測(cè)量型低壓電流互感器設(shè)計(jì)及應(yīng)用

概述

測(cè)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。測(cè)量用電流互感器廣泛用于對(duì)低壓配電系統(tǒng)電流的測(cè)量，主要準(zhǔn)確(對(duì)電流互感器給定的等級(jí))級(jí)有：0.2、0.5、1、3、5等，目前應(yīng)用比較廣泛的測(cè)量用互感器主要為母線式電流互感器，安裝方便，而且其型號(hào)、規(guī)格繁多，可根據(jù)不同規(guī)格的母排或線纜選用最經(jīng)濟(jì)合理的電流互感器，以安科瑞的AKH-0.66型電流互感器為例來分析測(cè)量用電流互感器的運(yùn)用及特點(diǎn)。

AKH-0.66系列電流互感器外殼采用阻燃、耐溫140℃的進(jìn)口聚碳酸酯注塑成形，鐵芯采用取向冷軋硅鋼帶卷繞而成，二次導(dǎo)線采用高強(qiáng)度電磁漆包線，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)新穎，造型美觀，安裝方便，體積小，質(zhì)量輕，準(zhǔn)確度高，容量大。產(chǎn)品符合國標(biāo)GB1208-2006。

1.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(cè)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。

2 技術(shù)指標(biāo)

測(cè)量CT一次電流5-6300A，二次電流5A，1A，0.1A，0.05A；雙繞組CT一次電流5-6300A，二次電流5A、20mA，1A、20mA；雙繞組傳感器一次電流5-6300A，二次電流AC5A、DC4-20mA，AC1A、DC4-20mA；開口式CT一次電流100-6300A，二次電流5A，1A；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；用于沒有雨雪直接侵襲，無嚴(yán)重污染及劇烈震動(dòng)的場(chǎng)所。

3 產(chǎn)品分類

3.1 AKH-0.66/I型電流互感器，主要測(cè)量范圍5-3000A，二次輸出0-5A(0-1A)，主要用于多(單)根電纜或單根母排穿越，適用面廣，與電流表配合使用。

3.2 AKH-0.66/II型電流互感器，主要測(cè)量范圍150-6300A，二次輸出0-5A(0-1A)，主要適用用于多根母排或多根電纜穿越，適用面廣，二次接線端與母排安裝水平面平行，與電流表配合使用。

3.3 AKH-0.66/III型電流互感器，主要測(cè)量范圍150-6300A，二次輸出0-5A(0-1A)，主要適用用于(單)多根母排或多根電纜穿越，適用面廣，二次接線端與母排安裝水平面垂直，與電流表配合使用。

3.4 AKH-0.66/S型雙繞組電流互感器電流互感器，一次測(cè)量范圍5-6300A，主要適用用于(單)多根母排或多根電纜穿越，適用面廣；二次兩路輸出，一路0-5A(0-1A)，供給電流表測(cè)量，另一路AC0-20mA，用于遠(yuǎn)傳，與ARTU-32遙測(cè)裝置、或電動(dòng)機(jī)保護(hù)單元配合使用。

3.5 AKH-0.66/SM型雙繞組電流傳感器電流互感器，，一次測(cè)量范圍5-6300A，主要適用用于(單)多根母排或多根電纜穿越，適用面廣；二次兩路輸出，一路0-5A(0-1A)，供給電流表測(cè)量，另一路DC4-20mA，用于遠(yuǎn)傳，與自控儀表PLC或DC配合使用(輔助電源DC24V由PLC或DC提供)，無須使用變送器，安裝接線方便，為用戶節(jié)約成本。

3.6 AKH-0.66K型開口式電流互感器主要應(yīng)用于工業(yè)中城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)改造項(xiàng)目，安裝方便，無須拆一次母線，亦可帶電操作，不影響客戶正常用電，為用戶改造項(xiàng)目節(jié)省人力、物力、財(cái)力，提高效率。該系列電流互感器可與繼電器保護(hù)、測(cè)量以及計(jì)量裝置配套使用。

4 應(yīng)用實(shí)例

測(cè)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(duì)系統(tǒng)電流信息的集中采集，現(xiàn)場(chǎng)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(jí) 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(shí)，發(fā)現(xiàn)所有電流表顯示與現(xiàn)場(chǎng)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(shí)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(shí)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(shí)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(gè)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(shí)，傳輸距離對(duì)比如表(一)