繆建梅
安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 214405；
摘 要：分析低壓電流互感器的原理，介紹了低壓測量用電流互感器的定義、準(zhǔn)確級、和儀表保安系數(shù)的概念，同時并在此基礎(chǔ)上，結(jié)合工程實(shí)例分析，談?wù)劦蛪簻y量用電流互感器在低壓配電系統(tǒng)中在測量方面的選用。
關(guān)鍵詞 低壓配電系統(tǒng) 低壓電流互感器 工作原理 準(zhǔn)確級 儀表保安系數(shù) 選型
1.引言
隨著我國電力系統(tǒng)不斷發(fā)展，以及低壓配電系統(tǒng)的自動化程度不斷提高，電流互感器作為低壓配電系統(tǒng)中的一種重要電氣元件，已被廣泛地應(yīng)用于低壓配電系統(tǒng)配合各種測量儀器、儀表使用。
2.低壓電流互感器工作原理
低壓電流互感器的工作原理如圖1所示，電流互感器的一次繞組串聯(lián)在被測線路中，I1為線路電流即電流互感器的一次電流，N1為電流互感器的一次匝數(shù)，I2電流互感器二次電流（通常為5A、1A），N2為電流互感器的二次匝數(shù)，Z2e為二次回路設(shè)備及連接導(dǎo)線阻抗。當(dāng)一次電流從電流互感器P1端流進(jìn)，P2端出，在二次Z2e接通的情況下，由電磁感應(yīng)原理，電流互感器二次繞組有電流I2從S1流過，經(jīng)Z2e至S2，形成閉合回路。由此可得電流在理想狀態(tài)下I1×N1=I2×N2，所以有I1/I2=N1/N2=K，K為電流互感器的變比。
圖1
3.測量用電流互感器的選型
3.1測量用電流互感的先關(guān)概念
3.1.1測量用電流互感器是為指示儀表、積分儀表和其他類似電器提供電流的電流互感器。
圖2 AKH-0.66 II型低壓測量用電流互感器
3.1.2測量用電流互感器廣泛用于對低壓配電系統(tǒng)電流的測量，主要準(zhǔn)確（對電流互感器給定的等級）級有：0.1、0.2、0.5、1等，其相應(yīng)的準(zhǔn)確級在國家標(biāo)準(zhǔn)中的要求見表1。
表1 電流誤差限值
|
準(zhǔn)確級 |
在下列額定電流（%）下的電流誤差 ±% |
在下列額定電流（%）下的相位差 |
||||||||||
|
±（′） |
±crad |
|||||||||||
|
5 |
20 |
100 |
120 |
5 |
100 |
120 |
5 |
20 |
100 |
120 |
||
|
0.1 |
0.4 |
0.2 |
0.1 |
0.1 |
15 |
8 |
5 |
5 |
0.45 |
0.24 |
0.15 |
0.15 |
|
0.2 |
0.75 |
0.35 |
0.2 |
0.2 |
30 |
15 |
10 |
10 |
0.9 |
0.45 |
0.3 |
0.3 |
|
0.5 |
1.5 |
0.75 |
0.5 |
0.5 |
90 |
45 |
30 |
30 |
2.7 |
1.35 |
0.9 |
0.9 |
|
1.0 |
3.0 |
1.5 |
1.0 |
1.0 |
180 |
90 |
60 |
60 |
5.4 |
2.7 |
1.8 |
1.8 |
3.1.3儀表保安系數(shù)是指實(shí)際電流與電流互感器額定電流之比值，用FS表示。必需注意在配電系統(tǒng)發(fā)生故障電流通過電流互感器一次繞組時，互感器的儀表保安系數(shù)越小，與互感器配套使用的儀器、儀表就越安全，F(xiàn)S值受負(fù)載影響比較大。
3.2測量用電流互感器的型號規(guī)格、技術(shù)參數(shù)等
3.2.1測量用電流互感器有很多型號規(guī)格，但是根據(jù)每個系列的特點(diǎn)以及穿孔大小的不同我們將測量用電流互感器型號規(guī)格統(tǒng)計(jì)，以江蘇安科瑞AKH-0.66系列低壓測量用電流互感器為例，如表2所示。
表2 AKH-0.66測量用電流互感器的型號規(guī)格
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電流互感器型號 |
輸入、輸出 |
主要規(guī)格 |
|
AKH-0.66/I系列 |
輸入：5-3000A 輸出：0-5A（0-1A） |
30I、40I、60I、80I |
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AKH-0.66/II系列 |
輸入：150-6300A 輸出：0-5A（0-1A） |
40II、50II、60II、80II、100II、120II、130II、 60×50II、80×50II、100×50II、180×50II、220×50II 、170×100II、220×165II、260×100II、280×90II |
