電子式互感器是國內外電力行業翹首期待的一種先進的電力測量設備，其技術發展將為電力繫統帶來諸多變革。我國智能電網全面建設開啟了電子式互感器工程應用的序幕，電子式互感器的實用化又持續推動了互感器的技術進步。
《電子式互感器原理與實用技術》共分為10章，包括概述，有源電子式互感器，無源光學互感器，中低壓電子式互感器，特種電子式互感器，，電子式互感器工程應用方案、試驗與調試、運維與檢修，工程案例。
《電子式互感器原理與實用技術》總結了電子式互感器設備研制和工程應用中取得的創新成果，建立了以基礎原理、設備制造、設計方案和檢測運維為重點的完備的電子式互感器實用技術體繫，對推動我國電子式互感器的理論研究、技術應用和工程建設具有重要的參考價值。
《電子式互感器原理與實用技術》可供從事電子式互感器研究與設計工作的專家學者、工程技術人員閱讀，也可供高等院校相關專業的師生參考。

肖智宏，工學博士，教授級高工，主要從事智能變電站設計技術與電力繫統傳感光學技術研究。獲中國電力優秀青年工程師、國家電網公司專業領軍人纔稱號。獲省部級科技進步二等獎4項，國家電網公司科技進步一等獎1項，電力行業優秀標準設計一等獎1項。合作出版電力專著4部、譯著1部、設計手冊4部，發表學術論文30餘篇，獲國家發明專利10餘項。

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序
前言

第1章 概述
1．1 電子式互感器的發展背景
1．1．1 電力繫統對互感器的需求
1．1．2 電子式互感器的優點
1．2 電子式互感器的發展歷程
1．2．1 電子式電流互感器的發展
1．2．2 電子式電壓互感器的發展
1．2．3 直流電子式互感器的發展
1．3 電子式互感器的分類
1．3．1 電子式電流互感器的分類
1．3．2 電子式電壓互感器的分類
1．3．3 電子式電流電壓組合互感器
1．4 電子式互感器的標準體繫
1．4．1 電子式互感器的基本概念
1．4．2 電子式互感器的通用結構
1．4．3 電子式互感器的輸出說明
1．4．4 電子式互感器的誤差定義
1．4．5 電子式互感器的標準介紹
1．5 電子式互感器的應用研究
1．5．1 電子式互感器的應用情況
1．5．2 電子式互感器的關鍵技術
參考文獻

第2章 有源電子式互感器
2．1 有源電子式互感器的整體結構
2．1．1 有源交流電子式互感器
2．1．2 有源直流電子式互感器
2．2 有源電子式互感器的傳變特性
2．2．1 有源交流電子式互感器
2．2．2 有源直流電子式互感器
2．3 有源電子式互感器的一次轉換器
2．3．1 基本功能
2．3．2 供能方式
2．3．3 安裝方式
2．4 高精度測量技術
2．4．1 交流電流傳感器高精度測量技術
2．4．2 交流電壓分壓器高精度測量技術
2．4．3 直流電流分流器高精度測量技術
2．4．4 直流電壓分壓器高精度測量技術
2．5 溫度穩定性提升技術
2．5．1 空心線圈溫度穩定性技術
2．5．2 低功率線圈溫度穩定性技術
2．5．3 電壓分壓器溫度穩定性技術
2．6 電磁干擾防護技術
2．6．1 電磁干擾的實現途徑
2．6．2 電磁干擾的綜合防護
2．6．3 空心線圈的電磁干擾防護
2．7 可靠性設計與制造工藝
2．7．1 一次轉換器的可靠性設計
2．7．2 光纖復合絕緣子制造工藝
參考文獻

