光电互感器概述

光电互感器概述


1 概述
电力工业在国民经济中占有重要的地位，现代工业、农业、交通、国防以及人民生活的许多方面都离不开电。输变电设备是电力设备的重要组成部分，电站发出的强大电能，只有通过输变电设备才能输送到各个用户。互感器是输电线路中不可缺少的重要设备，其作用就是按一定的比例关系将输电线路上的高电压和大电流数值降到可以用仪表直接测量的标准数值，以便于用仪表直接进行测量。互感器除用作测量外，还可作为各种继电保护的电源。
1.1 传统电磁式互感器
传统的电流互感器是电磁感应式的，它的一次绕组串联在电力线路中，二次绕组外部回路接有测量仪器或继电保护及自动控制装置。它的结构和变压器相似，在它的铁芯上绕有一、二次绕组，靠一、二次绕组之间的电磁耦合，将信息从一次侧传到二次侧。在铁芯与绕组间，以及一、二次绕组之间有足够耐电强度的绝缘结构，以保证所有的低压设备与高电压相隔离。随着电力系统传输的电力容量的增加，电压等级越来越高，这样电流互感器的绝缘结构越来越复杂，体积和重量加大，产品的造价也越来越高。例如，常规的油浸式电流互感器，500kV产品的价格要比300kV的价格增加一倍。
电磁型的电流互感器有铁心，具有非线性。当电力系统发生短路时，高幅值的短路电流使互感器饱和、输出的二次电流严重畸变，造成保护拒动，使电力系统发生严重事故。互感器的饱和引起波形畸变，而且其频带响应特性较差，频带窄，系统高频响应差，而使得新型的基于高频暂态分量的快速保护的实现存在困难。
1.2 光电互感器的产生
目前，电磁式互感器得到了比较充分的发展，其中铁心式电流互感器以干式、油浸式和气体绝缘式多种结构适应了电力建设的发展需求。然而随着电力传输容量的不断增长，电网电压等级的不断提高及保护要求的不断完善，一般的铁心式电流互感器结构已逐渐暴露出与之不相适应的弱点，其固有的体积大、磁饱和、铁磁谐振、动态范围小，使用频带窄等弱点，难以满难以满足新一代电力系统自动化、电力数字网等的发展需要。
随着光电子技术的迅速发展，许多科技发达国家已把目光转向利用光学传感技术和电子学方法来发展新型的电子式电流互感器，简称光电电流互感器。国际电工协会已发布电子式电流互感器的标准。电子式互感器的含义，除了包括光电式的互感器，还包括其它各种利用电子测试原理的电压、电流传感器。