光电互感器16010007解析.pptx

光电互感器 传统的电磁式互感器 电力传输容量 电网电压 固有的铁磁饱和、铁磁谐振，动态范围小、通频带 窄、暂态性能差等 Out Out 了了！！ WhyWhy ？？ 光电互感器，即利用光电子技术和光纤传感技术来 实现电力系统电压、电流测量的新型互感器 有源式 分类 光学电流互感器 无源式 光学电压互感器 有源式 无源式 组合式电流电压互感器 有源型光学电流互感器 有源型光电电流互感器：高压侧电流信号通过采样线圈将电信号传递给发 光元件而变成光信号，再由光纤传递到低电位侧，进行逆变换成电信号后 放大输出高压侧电子器件的电源来源于光供电方式、母线电流供电方 式、电池供电方式以及超声电源供电方式 通过罗氏线圈进行采样 精度高、稳定性好、抗干扰能力强、动态范围宽、体积小、重量 轻、线性度好 无源型光学电流互感器 法拉第磁光效应的实质是 光波在通过磁光材料时， 电流产生的磁场使光波在 通过磁光材料时其偏振面 发生旋转，测量其旋转角 度的大小即可确定被测电 流 马吕斯定律： 有源型光学电压互感器 电信号 普遍基于普克尔斯(Pockels)线性电光效应描述 电场对透明晶体影响的电光效应） 无源型光学电压互感器 某些透明的光学介质( 也称压电晶体) 在外加 电场作用下，产生双 折射，使一束光变为 两束相位不同的直线 偏振光，其折射率线 性地随外加电场而变 化。

如图所示，一束线性偏振光照射到 压电晶体表面时分裂成振动方向相 互垂直的两束光，其相位差大小与 所加电压和材料有关 双折射后两束偏振光的相位差σ可用 公式计算： 式中： ，为入射光波波长；n0为晶体的折射率； γ41为晶体(BGO) 线性电光系数；U是被测电压；U0是电压幅 值；ω是角频率 由于相位差检测技术复杂，通常利用偏光干涉的方法将相位差σ转 变为输出光强的变化来检测它，利用1/ 4 波片使两束光的相位差增 加90度，总的相位差为σ+ π /2出射光强I 可以表示为： 式中，I0是入射光强； Uπ 为半波电压可见，利用出射光强 和电压的关系，通过光电变换和信号处理就能得到被测电 压 将OCT和OVT的传感头用一根光纤复合绝缘子来支撑，可完 成对高压传输线的电流和电压的同时测量，并进而获得功率 等参量 组合式光学电流、电压互感器其电流传感器采用法拉第效应 的块状玻璃环结构，电压传感器采用普克尔斯效应的横向调 制结构 与传统的独立式绝缘支撑结构相比，组台式的结构由于少了 一个高压绝缘子，因而可大大节省设备费用，另外还具有尺 寸小、结构简单、占地步等优点由于电压等级越高，绝缘 子越昂贵，因而组合式光学电流电压测量系统在500kV等高 电压等级的电站中取代传统的互感器更具有实际意义。

组合式光学电压电流互感器 (1)优良的绝缘性能，造价低 (2)不含铁心，消除了磁饱和、铁磁谐振等问题 (3)抗电磁干扰性能好，低压侧无开路高压危险 (4)暂态响应范围大，测量精度高 (5)频率响应范围宽 (6)没有因充油而产生的易燃、易爆炸等危险 (7)体积小、重量轻 (8)适应了电力计量与保护数字化、微机化和自动化 发展的潮流 优点 减小磁光材料双折射效应对光电电流互感器测量精 度的影响 减小温度变化对光电式电流互感器测量精确度的影 响 光电式电流互感器长期稳定性的研究 尚在研究的课题 目前，光电互感器已有IEC国际标准，标准对互感器的构成、试验 及输出接口等进行了规定标准的制定将进一步规范并推进光电 互感器的研制及推广应用 国内外研究实践表明，光电互感器具有明显的技术和价格优势 因绝缘结构简单，电压等级越高，光电互感器的价格优势越明 显 目前研究较为成熟并投人变电站运行的主要是有源光电互感器， 应用场合主要有高压直流输电、SF6气体绝缘开关(GIS)及中低压 开关柜等 除了在电网中安装和使用外，光电式电流互感器还可用于一些其 他场合： (1)便携式的光电式电流互感器 (2)测量高频电流 无源光电互感器因其一次侧光学电流、电压传感器无需工作电源 ，具有较大的优势， 但光学传感器的制作工艺复杂， 稳定性及一 致性不易控制， 因此有源光电互感器有望首先得以推广应用。

应用前景 The endThe end！！ Thanks Thanks 。