第3章 無源光學互感器
3．1 無源光學互感器的整體結構
3．1．1 無源交流光學互感器
3．1．2 無源直流光學互感器
3．2 無源光學互感器的傳變特性
3．2．1 無源全光纖光學電流互感器
3．2．2 無源磁光玻璃光學電流互感器
3．2．3 無源電光晶體光學電壓互感器
3．2．4 無源全光纖光學電壓互感器
3．3 無源光學互感器的二次轉換器
3．3．1 全光纖光學電流互感器
3．3．2 磁光玻璃光學電流互感器
3．4 小電流精確測量技術
3．4．1 噪聲源的影響
3．4．2 噪聲特性分析
3．4．3 提高信噪比方法
3．5 高次諧波精確測量技術
3．5．1 FOCT傳遞函數模型
3．5．2 FOCT提升帶寬方法
3．6 溫度穩定性提升技術
3．6．1 光源管芯溫度控制
3．6．2 FOCT一次傳感器溫度自補償
3．6．3 FOCT二次轉換器溫度軟補償
3．6．4 MOCT自愈光學電流傳感技術
3．7 抗外磁場干擾技術
3．7．1 離散環路磁場積分
3．7．2 零和御磁屏蔽技術
3．7．3 零和御磁結構設計
3．8 抗外部振動技術
3．8．1 FOCT光路結構抗振技術
3．8．2 MOCT共模差分消振技術
3．9 狀態監測技術
3．9．1 光源管芯溫度
3．9．2 光源發射光功率
3．9．3 探測器接收光功率
3．9．4 相位調制器半波電壓
3．9．5 傳感環工作溫度
3．10 高可靠性設計與制造工藝
3．10．1 高圓雙折射光纖拉制
3．10．2 保偏光纖顯微對軸熔接
3．10．3 磁光非接觸光連接
參考文獻

第4章 中低壓電子式互感器
4．1 中低壓電子式互感器的特點與應用模式
4．1．1 中低壓電子式互感器的特點
4．1．2 中低壓電子式互感器的應用模式
4．2 中低壓電子式互感器的整體結構
4．2．1 中低壓電子式電流互感器
4．2．2 中低壓電子式電壓互感器
4．2．3 中低壓電子式電流電壓組合互感器
4．3 中低壓電子式互感器的傳變特性
4．3．1 電流傳感方式與空心線圈設計
4．3．2 電壓傳感方式與分壓器的設計
4．3．3 中低壓零序電壓測量方法
4．3．4 中低壓一次傳感器補償法
4．4 中低壓電子式互感器的一次轉換器
4．4．1 基本功能
4．4．2 積分器的時間常數
4．4．3 光電線性隔離技術
4．5 溫度穩定性提升技術
4．5．1 環氧澆注互感器的溫升分析
4．5．2 內接采樣電阻溫升控制技術
4．5．3 一次傳感器的溫升控制技術
4．5．4 電阻分壓器的溫升控制技術
4．6 安全使用技術
4．6．1 電流互感器的等電位技術
4．6．2 電壓互感器的接地點選擇
4．7 環氧樹脂澆注制造工藝
4．7．1 環氧樹脂澆注的方式類別
4．7．2 環氧樹脂澆注的工藝過程
參考文獻

第5章 特種電子式互感器
5．1 特種電子式互感器的特點與應用模式
5．2 特種脈衝大電流有源空心線圈互感器
5．2．1 高頻空心線圈的參數與結構設計
5．2．2 高頻空心線圈的積分信號處理
5．3 特種工頻大電流有源空心線圈互感器
5．3．1 分布式空心線圈的結構設計
5．3．2 分布式空心線圈的測量準確度
5．4 特種直流大電流無源全光纖互感器
5．4．1 大電流非線性誤差修正方法
5．4．2 在線安裝的外卡式結構設計
5．5 特種寬頻大電流無源全光纖互感器
5．5．1 全光纖電流互感器的動態響應模型
5．5．2 全光纖電流互感器的寬頻測量特性
5．6 特種無源光學電壓互感器
5．6．1 特種高頻光學電壓互感器
5．6．2 自愈式光學電壓互感器
5．6．3 分布式光學電壓互感器
參考文獻

