电子式电流互感器的原理浅析与前景展望

■ 韩祥帅 张彩漫

中新能（大连）科技有限公司 辽宁大连 116000

摘 要：改革开放以来，随着经济的发展和生活水平的提高，而近些年来，我国所去的成就毫无意外的令世人震惊，而随着时代的进步，时间的推移，毫无疑问当今社会属于电力以及网络信息化的时代，也是微电子的时代，目前，为了保障电流、电压等电子信号的输送，必须深化的研究继电保护装置。主要通过简单的阐述电子式电流互感器的变压器的概念以及工作原理，进而探讨应用电子是电流互感器的变压器差动保护的必要性，并探讨了变压器差动保护的现状，重点强调了应用电子式电流互感器的变压器的差动保护的情况。

关键词：电子式电流互感器；原理；前景展望引言

在现代化工生产企业中，大多数都使用电弧炉这种变压器来供电。而罗氏线圈实际上就是一种中间空心呈环形的一种线圈，当一次导体穿过线圈时便可测量电流，而这里罗氏线圈应用的理论根源则在因为此种变压器不同于普通变压器，可以组成三相变压器，大范围的调度电压，使其可以大幅度的供电，促使化工生产持续的、高效的进行。尽管电弧炉具备多种优点，但是其变压器将高伏特电压直接调变降压，存在很大的危险性，所以需要电子式电流互感器来形成差动保护，促使变压器安全运行。但是，电子书电流互感器有效应用，形成差动保护，就需要对电子式电流互感器的工作原理和差动保护原理予以了解，科学、合理的规划电子式电流互感器的实施方案，如此才能够使电子式电流互感器在机器故障时对变压器予以差动保护。

1.电子式互感器概述

随着电力系统的发展，发电和输变电的容量不断增加，为了减小变电站的占地面积和建设空间，提高电力系统的自动化程度，现阶段设计的电流互感器需要满足“智能化、数字化、一体化、光纤化”的要求。智能化是指增加网络和微机在电气测量中的运用，赋予互感器一定的自我判断和识别能力，主要通过在外围的电路上作一些改进及在软件上进行优化。数字化是指要尽量减少传统的模拟信号指针式读数盘的使用，采用数字式的仪表，减小测量中因读数不准而引起的人为误差。一体化是指将多相电流互感器甚至是多相电流互感器和电压互感器做成成套设备，这样可以减少一次设备的体积，节约大量的人力、物力。光纤化是指在测量系统中，采用光纤传输信息，消除电磁场对测量结果的影响。针对目前电力系统的发展趋势可以预测，在不久的将来，新型实用电子式互感器将取代传统的电磁式互感器，电子式电流互感器就是其中的代表，它完全可满足上述的要求。

2.电子式电流互感器的原理分析

2.1电子式电流互感器变压器差动保护的原理分析

电子式电流互感器与传统的电磁互感器之间最大的不同的就是当遇到系统障碍时，电子式电流互感器不会遇到饱和的问题，所以仅仅是简单的采用传统的差动保护原理是不足以体现出电子式电流互感器的应用价值的，所以必须对变压器差动保护进行改善，现在所采用的电子式电流互感器变压器差动保护原理包括差动保护整合算式以及运行过程中的差动保护方案，前者通过对互感器差动保护中的电流进行运算，确定保护条件，从而得出额定电压，进而最大程度的保障电子式电流互感器的工作安全以及工作效率，而后者则是为了使差动保护的效率提高而提出的运行方案，这是由于在电子式电流互感器工作期间可能会出现意外的情况影响其工作，所以在此过程中必须根据电子式电流互感器的工作原理，进行合理的运算，得出其工作过程中的电力参数，进而帮助工作人员合理的调节线圈的大小，使其满足电子式电流互感器的差动保护要求，同时也可以根据电子电流互感器的差动保护特性进行及时的调节，从而提高电子式电流互感器的差动保护效率，进而保证电子式电流互感器的工作质量。