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AKH-0.66/III系列 |
輸入：250-6300A 輸出：0-5A（0-1A） |
50III、60III、80III、100III、120III、130III |
|
AKH-0.66/M8系列 |
輸入：5-150A 輸出：0-5A（0-1A） |
M8 |
圖3 AKH-0.66 I型測量用低壓電流互感器
3.2.2測量用電流互感器的技術(shù)參數(shù)
額定工作電壓AC0.66kV（等效AC0.69kV，GB156-2003）
額定頻率50-60Hz
環(huán)境溫度-30℃~70℃，最高耐溫120℃
海拔高度≤3000m
工頻耐壓3000V/1min 50Hz
3.3測量用電流互感器在低壓配電系統(tǒng)中的問題及應(yīng)用實(shí)例
測量用電流互感器在低壓配電系統(tǒng)中二次輸出5A和1A的選擇，是一些電氣工程師經(jīng)常遇到的問題。
2009年12月山東聊城某化工廠，各生產(chǎn)車間環(huán)境多為爆炸性環(huán)境，各車間電氣控制室不安裝在車間內(nèi)，而是安裝在離各車間較遠(yuǎn)的公共電氣控制室，來實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)電流信息的集中采集，現(xiàn)場電流互感器與控制室之間距離大約200米，有的甚至300米，二次傳輸導(dǎo)線為2.5平方毫米，使用的電流互感器有AKH-0.66/30I 200/5A 0.5級 5VA 穿心1匝 等許多規(guī)格，使用的電流表為CL72-AI，該項(xiàng)目比較大，該項(xiàng)目在將完工，部分工程試運(yùn)行時，發(fā)現(xiàn)所有電流表顯示與現(xiàn)場電流完全不準(zhǔn)確。
經(jīng)分析，電流互感器額定容量就是電流互感器額定二次電流I2e，通過二次回路額定負(fù)載Z2e時所消耗的視在功率S2e，即，S2e=I2e²Z2e； 因數(shù)顯表消耗的視在功率只有0.05VA，很小，所以我們可以不考慮 ，Z2e=ρ.2L/S=0.0176Ω. mm²/m×2×200 m /2.5=2.82Ω，S2e= I2e²Z2e=5A²×2.82Ω=70.5VA，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電流互感器的額定容量5VA，所以此時應(yīng)該選擇200/1A的電流互感器，2010年2月份該項(xiàng)目更換了所有的比5A電流互感器，同時由于電流表為數(shù)顯表，變比可以重新設(shè)定為200/1，使整個系統(tǒng)恢復(fù)正常。從本實(shí)例可以得出電流互感器接數(shù)顯電流表時，傳輸距離對比如表3
表3傳輸距離對比
|
二次導(dǎo)線截面積（mm²） |
額定二次電流（A） |
互感器容量（VA） |
單程傳輸距離（m） |
|
1.5 |
5 |
2.5 |
4.2 |
|
1 |
106 |
||
|
2.5 |
5 |
5 |
14.2 |
|
1 |
355 |
||
|
4 |
5 |
10 |
45 |
|
1 |
1136 |
||
|
0.2 |
0.02 |
0.2 |
2840 |
3.4電流互感器使用過程中的注意事項(xiàng)
3.4.1電流互感器在接線時，同名端必須要保持一致，即P1、S1；P2、S2。
3.4.2電流互感器在正常運(yùn)行時，二次不得開路，防止二次開路產(chǎn)生高電壓，影響人身和設(shè)備安全。
4.結(jié)束語
本文對低壓配電系統(tǒng)中的不同類型電流互感器進(jìn)行了簡單概述，推薦給電力系統(tǒng)各位專家和電氣工程師們參考，有利于不同類型低壓電流互感器在低壓智能配電系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
[1]江蘇安科瑞電器制造有限公司.電量傳感器選型手冊,201407版.
[2]任致遠(yuǎn)，周中.電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南,中國電力出版社，2007.
作者簡介：繆建梅，女，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向?yàn)殡娏總鞲衅髟O(shè)計(jì)，手機(jī)：18702112007，座機(jī)：021-59104833，QQ:2880157864，網(wǎng)址：http://it.shacrel.cn