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低压双绕组电流互感器的设计及应用
摘 要:对馈线众多的低压配电线路,目前主要有以下方法来实现系统监测:1.采用电流互感器接多功能电力仪加485通讯表实现多路系统监测;2采用电流互感器接变送器来实现;、使用上述两种方案成本高、投资大。本文介绍一种低压双绕组电流互感器,它与ARTU-M32配合使用可以,实现对众多终端配电线路进行遥测的智能配电方案。该方案具有成本低、投资少、安装接线简便等优点,有利于低压智能配电的进一步推广和应用。
关键词:低压双绕组 电流互感器 工作原理 应用
1 引言
低压电流互感器具有体积小、质量轻、准确度高、容量大、安装方便等特点,且测量范围比较大,二次输出信号5A或1A,但对于远程传输和系统采集没有办法来实现信息传递,必须通过变送器或电力仪表。针对市场需求,我公司开发出AKH-0.66S系列双绕组电流互感器,一次电流测量范围5-6300A,二次有两组输出,一组输出5A或1A,另一组输出0-20mA,且一次电流可过载8-10倍,可直接用于系统采集和远传,与ARTU-M32配套使用,可简化系统结构,降低成本,提高系统可靠性.
2 产品设计
2.1 结构特点
本产品结构新颖,外形美观大方,透明翻盖设计有防电装置,接线方便。互感器外壳材料采用PC/ABS合金,该材料具有耐高温、机械强度高、环保等特点;如图1(b)、图2(b)所示,主绕组(6)铁芯采用有取向冷扎硅钢片,如图图1(b)、图2(b)所示,副绕组(5)铁芯采用坡莫合金,该材料具有性能稳定,机械强度高,导磁率高等特点;漆包线采用高强度漆包线,该材料具有绝缘强度高,耐温性强等特点。
双绕组电流互感器是在传统低压母线式电流互感器的基础上进行研发,兼容电缆和铜排安装方式,根据一次电流的测量范围,5A-1250A采用一体式设计方案,主要规格有S-30I、S-40I、S-50II;1250A-6300A采用分体式结构设计,主要规格有S-60II、S-80II、S-100II、S-120II、S-200II为分体式,如图1(a)、 图2(a)所示。
1-端子1S1;2-端子2S1;3-端子1S2;4-端子1S2;5-副绕组;6-主绕组
2.2 工作原理
双绕组电流互感器的工作原理同电流互感器的工作原理,基本工作原理如图1(b)、图2(b) 、图3所示,双绕组电流互感器一次电流I1由主绕组(6)P1端流进,至P2,主绕组(6)一次绕组匝数为N1,主绕组(6)二次电流I2由端子1S1(1)流出,经过电流表至端子1S2(3),副绕组(5)二次绕组匝数为N2,副绕组(5)输出端2S1(2)和2S2(4)输出AC 0-20mA小电流信号,供给测控装置采集。所以有:
I1×N1+ I2×N2= I0×N1 (1)
I2×N2+I3×N3 = I0′×N2 (2)
由(1)式可得:
I2×N2= I0×N1- I1×N1
由(2)式可得:
I2×N2= I0′×N2 - I3×N3,
所以可得:
I0×N1- I1×N1= I0′×N2 - I3×N3,
即
I0×N1+ I3×N3= I0×N1+ I0′×N2
上述式中I0为主绕组(6)的励磁电流,I0′为副绕组(5)的励磁电流。所以主绕组(6)的输出误差,可以通过增加铁芯截面或提高铁芯性能或通过误差补偿的方法来调节误差,而副绕组(5)的误差的补偿是通过共同提高两个绕组的性能来实现;双绕组电流互感器的电动势也类似于电流互感器原理,这里不作详细介绍。
AKH-0.66-L系列剩余电流互感器于低压剩余电流的信号采集,与电气测控装置配套使用,尤其是在电气火灾监控系统领域中被广泛使用,主要测量低压小电流信号,如30毫安,线性好,灵敏度高,漏磁较低。它与高压接地保护使用的零序电流互感器有所不同, AKH-0.66-L剩余电流互感器只能用在低压配电系统中,用来测量剩余电流、泄漏电流与我公司电气安全ARCM配套使用,一般用于中心点接地系统;而用于接地保护的零序电流互感器,一般测量100毫安以上零序电流,一般用于小电流接地系统或中心点经小电阻接地系统,与DD系列继电器配套使用,作为接地保护用。 AKH-0.66-L系列圆孔型剩余电流互感器主要规格有:L-35、L-45、L-70、L-80、L-100、L-105、L-150、L-200。
