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無源電子式互感器前景光明

  在電力系統(tǒng)中,電力互感器為計量和保護設(shè)備提供了重要的依據(jù),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(tǒng)的發(fā)展,有源電子式互感器已經(jīng)在一些數(shù)字化變電站成功應(yīng)用,并獲得了快速發(fā)展。但其一次轉(zhuǎn)換器的電子電路需要供電電源,且工作在復(fù)雜的電磁環(huán)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(huán)境惡劣的情況下,其優(yōu)勢更為明顯,業(yè)界普遍認可無源電子式互感器最終將是互感器技術(shù)的發(fā)展方向。

  1.研發(fā)現(xiàn)狀

  無源電子式電流互感器基于Faraday磁光效應(yīng)原理,從早期的磁光玻璃發(fā)展到了今天用全光纖來實現(xiàn)。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(shù),是對光纖陀螺在電流傳感技術(shù)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(diào)節(jié)光纖匝數(shù)使全光纖型電流傳感器適應(yīng)于寬范圍的電流測量。目前,該項技術(shù)在國內(nèi)外都得到了較好的開發(fā), NXTPHASE公司(被阿?,m公司收購)、ABB公司等均研發(fā)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(qū)掛網(wǎng)運行,ABB公司研發(fā)的全光纖電流互感器也被成功應(yīng)用到電解行業(yè)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(zhuǎn)民項目,便將光纖陀螺技術(shù)應(yīng)用到電流傳感領(lǐng)域,該公司研制開發(fā)的全光纖電流互感器經(jīng)過試運行后,效果良好,并通過了鑒定,預(yù)計在2010年將在上海世博會投入使用,這也標志著代表最新技術(shù)的全光纖型電流互感器在中國研制成功。然而,國內(nèi)科研機構(gòu)掌握光纖陀螺技術(shù)的單位為數(shù)不多,能將光纖陀螺技術(shù)應(yīng)用到電流傳感,并具備生產(chǎn)能力的單位則是鳳毛麟角了。

  2.存在的問題

  由于國內(nèi)企業(yè)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(tǒng)長期穩(wěn)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(yù)期的準確度指標,但易受溫度、氣壓、振動等環(huán)境因素的影響,其原因是,一方面?zhèn)鞲胁牧仙形茨苓_到理想的性能要求,另一方面是生產(chǎn)環(huán)節(jié)的各道工藝要求非常精細,國內(nèi)目前的工藝技術(shù)很難達到要求。

  因此,研制無源電壓互感器,需要在現(xiàn)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(shù)現(xiàn)狀下,解決材料性能問題并不能在短期內(nèi)實現(xiàn)。但國內(nèi)企業(yè)可以借用國外的方案,通過改進傳感器的測量方法和結(jié)構(gòu),改善傳感器的長時間運行穩(wěn)定性,使得無源電子式互感器在電力系統(tǒng)中發(fā)揮優(yōu)勢。

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