【直流互感器原理】直流電流互感器是什么 直流互感器的工作原理

直流電流互感器是什么

直流電流互感器是指用于直流電流量值變換的互感。它利用鐵心線圈中鐵心受直流和交流電流共同磁化時的非線性和非對稱性，通過整流電路，將通過線圈的直流大電流按匝數(shù)反比變換成直流小電流。主要用于測量直流大電流，也在整流系統(tǒng)中用作電流反饋、控制和保護(hù)元件。與分流器比較，它的電能損耗低并具有隔離作用。

1、高壓直流輸電系統(tǒng)簡介

高壓直流輸電（High Voltage Direct Current Transmission），簡稱HVDC。利用高壓直流系統(tǒng)遠(yuǎn)距離輸送電能是一種高效、低成本的輸電方式。其主要特點是單回送出距離遠(yuǎn)、輸出容量大、特高電壓等級等。不僅僅應(yīng)用于單點遠(yuǎn)距離輸送，也可以用于電網(wǎng)同步連接。

我國的特高壓直流系統(tǒng)始于三峽工程送出工程。在此需要再次提及的是當(dāng)年三峽輸變電工程的建成投產(chǎn)，對于在全國范圍內(nèi)促進(jìn)資源優(yōu)化配置、促進(jìn)節(jié)能減排目標(biāo)的實現(xiàn)和推動工程落地地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。在一方面極大的緩解了華東、廣東等地區(qū)能源緊張局面；在另一方面減輕了鐵路煤炭運輸壓力和減少了大量碳排放。不僅推動我國輸變電設(shè)備國產(chǎn)化和技術(shù)水平邁上一個新的臺階，我國也逐步形成了以特高壓交、直流輸電為骨架網(wǎng)絡(luò)的能源輸送體系。

2、換流站設(shè)備構(gòu)成

雙端直流高壓輸電系統(tǒng)由整流站、逆變站和中間的輸電線路組成。當(dāng)能量反送時，整流站充當(dāng)逆變作用，而逆變站則起到將直流電轉(zhuǎn)換為交流電的作用。其換流站的主要設(shè)備有[4]：換流變壓器、換流器、平波電抗器、交流濾波器和無功補(bǔ)償設(shè)備、直流濾波器、保護(hù)裝置、遠(yuǎn)動通信系統(tǒng)、接地極線路、接地極等。

3、換流站中直流電流互感器的配置

直流輸電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行很大程度上取決于運行在換流站各個角落的保護(hù)和監(jiān)視系統(tǒng)。而各種高壓互感器和傳感器則為保護(hù)系統(tǒng)和換流站設(shè)備在暫態(tài)下的準(zhǔn)確測量提供了堅實的保障。

通常換流站內(nèi)使用的有兩種直流電流互感器：零磁通直流電流互感器和光電電流互感器。根據(jù)兩種直流互感器在絕緣和準(zhǔn)確度等級方面優(yōu)缺點，將不同特點的互感器配置在換流站的關(guān)鍵節(jié)點上。零磁通直流電流互感器多用于閥廳內(nèi)中性線、直流場中性線以及直流場NBGS開關(guān)的直流電流值測量。光電電流互感器主要用于閥廳內(nèi)極線、直流場極線和直流濾波器高壓側(cè)回路的電流值測量。

直流互感器的工作原理

用于直流電流量值變換的互感器。它利用鐵心線圈中鐵心受直流和交流電流共同磁化時的非線性和非對稱性，通過整流電路，將通過線圈的直流大電流按匝數(shù)反比變換成直流小電流。主要用于測量直流大電流，也在整流系統(tǒng)中用作電流反饋、控制和保護(hù)元件。與分流器(見電流表)比較，它的電能損耗低并具有隔離作用。在理想條件下，電源電壓U與負(fù)載電阻Rx上電壓之差，由非飽和鐵心上的次級繞組承擔(dān)，并有N1I1=N2I2或I1/I2=N2/N1（I2為次級電流），即I2和I2與匝數(shù)有反比關(guān)系。I2經(jīng)整流后，可用直流電流表讀出，或利用負(fù)載電阻Rx上的電壓降計算出。