1.引言
隨著我(wo)國電(dian)力系(xi)(xi)統不(bu)斷(duan)發展,以及(ji)低(di)(di)壓配電(dian)系(xi)(xi)統的(de)(de)自動化(hua)程度(du)不(bu)斷(duan)提高,電(dian)流(liu)互(hu)感(gan)(gan)器(qi)(qi)作為低(di)(di)壓配電(dian)系(xi)(xi)統中的(de)(de)一種重要電(dian)氣元(yuan)件,已被廣(guang)泛地應用于(yu)低(di)(di)壓配電(dian)系(xi)(xi)統配合各種測量儀器(qi)(qi)、儀表使(shi)用,但是由(you)于(yu)化(hua)工行業中環境(jing)的(de)(de)特殊(shu)性,使(shi)用電(dian)流(liu)互(hu)感(gan)(gan)器(qi)(qi)時必(bi)(bi)須考慮現場的(de)(de)環境(jing),在選擇電(dian)流(liu)互(hu)感(gan)(gan)器(qi)(qi)時,必(bi)(bi)須考慮電(dian)流(liu)互(hu)感(gan)(gan)器(qi)(qi) 的(de)(de)遠傳,而且(qie)不(bu)能(neng)簡單的(de)(de)考慮互(hu)感(gan)(gan)器(qi)(qi)的(de)(de)容量為10VA就(jiu)可以滿足(zu)要求了。
2.工作原理
電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)互(hu)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)的工作原理(li)如圖1所(suo)示,電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)互(hu)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)的一次繞組(zu)串聯在被測線(xian)(xian)路(lu)中,I1為(wei)線(xian)(xian)路(lu)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)即(ji)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)互(hu)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)的一次電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu),N1為(wei)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)互(hu)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)的一次匝數,I2電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)互(hu)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)二(er)(er)(er)次電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(通(tong)常為(wei)5A、1A),N2為(wei)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)互(hu)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)的二(er)(er)(er)次匝數,Z2e為(wei)二(er)(er)(er)次回路(lu)設備及連接(jie)導線(xian)(xian)阻抗。當一次電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)從電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)互(hu)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)P1端流(liu)(liu)(liu)進,P2端出,在二(er)(er)(er)次Z2e接(jie)通(tong)的情況下(xia),由(you)電(dian)(dian)(dian)磁感(gan)(gan)(gan)(gan)應原理(li),電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)互(hu)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)二(er)(er)(er)次繞組(zu)有電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)I2從S1流(liu)(liu)(liu)過,經Z2e至S2,形成閉(bi)合回路(lu)。由(you)此可得電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)在理(li)想狀態下(xia)I1×N1=I2×N2,所(suo)以(yi)有I1/I2=N1/N2=K,K為(wei)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)互(hu)感(gan)(gan)(gan)(gan)器(qi)的變比。
圖1
3.測量用電流互感器的選型
3.1測量(liang)用電流互感的先關(guan)概念(nian)
3.1.1測量(liang)用電流(liu)(liu)互感器(qi)是為(wei)指(zhi)示儀(yi)表、積分儀(yi)表和其他類似電器(qi)提(ti)供電流(liu)(liu)的電流(liu)(liu)互感器(qi)。
