光电式电流互感器原理及应用

　光电式电流互感器
　　电流互感器是电力系统将电网中的高压信号变换传递为小电流信号，从而为系统的计量、监控、继电保护、自动装置等提供统一、规范的电流信号(传统为模拟量，现代为数字量)的装置；同时满足电气隔离，确保人身和电器安全的重要设备。
　　高压电流互感器按原理可分为电磁式电流互感器和式电流互感器。电子式电流互感器按一次的工作方式，又可分为有源型和无源磁光型。
　　1　电磁式电流互感器
　　电磁式电流互感器即通过电磁感应原理实现电流变换的互感器。
　　由于其在电力系统中已被广泛应用。现仅对主要的饱和问题作一下分析。
　　常见的电流互感器饱和主要有两种：稳态饱和与暂态饱和。其中稳态饱和主要是因为一次电流值太大，进入电流互感器饱和区域，导致二次电流不能正确的传变一次电流。暂态饱和，则是因为大量的非周期分量的存在，进入电流互感器饱和区域。
　　1.1电流互感器稳态仿真分析
　　在ATP中搭建的电流互感器模
　　非线性元件的励磁曲线 请登陆:输配电设备网 浏览更多信息
　　1.2电流互感器暂态仿真分析
　　二次负载为的暂态饱和波形(R=5)
　　二次侧负载为的暂态饱和波形
　　从系统仿真软件ATP中，利用其不同的励磁元件仿真电流互感器的稳态和暂态的波形知，在铁心未饱和前，一次电流和二次电流完全成正比例，当达到饱和后，励磁不再增加，饱和后，不产生电动势。
　　2　电子式电流互感器
　　2.1有源型电子式电流互感器
　　有源型电子式电流互感器特点是一次传感器为空心线圈，高压侧电子器件需要由|'>稳压器供电方能工作。其原理如下图所示：
　　2.2无源磁光玻璃型电子式电流互感器
　　无源磁光玻璃型电子式电流互感器特点是一次传感器为磁光玻璃，无需电源供电。
　　3　工作原理
　　3.1法拉第磁光效应
　　法拉第磁光效应：如果通过一次导线的电流为i，导线周围所产生的磁场强度为H，当一束线偏阵光通过该磁场时，线偏阵光的偏振角度会发生偏振，其偏振角θ的计算公式为：
　　式中：V为磁光玻璃的verdet常数，L为光线在磁光玻璃中的通光路径长度。
　　3.2法拉第磁光效应在中的应用
　　在电子式电流互感器中将L设计为环路，由法拉第磁光效应原理，则：
　　根据安培环路定律，在环路中
　　可推出：
　　根据马吕斯定律，在本产品中：
　　4　二次控制系统和接口连接形式
　　4.1二次处理系统
　　4.2接口连接形式
　　4.2.1模拟接口连接形式
　　4.2.2数字接口连接形式
　　5　特点
　　⑴不充油不充气，安全可*，免维修。
　　⑵传感器无铁磁，不存在磁滞、剩磁和磁饱和现象。
　　⑶一次、二次间传感信号由光缆连接，绝缘性能优异，且具有较强的抗电磁干扰能力。
　　⑷体积小、重量轻，安装使用简便。
　　⑸低压侧无开路而引入高压的危险。
　　⑹具有光、电数字接口功能，便于二次部分的升级换代和数字化变电站的建设。

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