2.2阻容分压原理

阻容分压原理的应用是在一个线路外面套上一个圆柱状的电容圆环，进而形成电容分压。在设置电子式电流互感器时，对于阻容分压原理的运用，则是按照电阻分压的方式制成圆柱状的电容圆环，将其接地的电容相连接，如此可以形成电路的回路，并且此回路中的电阻可以分压，那么通过电子式电流互感器的高电压就会降低，利于保护变压器。当然，在利用此原理来设置电路的回路时需要注意测量和调整电路，避免电路短路，导致电子式电流互感器无法有效应用。

2.3有源式电子式电流互感器

现阶段有源式电子式电流互感器一般将罗氏线圈当作测量线圈，

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于安培环路定律和法拉第电磁感应定律，如果有电流沿标定方向流过罗氏线圈中心时，在线圈所环绕的体积里面便产生了相应变化的磁场，按照安培环路定律进行计算并积分后就得到了我们所要的电流。相当于在有源式电子式电流互感器中，罗氏线圈充当了传感端的角色，而罗氏线圈本身所带有的绝缘结构简单、线性度比较好、没有铁芯、非常安全、不存在磁饱和、测量精确等优秀特点，因而成为有源式电子式电流互感器可以大规模应用的最大推动力。但目前由于罗氏线圈需要与积分器配合使用，而积分器的设计好坏也会影响到测量的精确度与稳定性，因而这也是当前有源式电子式电流互感器的一个不容忽视的短板，正是由于存在这样那样的瓶颈，使得有源式电子式电流互感器的发展更加不会停滞，据笔者了解，国内多家研究机构和相关企业已经广泛建立合作并投入巨资，对有源式电子式电流互感器的发展充满了信心，相信在不久的将来就会取得更大的突破。

3.电子式电流互感器的前景展望3.1可数字化的测量设备

数字信号传输的替代性使用，可以将后台常规的测控设备，如继电保护设备、闭锁防护装置、测量控制元件、电源设备、故障录波设备以及实时状态检测装置等全都置于标准化、自动化、信息化的处理，使设备之间的连接可以采用高速的网络通信，将二次设备转化为一个个的网络端口，组成信息阵列，通过网络实现真正的数据共享、状态共享以及资源共享。

3.2运行差动保护方案

在科学技术发展迅猛的社会背景下，电子式电流互感器应用日益广泛。为了使电子式电流互感器有效的连接在电弧炉的变压器线路中，使变压器可以得到电子式互感器产生差动保护的有效保护，应当科学设置运动差动保护方案。具体的做法就是从线圈设置着手，即依据罗氏线圈原理，并结合电弧炉的变压器安全性，合理设置线圈，再结合电阻分压原理，科学规划电阻的连接，使线圈可以有效的调节线路电压和电流，促使电子式电流互感器可以在线路中形成差动保护，对变压器予以保护。另外，因为电弧炉变压器的高压侧与中压侧采用了常规电流互感器，为了使电子式电流互感器与常规电流互感器协调应用，还应当在变压器主体上安装数据采集装置，通过此装置来采集电抗器所输出的高压信号，进而对电子式电流互感器的线圈数进行调整，使其满足变压器保护要求，在机器故障时可以给予变压器差动保护，同时不影响常规电流互感器的应用。

4.结束语

目前国内在电子式电流互感器的研究方面，尤其是在高电压等级电力系统中的应用还面临一些问题，如温度和应力产生的双折射现象，长期运行时的精度和稳定性还需进一步试验和现场考验，另外由于电子式互感器的采集器采样频率有限，造成采用电子式互感器的智能化变电站存在行波测距技术无法应用的问题。本文阐述了电子式电流互感器的分类、特点和应用情况，对比了几种电子式电流互感器的优缺点，综上所述，电子式电流互感器较传统电磁式电流互感器有许多优势，随着技术的不断发展，将会逐渐解决电子式互感器存在的各种问题，使得互感器技术的发展进入一个崭新时代。

参考文献

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