低压配电系统电流互感器 - 郭先生工控博客技术论文

    低压配电系统电流互感器


    何艳1　白怡明1　杨广亮2
    1中煤国际工程集团沈阳设计研究院, 沈阳市110000
    2 江苏安科瑞电器制造有限公司，江苏江阴 214405

    摘要：分析低压电流互感器的原理，介绍了准确级和准确级限值的概念，同时并在此基础上，结合工程实例分析。低压电流互感器在低压测量、计量、继电保护、系统监测、接地保护等方面的选用。
    关键词：低压配电系统低压电流互感器工作原理准确级准确级限值选型

    1　引言
    　　随着我国电力工业中城网及农网的改造，以及低压配电系统的自动化程度不断提高，电流互感器作为低压配电系统中的一种重要电气元件，已被广泛地应用于测量、计量、继电保护、系统监测、接地保护和各种电力系统分析之中，本文对此进行初步的探讨。

    2　低压电流互感器工作原理
    　　低压电流互感器的工作原理如图1所示，电流互感器的一次绕组串联在被测线路中，I1为线路电流即电流互感器的一次电流，N1为电流互感器的一次匝数，I2电流互感器二次电流（通常为5A、1A），N2为电流互感器的二次匝数，Z2e为二次回路设备及连接导线阻抗。当一次电流从电流互感器P1端流进，P2端出，在二次Z2e接通的情况下，由电磁感应原理，电流互感器二次绕组有电流I2从S1流过，经Z2e至S2，形成闭合回路。由此可得电流在理想状态下I1×N1=I2×N2，所以有I1/I2=N1/N2=K，K为电流互感器的变比。



    图1

    3　低压电流互感器的选型
    3.1 测量用电流互感器
    3.1.1 测量用电流互感器是为指示仪表、积分仪表和其他类似电器提供电流的电流互感器
    　　测量用电流互感器广泛用于对低压配电系统电流的测量，主要准确（对电流互感器给定的等级）级有：0.2、0.5、1、3、5等，目前应用比较广泛的测量用互感器主要为母线式电流互感器，安装方便，而且其型号、规格繁多，可根据不同规格的母排或线缆选用最经济合理的电流互感器，表（一）以AKH-0.66型电流互感器，分析测量用电流互感器的运用及特点。

    表（一）　AKH-0.66测量用电流互感器技术参数表

    电流互感器型号输入、输出主要特点
    AKH-0.66/I型输入：5-3000A
    输出：0-5A（0-1A）适用用于多（单）根电缆或单根母排穿越，适用面广
    AKH-0.66/II型输入：150-6300A
    输出：0-5A（0-1A）适用用于多根母排或多根电缆穿越，适用面广，二次接线端与母排安装水平面平行。
    AKH-0.66/III型输入：250-6300A
    输出：0-5A（0-1A）具备II型特点，精度高，容量大，适用于相间距离小的场合，二次接线端与母排安装水平面垂直。
    AKH-0.66/M8型输入：5-150A
    输出：0-5A（0-1A）适用于小电流空间场所，为接线式电流互感器。
    AKH-0.66/K型输入：100-6300A
    输出：0-5A（0-1A）用于项目改造，无须拆一次母线，安装方便，为用户节省人力、财力，提高改造效率。
    AKH-0.66/S型输入：5-6300A
    输出两组：一组0-5A（0-1A），
    另一组AC0-20mA 双路输出，一路用于电流的测量，另一路用于远传，用于系统监测，与遥测单元配合使用，为用户节约成本。
    AKH-0.66/SM型输入：5-6300A
    输出两组：
    一组0-5A（0-1A），
    另一组DC4-20mA 双路输出，一路用于电流的测量，另一路用于远传，用于系统监测，与自控仪表如PLC配合使用，为用户节约成本，辅助电源DC24V由PLC供电。



    3.1.2 测量用电流互感器在低压配电系统中的问题及应用实例
    　　测量用电流互感器在低压配电系统中二次输出5A和1A的选择，是一些电气工程师经常遇到的问题。
    　　2009年12月山东聊城某化工厂，各生产车间环境多为爆炸性环境，各车间电气控制室不安装在车间内，而是安装在离各车间较远的公共电气控制室，来实现对系统电流信息的集中采集，现场电流互感器与控制室之间距离大约200米，有的甚至300米，二次传输导线为2.5平方毫米，使用的电流互感器有AKH-0.66/30I 200/5A 0.5级 5VA 穿心1匝等许多规格，使用的电流表为CL72-AI，该项目比较大，该项目在将完工，部分工程试运行时，发现所有电流表显示与现场电流完全不准确。
    　　经分析，电流互感器额定容量就是电流互感器额定二次电流I2e，通过二次回路额定负载Z2e时所消耗的视在功率S2e，即，S2e=I2e²Z2e；因数显表消耗的视在功率只有0.05VA，很小，所以我们可以不考虑，Z2e=ρ.2L/S=0.0176Ω. mm²/m×2×200 m /2.5=2.82Ω，S2e= I2e²Z2e=5A²×2.82Ω=70.5VA，远远大于电流互感器的额定容量5VA，所以此时应该选择200/1A的电流互感器，2010年2月份该项目更换了所有的比5A电流互感器，同时由于电流表为数显表，变比可以重新设定为200/1，使整个系统恢复正常。
    　　从本实例可以得出电流互感器接数显电流表时，传输距离对比如表（二）

    表（二）　传输距离对比

    二次导线截面积（mm²）额定二次电流（A）互感器容量（VA）单程传输距离（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



    3.2 计量<IMG SRC="/WF_SQL_XSRF.html">　

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