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第1章 概述1

1.1 电子式互感器的发展背景1

1.1.1 电力系统对互感器的需求1

1.1.2 电子式互感器的优点2

1.2 电子式互感器的发展历程4

1.2.1 电子式电流互感器的发展4

1.2.2 电子式电压互感器的发展14

1.2.3 直流电子式互感器的发展18

1.3 电子式互感器的分类20

1.3.1 电子式电流互感器的分类21

1.3.2 电子式电压互感器的分类23

1.3.3 电子式电流电压组合互感器24

1.4 电子式互感器的标准体系25

1.4.1 电子式互感器的基本概念25

1.4.2 电子式互感器的通用结构25

1.4.3 电子式互感器的输出说明26

1.4.4 电子式互感器的误差定义28

1.4.5 电子式互感器的标准介绍30

1.5 电子式互感器的应用研究33

1.5.1 电子式互感器的应用情况33

1.5.2 电子式互感器的关键技术35

参考文献38

第2章 有源电子式互感器42

2.1 有源电子式互感器的整体结构42

2.1.1 有源交流电子式互感器42

2.1.2 有源直流电子式互感器47

2.2 有源电子式互感器的传变特性49

2.2.1 有源交流电子式互感器49

2.2.2 有源直流电子式互感器52

2.3 有源电子式互感器的一次转换器55

2.3.1 基本功能55

2.3.2 供能方式56

2.3.3 安装方式57

2.4 高精度测量技术58

2.4.1 交流电流传感器高精度测量技术58

2.4.2 交流电压分压器高精度测量技术61

2.4.3 直流电流分流器高精度测量技术63

2.4.4 直流电压分压器高精度测量技术64

2.5 温度稳定性提升技术65

2.5.1 空心线圈温度稳定性技术65

2.5.2 低功率线圈温度稳定性技术66

2.5.3 电压分压器温度稳定性技术67

2.6 电磁干扰防护技术68

2.6.1 电磁干扰的实现途径68

2.6.2 电磁干扰的综合防护69

2.6.3 空心线圈的电磁干扰防护71

2.7 可靠性设计与制造工艺73

2.7.1 一次转换器的可靠性设计73

2.7.2 光纤复合绝缘子制造工艺74

参考文献76

第3章 无源光学互感器78

3.1 无源光学互感器的整体结构78

3.1.1 无源交流光学互感器78

3.1.2 无源直流光学互感器82

3.2 无源光学互感器的传变特性83

3.2.1 无源全光纤光学电流互感器83

3.2.2 无源磁光玻璃光学电流互感器90

3.2.3 无源电光晶体光学电压互感器95

3.2.4 无源全光纤光学电压互感器97

3.3 无源光学互感器的二次转换器98

3.3.1 全光纤光学电流互感器98

3.3.2 磁光玻璃光学电流互感器103

3.4 小电流精确测量技术104

3.4.1 噪声源的影响104

3.4.2 噪声特性分析106

3.4.3 提高信噪比方法107

3.5 高次谐波精确测量技术110

3.5.1 FOCT传递函数模型111

3.5.2 FOCT提升带宽方法113

3.6 温度稳定性提升技术115

3.6.1 光源管芯温度控制116

3.6.2 FOCT一次传感器温度自补偿117

3.6.3 FOCT二次转换器温度软补偿117

3.6.4 MOCT自愈光学电流传感技术118

3.7 抗外磁场干扰技术119

3.7.1 离散环路磁场积分119

3.7.2 零和御磁屏蔽技术121

3.7.3 零和御磁结构设计122

3.8 抗外部振动技术123

3.8.1 FOCT光路结构抗振技术123

3.8.2 MOCT共模差分消振技术124

3.9 状态监测技术125

3.9.1 光源管芯温度125

3.9.2 光源发射光功率127

3.9.3 探测器接收光功率128

3.9.4 相位调制器半波电压129

3.9.5 传感环工作温度131

3.10 高可靠性设计与制造工艺133

3.10.1 高圆双折射光纤拉制133

3.10.2 保偏光纤显微对轴熔接134

3.10.3 磁光传感单元非接触光连接135

参考文献136

第4章 中低压电子式互感器139

4.1 中低压电子式互感器的特点与应用模式139

4.1.1 中低压电子式互感器的特点139

4.1.2 中低压电子式互感器的应用模式140

4.2 中低压电子式互感器的整体结构143

4.2.1 中低压电子式电流互感器143

4.2.2 中低压电子式电压互感器145

4.2.3 中低压电子式电流电压组合互感器146

4.3 中低压电子式互感器的传变特性148

4.3.1 电流传感方式与空心线圈设计148

4.3.2 电压传感方式与分压器的设计151

4.3.3 中低压零序电压测量方法153

4.3.4 中低压一次传感器补偿法153

4.4 中低压电子式互感器的一次转换器154

4.4.1 基本功能154

4.4.2 积分器的时间常数155

4.4.3 光电线性隔离技术157

4.5 温度稳定性提升技术158

4.5.1 环氧浇注互感器的温升分析158

4.5.2 内接采样电阻温升控制技术159

4.5.3 一次传感器的温升控制技术160

4.5.4 电阻分压器的温升控制技术161

4.6 安全使用技术161

4.6.1 电流互感器的等电位技术161