第6章
6．1 的功能特征
6．2 的整體結構
6．2．1 硬件結構
6．2．2 軟件結構
6．3 的關鍵技術
6．3．1 采樣處理
6．3．2 采樣同步
6．3．3 時鐘同步
6．4 的接口協議
6．4．1 與電子式互感器的接口協議
6．4．2 與二次設備的接口協議
6．5 的工程應用方案
6．5．1 技術參數與設備選型
6．5．2 交流變電站典型配置方案
6．5．3 直流換流站典型配置方案
參考文獻

第7章 電子式互感器工程應用方案
7．1 交流電子式互感器
7．1．1 技術參數與設備選型
7．1．2 有源交流電子式電流互感器
7．1．3 無源磁光玻璃光學電流互感器
7．1．4 無源全光纖光學電流互感器
7．1．5 無源光學電壓互感器
7．1．6 交流變電站典型配置方案
7．2 直流電子式互感器
7．2．1 技術參數與設備選型
7．2．2 有源直流電子式電流互感器
7．2．3 無源直流光學電流互感器
7．2．4 直流電壓分壓器
7．2．5 直流換流站典型配置方案
7．3 中低壓電子式互感器
7．3．1 技術參數與設備選型
7．3．2 開關櫃用電子式互感器
7．3．3 柱上斷路器用電子式互感器
7．3．4 配電網工程典型配置方案
7．4 電子式互感器的輸出接口
7．4．1 輸出接口的參數設置
7．4．2 輸出接口的技術要求
7．5 電子式互感器的接地設計
7．5．1 電子式互感器接地的技術特征
7．5．2 電子式互感器接地的功能分類
7．5．3 電子式互感器接地的設計方案
參考文獻

第8章 電子式互感器試驗與調試
8．1 整體試驗
8．1．1 試驗分類
8．1．2 準確度試驗
8．1．3 溫升試驗
8．1．4 振動試驗
8．2 交流電子式互感器相關試驗
8．2．1 測量級準確度試驗
8．2．2 保護級準確度試驗
8．2．3 復合誤差和暫態性能試驗
8．2．4 長期性能帶電考核試驗
8．2．5 暫態電磁干擾試驗
8．3 直流電子式互感器相關試驗
8．3．1 測量準確度試驗
8．3．2 極性反轉試驗
8．3．3 階躍響應試驗
8．3．4 頻率響應試驗
8．4 現場檢驗與調試驗收試驗
8．4．1 電子式互感器的現場檢驗
8．4．2 電子式互感器的調試試驗
8．4．3 電子式互感器的驗收試驗
參考文獻

第9章 電子式互感器運維與檢修
9．1 交流電子式互感器
9．1．1 運行維護影響
9．1．2 設備檢修與操作
9．1．3 設備巡視與維護
9．2 直流電子式互感器
9．2．1 運行維護影響
9．2．2 設備檢修與操作
9．2．3 設備巡視與維護
參考文獻

第10章 工程案例
10．1 智能變電站工程案例
10．1．1 新一代智能變電站示範工程
10．1．2 許昌皓月220kV智能變電站
10．1．3 朝陽何家220kV智能變電站
10．2 直流輸電工程案例
10．2．1 沂南特高壓換流站工程
10．2．2 廈門柔性直流輸電工程
10．3 中低壓配電網工程案例
10．3．1 開關櫃用電子式互感器
10．3．2 環網櫃用電子式互感器
10．3．3 充氣配電設備用電子式互感器
10．3．4 柱上開關用電子式互感器
10．3．5 接地故障指示器用電子式互感器
10．4 特種電流測量工程案例
10．4．1 某電石冶煉爐工程
10．4．2 某600kA電解鋁工程
10．4．3 某超導托卡馬克實驗裝置
參考文獻

