电子式电流互感器的工作原理及应用

随着电力系统电压等级的不断提高以及电网的扩大，传统电磁式电流互感器面临的超高压绝缘问题日益突出，况且电磁式电流互感器固有的体积大、磁饱和、铁磁谐振、动态范围小、使用频带窄等问题，已难以满足电力系统发展的要求，研制更理想的互感器已得到广泛重视，因此高性能的电子式电流互感器应运而生。

电子式电流互感器利用一次母线穿过空心线圈 （Rogowski）对被测一次电流信号进行采样，空心线圈输出的感应电压与一次电流的变化律成正比，这个信号再经过A/D转换装置转换为数字信号，并进行运算，换算出与一次电流成正比的量，如图2.19所示。为了降低电流互感器对绝缘的要求，高压端到低压端的信号传输利用光纤来承担，因此必须先利用电光转换将电信号转换成光信号并由光纤传输到低压端。在低压端的信号处理部分首先是将光信号还原为电信号，然后通过D/A转换装置将数字信号转换为模拟信号，最后对模拟信号进行处理。光纤具有良好的绝缘性能，利用光纤作为高压端和低压端的信号传输媒质，具有绝缘简单、造价低、技术成熟等优点，而且不易受干扰，传输距离远。Rogowski线圈是一种特殊结构的空心线圈，相当于电流传感器，测量准确度高、测量范围大、通频带宽、无剩磁、制造成本低。

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图2.19　利用Rogowski线圈测量电流的原理图

（a）Rogowski线圈结构；（b）电子式电流互感器测量系统框图