Оптико-электронные измерительные трансформаторы

Чем выше напряжение, тем труднее изолировать первичную обмотку ВН от вторичной, измерительной обмотки трансформаторов. Каскадные измерительные трансформаторы на 500, 750 и 1150 кВ сложны в изгото­влении и дороги, поэтому взамен их разработаны принципиально новые оптико-электронные трансформаторы (ОЭТ). В них измеряемый сигнал (ток, напряжение) преобразуется в световой поток, который изменяется по определенному закону и передается в приемное устройство, расположенное на заземленном элементе. Затем световой поток преобразуется в электри­ческий сигнал, воспринимаемый измерительными приборами (рис. 6). Таким образом, передающее устройство, находящееся под высоким напря­жением, и приемное устройство, соединенное с землей, связаны между со­бой только пучком света.

Рис.6. Структурная схема оптико-электронно­го трансформатора тока: 1 - первичный преобразова­тель; 2 — светодиод; 3 — оп­тическая система; 4 — свето­вод; 5 — фоточувствительный прибор; 6-усилитель; 7— измерительный прибор

Световой поток передается внутри полого изолятора по трубе с зер­кальными стенками или по диэлектрическим стержневым и волоконным световодам, которые изготовляются из специального оптического стекла с изолирующей оболочкой. Передающее устройство ОЭТ может быть основано на различных принципах. В некоторых трансформаторах тока (ОЭТТФ) используется эффект Фарадея.

Имеются конструкции трансформаторов тока, в которых передающее устройство состоит из модулятора и светодиода. Световой поток полу­проводникового светодиода зависит от измеряемого тока I и его фазы.

Оптико-электронный трансформатор тока с частотной модуляцией (ОЭТТЧ) на 750 кВ и 2000 А имеет четыре оптических канала — один для измерения и три для защиты. Каждый канал связан со своим первичным преобразователем. Канал измерения рассчитан на нормальную работу при токах до 1,2 I_ном, при этом погрешность не превышает ± 1 %. Каналы за­щиты рассчитаны так, что передают без искажения импульсы при токах до 20 I_ном.

Оптико-электронные измерительные трансформаторы позволяют кон­тролировать не только ток, но и мощность (полную, активную, реактив­ную) установки, сопротивление на ее зажимах, а также моменты перехода мгновенных значений тока и напряжения через нулевое значение.

ОЭТ целесообразно применять в установках 750 кВ и выше, а также для измерения больших токов (20 — 50 кА) при напряжении 10 — 24 кВ, им­пульсных токов и параметров переходных режимов.