不多，能將光纖陀螺技術應用到電流傳感，并具備生產能力的單位則是鳳毛麟角了。

　　存在的問題

　　由于國內企業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長期穩定運行的要求。有些單位研制出的傳感器雖然在實驗室能達到預期的準確度指標，但易受溫度、氣壓、振動等環境因素的影響，其原因是，一方面傳感材料尚未能達到理想的性能要求，另一方面是生產環節的各道工藝要求非常精細，國內目前的工藝技術很難達到要求。

　　因此，研制無源電壓互感器，需要在現有的材料加工工藝下，解決傳感材料的性能問題。雖然在目前技術現狀下，解決材料性能問題并不能在短期內實現。但國內企業可以借用國外的方案，通過改進傳感器的測量方法和結構，改善傳感器的長時間運行穩定性，使得無源電子式互感器在電力系統中發揮優勢。

　　◆新聞鏈接

　　電子式互感器分類

　　電子式互感器按原理與結構分為有源型、無源型及全光纖型三類。

　　有源型電子式互感器指高壓側電信號通過采樣線圈傳遞給發光元件變成光信號，再通過光纖傳遞到低壓側進行逆變，變換成電信號后放大輸出。高壓側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點是穩定性好，可靠性高。其缺點是取樣信號頂部結構復雜。

　　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原理制成。其優點是不采用傳統的電磁感應元件，無飽和問題，無溫度穩定問題，運行壽命容易保證。缺點是光學器件制造難度大，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。其優點是結構簡單，比無源型易于制造，精度、壽命與可靠性比無源型要高。缺點是光纖品質要求高，制造工藝要求高，造價昂貴。