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电流互感器相关技术资料

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一、全光纤电流互感器的概述

全光纤电流互感器是基于光法拉第效应,通过非导体传感或测量电流的一种方法。它的最大优点就在于:高压端除需要一根特殊的传感光纤之外,无需任何其它功能元器件。这样确保无高压击穿现象的发生,且可以大大提高互感器的可靠性,与传统的互感器相比,具有无可比拟的优点。因此,全光纤电流互感器是代表电流互感器的最终发展趋势,是高压,超高压,特高压智能电网的核心技术。电网的运行、调度等一切操作都来自于电流互感器反馈的信息,它是电网中的重中之重的核心设备或部件。同时,电流互感器作为磁场传感器也将在核电、航空、冶金、军事等领域有着广泛的应用前景。

该电流互感器采用我们自己开发的、拥有自主知识产权的传感光纤—特种螺旋高双折射保椭圆光纤,解决了目前国内外做全光纤互感器厂家普遍遇到的棘手问题—即全光纤电流互感器的长期稳定问题,同时也解决包括温度补偿问题,小信号噪声问题,抗振动问题,传感环的柔性安装问题(不需要断开一次母线或GIS罐体), 以及额定电流在1A左右时的互感器的精度问题(主要用于高压或超高压电容组不平衡电流的监控)。同时,摒弃了传统光纤传感环生产中采用手工制作1/4波片的的工艺,大大提高了规模生产能力和产品性能的重复性。

为更好地满足全光纤电流互感器在电力行业或其它行业的应用,康阔技术公司开发了三大类适合不同环境,不同精度要求的全光纤电流互感器。

二、康阔全光纤电流互感器的分类

1. 传统型结构的FOCT

由于其光电信号处理单元包含了光调制器在内的所有光器件,而采集单元和传感环之间是采用保偏光纤连接的,不可能采用很长的保偏光纤,使处理单元至于室内环境。这可能会增加系统的稳定因素,同时会带来系统成本的大幅上升。因此,这类结构的光电信号处理单元离开电流母线比较近。如果是户外使用的话,整个光电信号处理单元需要能经受住长期的恶劣环境考验,工作温度需要在负40 度到正70 度之间。这对其中的核心器件(光源)-SLED是一个非常大的考验。为了尽量降低运行时的风险,提高整个电网的可靠性,这类结构的互感器较适合室内或相当于室内使用的GIS 系统,确保光电信号处理单元的工作环境相对较好,其环境温度通常在负5度至正55度内。

2. 改进型结构的FOCT

该结构将相位调制功能单元从光电信号处理单元中分离出来,且二者之间只用普通的单模光纤连接,单模光纤的长度原则上无特别限制,可以是几十米至几百米。这样,可以将相位调制功能单元置于高压电流母线附近的零电位处(接地处),而光电信号处理单元可以与合并单元一起,作为二次设备置于室内或相对好的环境。这种结构较适合户外用于不同电压等级的直立式或支柱,附着式FOCT。由于信号调制单元里的材料主要是光纤和光缆接线头等,所以重量非常轻(连同整个封装盒一般不超过2公斤)。安装时,可将其固定在绝缘柱下端或附近的接地的支架上就可以。

3. 高精度结构的FOCT

该产品带有自校正功能,是康阔技术的专利产品。其测量精度不随时间,温度及环境的变化。还有一个显著的优点就是安装成本低,因其传感环是柔性结构的,不需要断开电流母线或GIS套管,就可以快速现场绕制和安装传感环,并能确保其本身测量精度的重复性。该类互感器特别适合旧站改造和对其它已安装于GIS系统的电流互感器进行现场校正。当然这类FOCT也适合GIS新站建设,并能广泛应用于不同行业。

三、康阔全光纤电流互感器典型性能

四、康阔全光纤电流互感器部分样机介绍

1. 康阔带软性传感光缆的220KV GIS用全光纤电流互感器整机

2. 康阔220KV AIS (直立式)用全光纤电流互感器整机

3. 康阔150KV 直流用全光纤电流互感器整机

4. 康阔高精度GIS用全光纤电流互感器整机

该设备具有高精度的电流测量值,准确度达到0.05%以内,且不随时间温度变化。更重要的是该设备具有柔性测量敏感环,可以现场绕制,无需断路,安装简单, 可随时拆卸,安装成本低。主要用作现场对电流互感器的检验。

5. 康阔带柔性光缆的FOCT在中国电力科学研究院(武汉)做隔离刀开合闸测试现场。

6. 电解铝工业用康阔高精度全光纤大电流直流传感器在中国计量科学研究院作现场校正测试

现场校正电流6000A至60000A,线性度优于0.05%。