索引

隨著我國新能源的大規模開發利用，能源生產消費的再電氣化轉型，我國電網已經發展為具有廣泛互聯、智能互動、靈活柔性、安全可控、開放共享等特征的新一代電力繫統。在交直流混聯、電力電子化特征明顯的新型電力繫統中，需要研究傳統電氣設備的適應性，以期能夠適應智能電網的發展要求。電流、電壓互感器是電網測量的重要設備，為繼電保護、安全穩定控制、同步相量測量、調度SCADA、電能計量等提供基礎的電流電壓數據，其可靠性與精度在電網中占有舉足輕重的地位。常規電磁型互感器存在諸如暫態測量準確度低、絕緣安全性差、體大笨重、存在磁路飽和和鐵磁諧振等缺點。而電子式互感器具有無磁路飽和、絕緣性能好、動態範圍大、頻率響應寬、可準確測量暫態信號、消除鐵磁諧振、數字化輸出等優點。目前電子式互感器在直流工程中已作為首選方案普遍應用，但在交流電網中應用不多。但隨著特高壓遠距離輸電以及交直流混聯電網的發展，對繼電保護速動性、動態監測寬頻性、暫態錄波準確性提出了更高要求，電子式互感器可為保護控制設備提供快速、準確的暫態量電流和電壓，從而可提升互聯電網抵御故障的能力。發展小型化、輕量化電氣設備是智能電網建設的重要方向，電子式互感器體積小、重量輕，更容易與高壓電器一體化集成設計，從而可推動變電站更加節能、節材、節地。電力電子化特征下的智能電網，要求互感器對諧波具有較強的適應性，電子式互感器無磁路飽和現像，可以準確監測寬頻、高次諧波，是多諧波源背景下理想的測量設備。雖然目前電子式互感器在長期運行可靠性方面還有待進一步檢驗，但因其具有理想互感器的諸多優點，越來越引起國內外的廣泛關注，未來有望成為電磁型互感器的替代產品。
一、電子式電流電壓傳感測量技術取得重大突破
電子式互感器是國內外電力行業領域翹首期待的一種電力設備，將帶來諸多變革，自1963年世界上第一臺電子式電流互感器“Tracer”在美國問世以來，電子式互感器的發展已經經歷了半個多世紀。在發展進程中，有源電子式互感器和無源光學互感器同時存在、共同發展。在不同的階段，人們的關注重點不同。20世紀70年代，由於存在高壓側供能等問題，有源電子式互感器未能實現實用化。直到20世紀80年代中期，激光技術和光電池技術的發展使得利用高壓側激光供能成為可能，以空心線圈為代表的有源電子式互感器纔得到快速發展。20世紀90年代以後，有源電子式互感器的研究呈現多類型、多用途的發展趨勢，取得了顯著的研究成果，有源電子式互感器開始應用於換流站等場合，並逐步與封閉組合電器和斷路器集成設計。基於法拉第磁光效應的無源光學電流互感器的研究從磁光玻璃型開始，1967年由日本東京大學的學者研制。20世紀70年代中後期，隨著對光纖的各種物理特性研究的不斷深入，英國電力研究中心提出了全光纖光學電流互感器，但受困於光纖的固有雙折射問題。於是，研究者的重點又轉向了磁光玻璃型光學電流互感器。從20世紀80年代開始，隨著溫度補償理論和方法的發展，磁光玻璃型光學電流互感器的研究進入突破性發展期，其標志性成果是1986年在美國田納西州161kV電網中掛網運行。20世紀90年代中期，隨著特種光纖技術的發展，光纖傳感新結構和抑制雙折射的研究取得了進展，全光纖光學電流互感器再次引起了研究者的關注，在此期間成立的加拿大NxtPhase公司成為全光纖電流傳感技術領域的領跑者，並逐步推出了實用化的全光纖電流互感器及與其他設備組合的產品。
我國電子式互感器的研究始於20世紀70年代，早期主要是跟隨國外技術研究，研究人員主要是以高校為主。進入21世紀，許多企業單位和科研院所加入到研究中，電子式互感器的研究逐步實現產業化，出現了一批生產電子式互感器的企業，產學研結合使我國電子式互感器技術取得了長足進步。目前我國已在電子式互感器的高精度測量技術、溫度穩定性提升技術、抗外磁場干擾技術和抗外部振動干擾技術等關鍵技術方面取得了多項自主知識產權，並在運行規模和運行數量上國際領先，取得了豐富的現場運行和維護經驗。