4.6.2 电压互感器的接地点选择162

4.7 环氧树脂浇注制造工艺163

4.7.1 环氧树脂浇注的方式类别163

4.7.2 环氧树脂浇注的工艺过程164

参考文献165

第5章 特种电子式互感器166

5.1 特种电子式互感器的特点与应用模式166

5.2 特种脉冲大电流有源空心线圈互感器168

5.2.1 高频空心线圈的参数与结构设计168

5.2.2 高频空心线圈的积分信号处理174

5.3 特种工频大电流有源空心线圈互感器178

5.3.1 分布式空心线圈的结构设计179

5.3.2 分布式空心线圈的测量准确度180

5.4 特种直流大电流无源全光纤互感器181

5.4.1 大电流非线性误差修正方法182

5.4.2 在线安装的外卡式结构设计185

5.5 特种宽频大电流无源全光纤互感器185

5.5.1 全光纤电流互感器的动态响应模型186

5.5.2 全光纤电流互感器的宽频测量特性187

5.6 特种无源光学电压互感器190

5.6.1 特种高频光学电压互感器190

5.6.2 自愈式光学电压互感器191

5.6.3 分布式光学电压互感器192

参考文献193

第6章 合并单元195

6.1 合并单元的功能特征195

6.2 合并单元的整体结构196

6.2.1 硬件结构196

6.2.2 软件结构198

6.3 合并单元的关键技术199

6.3.1 合并单元采样处理199

6.3.2 合并单元采样同步201

6.3.3 合并单元时钟同步203

6.4 合并单元的接口协议205

6.4.1 与电子式互感器的接口协议205

6.4.2 与二次设备的接口协议206

6.5 合并单元的工程应用方案210

6.5.1 技术参数与设备选型210

6.5.2 交流变电站典型配置方案212

6.5.3 直流换流站典型配置方案214

参考文献218

第7章 电子式互感器工程应用方案220

7.1 交流电子式互感器220

7.1.1 技术参数与设备选型220

7.1.2 有源交流电子式电流互感器223

7.1.3 无源磁光玻璃光学电流互感器231

7.1.4 无源全光纤光学电流互感器234

7.1.5 无源光学电压互感器237

7.1.6 交流变电站典型配置方案238

7.2 直流电子式互感器242

7.2.1 技术参数与设备选型242

7.2.2 有源直流电子式电流互感器245

7.2.3 无源直流光学电流互感器248

7.2.4 直流电压分压器251

7.2.5 直流换流站典型配置方案255

7.3 中低压电子式互感器256

7.3.1 技术参数与设备选型256

7.3.2 开关柜用电子式互感器260

7.3.3 柱上断路器用电子式互感器262

7.3.4 配电网工程典型配置方案263

7.4 电子式互感器的输出接口265

7.4.1 输出接口的参数设置265

7.4.2 输出接口的技术要求266

7.5 电子式互感器的接地设计267

7.5.1 电子式互感器接地的技术特征267

7.5.2 电子式互感器接地的功能分类267

7.5.3 电子式互感器接地的设计方案268

参考文献270

第8章 电子式互感器试验与调试272

8.1 整体试验272

8.1.1 试验分类272

8.1.2 准确度试验274

8.1.3 温升试验276

8.1.4 振动试验278

8.2 交流电子式互感器相关试验279

8.2.1 测量级准确度试验279

8.2.2 保护级准确度试验280

8.2.3 复合误差和暂态性能试验281

8.2.4 长期性能带电考核试验282

8.2.5 暂态电磁干扰试验283

8.3 直流电子式互感器相关试验284

8.3.1 测量准确度试验284

8.3.2 极性反转试验285

8.3.3 阶跃响应试验285

8.3.4 频率响应试验286

8.4 现场检验与调试验收试验287

8.4.1 电子式互感器的现场检验287

8.4.2 电子式互感器的调试试验288

8.4.3 电子式互感器的验收试验288

参考文献289

第9章 电子式互感器运维与检修291

9.1 交流电子式互感器291

9.1.1 运行维护影响291

9.1.2 设备检修与操作292

9.1.3 设备巡视与维护294

9.2 直流电子式互感器297

9.2.1 运行维护影响297

9.2.2 设备检修与操作298

9.2.3 设备巡视与维护300

参考文献302

第10章 工程案例304

10.1 智能变电站工程案例304

10.1.1 新一代智能变电站示范工程304

10.1.2 许昌皓月220kV智能变电站308

10.1.3 朝阳何家220kV智能变电站310

10.2 直流输电工程案例312

10.2.1 沂南特高压换流站工程313

10.2.2 厦门柔性直流输电工程316

10.3 中低压配电网工程案例318

10.3.1 开关柜用电子式互感器318

10.3.2 环网柜用电子式互感器319

10.3.3 充气配电设备用电子式互感器320

10.3.4 柱上开关用电子式互感器321

10.3.5 接地故障指示器用电子式互感器322

10.4 特种电流测量工程案例322

10.4.1 某电石冶炼炉工程323

10.4.2 某600kA电解铝工程324

10.4.3 某超导托卡马克实验装置325

参考文献327

索引328