电子式互感器及其在数字化变电站中的应用(3)

2.2 有源电子式电流互感器的工作原理

作为从电磁式电流互感器向光纤电流互感器的过渡产物的有源电子式电流互感器已进入实用化阶段。该型互感器的传感头不是光学元件，而是采用了传统的空心互感器(即Rogowski 线圈)。Rogowski 线圈实质上是将一组导体线圈绕在一个非磁性芯上，它的二次侧负载一般是大电阻;Rogowski 线圈套在一次导电杆上，实际上是均匀密绕在一环形非磁性骨架上的空心螺线管，其输出电压u(t)与被测电流的i(t)的时间导数成正比。

u(t)=M·di(t)/dt

式中，M 是仅取决于线圈尺寸的比例系数，将u(t)积分便可求得被测电流;u(t)经积分变换及A/D 转换后，由LED 电光转换为数字光信号输出，控制室中的PIN 及信号处理电路对其进行光电变换及相应的信号处理，便可输出供微机保护和计量用的电信号。

2.3 基于普克尔原理的电子式电压互感器

Pockels 效应又称为线性电光效应，普克尔(Pockels)效应就是指某些透明的光学介质在外电场的作用下，其折射率线性地随外加电场而产生变化。光学电压传感器是利用Pockels 电光效应测量电压。LED 发出的光经起偏器后为一线偏振光，在外加电压作用下，线偏振光经电光晶体后发生双折射，双折射两光束的相位差与外电压U 成正比，光的相位变化进行精确的直接测量是极其困难的，通常是采用检偏器将相互垂直的两束出射光变成偏振相同的相干光，产生相干干涉，从而将相位调制光变成振幅调制光，将相位差的测量转化为光强度的测量，最后获得被测电压值。经光电变换及相应的信号处理便可求得被测电压。

2.4 有源电子式电压互感器的工作原理

有源电子式电压互感器的工作原理为被测高压经电容分压器分压后，经信号预处理、A/D 变换及LED 电光转换，以数字光信号的形式送至控制室，控制室的PIN 及信号处理电路对其进行光电变换及相应的信号处理，便可输出供微机保护和计量用的电信号。

3 电子式互感器的优点

新型电子式电压、电流互感器的优点非常突出，市场应用前景广阔。其具有以下几方面优点：

(1)高低压侧隔离，绝缘简单，性价比高;

(2)不含铁芯，消除铁磁谐振和磁饱和等问题;

(3)抗电磁干扰性能好，无二次线圈开路高压危险;

(4)测量精度高、动态范围大、频率响应范围宽;