电子式电压传感器 「科普」什么是电子式电流电压互感器?
「科普」什么是电子式电流电压互感器?
电子式互感器是利用光电子技术和光纤传感技术来实现电力系统电压、电流测量的新型互感器。它是光学电压互感器(OVT)、光学电流互感器(OCT )、组合式光学互感器等各种光学互感器的通称。电子式电流互感器,是一种测量用的传感器。与传统的互感器有什么区别呢?
电子式互感器分类
基于罗氏线圈原理的有源电子式电流互感器
基于罗氏线圈原理的无源电子式电流互感器
mV级模拟量小信号传输,精度保证和抗干扰问题;
罗氏线圈绝缘实现问题。
基于低功率线圈原理的电子式电流互感器
基于磁光晶体原理的电子式电流互感器
基于磁光晶体原理的闭环块状玻璃光学电子式电流互感器
基于磁光晶体原理的开环块状玻璃光学电子式电流互感器
全光纤光学电流互感器
现有各种原理电子互感器的性能比较
非光学电子式电压互感器工作原理
分压型电压互感器(有源)
光学电子式电压互感器工作原理
基于Pockels效应分压传感原理的光学电压传感原理
光学电压互感器在物理机理上主要基于Pockels效应,它是指某些晶体材料在外加电场作用下折射率发生变化的一种现象,也称为线性电光效应。
当一束线偏振光沿某一方向进入电光晶体时,在外界电场作用下,光波将发生双折射,从晶体出射的两束双折射光之间产生了相位延迟,该延迟量与外加电场的强度成正比。
通过检测该相位延迟即可得到被测电压/电场的大小。
光学电子式电压互感器工作原理
基于逆压电效应的光学电压传感原理
晶体在电场作用下产生应变的现象称为逆压电效应。
晶体形变—﹥光信号调制—﹥检测光信号
电压引起的相位差:
光学电子式电压互感器优势:
1、绝缘性能好,用来做传感材料的磁光玻璃(或光纤)、传输信号的光纤都是良好的绝缘材料;
2、测量频带宽,可以达到1kHz以上;
3、不存在铁磁谐振等问题;
4、体积小,重量轻,节能环保,无需充油;
5、适应了电力保护和计量的数字化、自动化及光通信的发展趋势。
光学电子式电压互感器存在问题:
1、研制难度大,对材料稳定性要求高;
2、间接利用了电场分压,环节多,设计难度较大;
3、长期稳定性有待验证。
电子式互感器
传统电磁式互感器
区别:
电子式互感器是具有模拟量电压输出或数字量输出。而且没有铁芯,不存在磁饱和,铁磁谐振等问题。
而传统电磁互感器为模拟信号。还是存在不少漏洞:比如它的铁芯具有饱和非线性,当电力系统发生短路故障时,高幅值的短路电流会使互感器饱和,输出的二次电流严重畸变,造成保护拒动,甚至还可能导致电力系统发生严重事故。
(部分内容来源网络)
冀能电力:终端自动化 电网更稳定
7月13日,在保定市冀能电力自动化设备有限公司,员工正在进行产品生产。 河北日报记者 曹 智摄
□河北日报记者 曹 智
“有时候电网会出现故障,但是我们的电脑等用电设施还能继续工作,这就是我们研发的智能配电网一二次融合自动化终端在起作用。它能瞬间切换电源,保证用户能够持续稳定用电。”7月13日,在保定市冀能电力自动化设备有限公司,指着生产线上不断组装完成的箱式、罩式自动化终端产品,该项目相关负责人介绍。
冀能电力坐落于保定市高新区国家级大学科技园。该公司是专业从事智能配电网自动化系统、变电站综合自动化系统自主研发、生产、销售的高新技术企业。该公司很早就意识到,我国在配电网自动化技术上还有待完善。尤其在电网平均无故障运行时间方面,我国与世界先进水平还相差甚远。
“普通群众能直观感受到的后果是,电网出现故障后,工作人员对设备进行诊断、隔离和恢复所需的时间较长,电网能够实现网络重构和自愈更是无从谈起。有时候,停电故障影响了群众的正常生产和生活。”公司技术人员介绍。
服务经济社会发展,加快国家配电网建设改造,2015年,国家能源局发布《配电网建设改造行动计划(2015—2020年)》和《关于加快配电网建设改造的指导意见》,明确了国家配电网建设这一部署,并提出加大配电网资金投入。2015年至2020年,配电网建设改造投资不低于2万亿元。
受此激励,结合自身实际,冀能电力2016年启动智能配电网一二次融合自动化终端研究项目。累计投资1100万元,经过两年多的刻苦攻关后,公司团队终于在2018年12月完成了项目研发。
一经问世,该项目就获得了多项国家专利,并于2019年获得我省数字经济(大智移云)创新成果奖。那么,智能配电网一二次融合自动化终端到底是如何工作的?
工作人员介绍,与使用传统配电变压器的电网相比,智能配电网采用大量电子式电压传感器、电子式电流传感器。这就造成了自动化终端(二次设备)侧输出电压小、信号弱,给控制单元的模拟量采样带来很大困难。
针对这种情况,项目在高精度、宽范围小信号的采集,自适应故障,隔离等方面进行了创新。即针对小信号采集的高精度、宽范围要求,该项目采用数字磁隔离技术,解决了传统模拟方式采样范围窄的技术障碍;针对自适应故障隔离,项目提出了图像识别的创新方案,解决了单相接地故障识别的难题。
有了这些技术创新,该项目也充分考虑了应用中的一些细节。
看起来都是箱式、罩式结构,但该项目完成前,配电网经常出现配电变压器(一次设备)和自动化终端接口不匹配的问题。对此,通过对各种接口的反复研究、测试,研发团队终于在安全的前提下满足了国家电网有限公司提出的EVT、ECT的各种接口指标,实现了和各种配电变压器接口的对接,从而大大降低了配电网安装维护的资源投入。
有了核心技术和接口保证,供电可靠性就更有了保证。
在电网保护方面,经过刻苦攻关,研发人员提出了一种优于现有电压——时间型逻辑的新型算法,能够自适应网络架构的变化,无需人为调整定值,既降低了电网维护成本,又提高了可靠性。
在故障诊断方面,该终端应用了一种新的故障识别方法,不依赖主站和通信设施,设备能够自适应多分支配电网,实现单相接地故障的就地隔离。有了这些科学的方法,该终端故障诊断准确率得到了提高,能够正确隔离故障并恢复非故障区域供电,提高了整个电网的供电稳定性。
目前,该终端已被国家电网有限公司等进行了大量采购、应用,每年能为公司带来数百万元的利润。
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