计量型电流互感器的选择
1概述
电能计量装置主要由电能表、计量用电压互感器、电流互感器及二次回路等部分组成,电流互感器是能计量装置的重要组成部分,现介绍计量用电流互感器的选择原则和使用注意事项。
2计量型电流互感器选择方法
01额定电压的确定
电流互感器的额定电压UN应与被测线路的电压UL相适应,即UN≥UL。
02额定变比的确定
通常根据电流互感器所接一次负荷来确定额定一次电流I1,即: I1=P1/UNcosψ
式中UN——电流互感器的额定电压,kV;
P1——电流互感器所接的一次电力负荷,kVA;
cosψ——平均功率因数,一般按cosψ=0.8计算。
为保证计量的准确度,选择时应保证正常运行时的一次电流为其额定值的60%左右,至少不得低于30%。 电流互感器的额定变比则由额定一次电流与额定二次电流的比值决定。
03额定二次负荷的确定
互感器若接入的二次负荷**过额定二次负荷时,其准确度等级将下降。为保证计量的准确性,一般要求电流互感器的二次负荷S2必须在额定二次负荷S2N的25%~范围内,即: 0.25S2N≤S2≤S2N。
04额定功率因数的确定
计量用电流互感器额定二次负荷的功率因数应为0.8~1.0。
05准确度等级的确定
根据电能计量装置技术管理规程(DL/T448-2000)规定,运行中的电能计量装置按其所计量电能量的多少和计量对象的重要程度,分为I、II、III、IV、V五类,不同类别的电能计量装置对电流互感器准确度等级的要求也不同
剩余电流互感器
一. 概述
在国家标准G054-95《低压配电设计规范》*4.4.10条明确指出了采用接地故障保护的两种方法,零序电流保护与剩余电流保护(亦称漏电电流保护)。这两种电流保护的基本工作原理相同,都是基于基尔霍夫电流定律,,但使用范围、安装等要求却有所不同。
零序电流保护一般适合使用于TN接地系统。因为当发生一相接地时,对TN-S系统Id回路阻抗包括相线阻抗Z1,PE线阻抗ZPE和接触阻抗Zf,即Zs=Z1+ZPE+Zf;对于TN-C系统,Id回路阻抗包括相线阻抗Z1,PEN线阻抗ZPEN和接触电阻Zf,即ZS=Z1+ZPEN+Zf;对于TN-C-S系统,Id回路阻抗包括相线阻抗Z1,PEN线阻抗ZPEN,PE线阻抗ZPE和接触电阻Zf,即ZS=Z1+ZPEN+ZPE+Zf,产生的单相接地故障电流Id=220/ZS,明显大于无故障时的三相不平衡电流,只要整定合适,就可检测出发生接地故障时的零序电流,以切断故障回路。而对IT系统,一般均是使用对供电可靠性要求较高、对单相接地不必要立即切断供电回路、但需发出绝缘破坏监察信号、以维持继续供电一段时间的工矿企业内的不配出中性线的三相三线配电线路。当单相接地时,该故障线路**过的零序电流是全系统非故障系统电容电流之和,因而*检测出接地故障电流,故可用零序电流保护装置来监察相对地次接地故障。安装时A、B、C三相导线一起穿过一零序C.T,低压也可在中性线N上安装一个零序C.T。
二. 技术参数
剩余电流互感器保护动作整定电流可以从mA级到A级,有相当高的动作灵敏性,因此剩余电流保护装置对于TT、IT、TN﹣S TN﹣C-S系统接地系统均可适用。安装时A、B、C三相导线与N线一起穿过一个剩余C.T,
AKH-0.66L型剩余电流互感器于剩余电流的采集,与电气火灾监控装置、电动机保护装置配套使用。该产品二次可有两路输出,选择一路输出0-20mA或0-2mA,一路输出0~1V。两者只能选择其一,其应用如表(一)所示。
三.剩余电流互感器的选型范例
型号:AKH-0.66/L-35
额定电压:660V
频率:50-60Hz
额定电流比;5A/2mA
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