3.1.2測量用電(dian)流互感器(qi)廣泛用于對低(di)壓配(pei)電(dian)系統電(dian)流的(de)測量,主要準(zhun)(zhun)確(que)(que)(對電(dian)流互感器(qi)給定的(de)等級)級有(you):0.1、0.2、0.5、1等,其相應的(de)準(zhun)(zhun)確(que)(que)級在(zai)國家標準(zhun)(zhun)中的(de)要求見表1。
表1 電流誤差限值
準確級 | 在下列額定電流(%)下的電流誤差 ±% | 在下列(lie)額定電流(%)下的相位(wei)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(biao)(biao)保(bao)安系數是指實際(ji)電(dian)(dian)流(liu)與(yu)電(dian)(dian)流(liu)互(hu)感(gan)器(qi)額(e)定電(dian)(dian)流(liu)之(zhi)比值(zhi),用(yong)FS表(biao)(biao)示。必需(xu)注意在配電(dian)(dian)系統發生故障電(dian)(dian)流(liu)通(tong)過電(dian)(dian)流(liu)互(hu)感(gan)器(qi)一次(ci)繞組時(shi),互(hu)感(gan)器(qi)的儀表(biao)(biao)保(bao)安系數越小(xiao),與(yu)互(hu)感(gan)器(qi)配套(tao)使用(yong)的儀器(qi)、儀表(biao)(biao)就(jiu)越安全,FS值(zhi)受負載(zai)影(ying)響比較大。
3.2測量用電(dian)流互感器的型(xing)號規格、技術參數(shu)等
3.2.1測量(liang)(liang)用(yong)電流(liu)(liu)互(hu)感器有很多型號(hao)規格(ge)(ge),但是根據每個系列的特點以(yi)及穿孔大小的不同我們將(jiang)測量(liang)(liang)用(yong)電流(liu)(liu)互(hu)感器型號(hao)規格(ge)(ge)統計,以(yi)江蘇安(an)科瑞AKH-0.66系列低(di)壓(ya)測量(liang)(liang)用(yong)電流(liu)(liu)互(hu)感器為例,如(ru)表(biao)2所示。
表2 AKH-0.66測量用電流互感器的(de)型號規(gui)格
電流互感器型號 | 輸入、輸出 | 主要規格 |
AKH-0.66/I系列 | 輸(shu)入:5-3000A 輸出:0-5A(0-1A) | 30I、40I、60I、80I |
AKH-0.66/II系列 | 輸入:150-6300A 輸(shu)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 |
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(xi)列 | 輸入:5-150A 輸出:0-5A(0-1A) | M8 |
圖2 AKH-0.66 II型低壓電流互感器
3.2.2測(ce)量用電流(liu)互感(gan)器的技術(shu)參數
額定工(gong)作電壓AC0.66kV(等效AC0.69kV,GB156-2003)
額(e)定頻率50-60Hz
環(huan)境溫度(du)-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化工行業低壓配電系統中的問題及應用實例
測量(liang)用(yong)電流互感器(qi)在(zai)低壓配電系統中二次輸出5A和1A的選擇,是一些電氣工程師經常遇到的問題。
2009年12月(yue)山東聊(liao)城某化工廠,各(ge)生產車(che)間環(huan)境多為爆(bao)炸(zha)性環(huan)境,各(ge)車(che)間電(dian)氣控(kong)制室不(bu)(bu)安裝(zhuang)(zhuang)在(zai)車(che)間內,而是安裝(zhuang)(zhuang)在(zai)離各(ge)車(che)間較遠的公共電(dian)氣控(kong)制室,來(lai)實現對系統電(dian)流(liu)信(xin)息的集中采集,現場(chang)電(dian)流(liu)互感(gan)器與(yu)控(kong)制室之間距離大約200米,有的甚(shen)至(zhi)300米,二次傳輸導線為2.5平方毫(hao)米,使用的電(dian)流(liu)互感(gan)器有AKH-0.66/30I 200/5A 0.5級 5VA 穿心1匝 等許(xu)多規(gui)格,使用的電(dian)流(liu)表(biao)為CL72-AI,該(gai)項目比較大,該(gai)項目在(zai)將完工,部分工程試運行(xing)時,發現所有電(dian)流(liu)表(biao)顯示與(yu)現場(chang)電(dian)流(liu)完全不(bu)(bu)準確。
經分析,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載Z2e時所消耗的視在功率S2e,即,S2e=I2e2Z2e; 因數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,遠遠大(da)于(yu)電(dian)流互感(gan)器(qi)的(de)額(e)定容量5VA,所(suo)(suo)以(yi)此時應該選擇(ze)200/1A的(de)電(dian)流互感(gan)器(qi),2010年(nian)2月份該項目更換了所(suo)(suo)有(you)的(de)比(bi)5A電(dian)流互感(gan)器(qi),同時由于(yu)電(dian)流表(biao)為(wei)數(shu)顯表(biao),變(bian)比(bi)可以(yi)重新設定為(wei)200/1,使整個系統恢復正常。從本實例可以(yi)得(de)出(chu)電(dian)流互感(gan)器(qi)接數(shu)顯電(dian)流表(biao)時,傳輸距離對(dui)比(bi)如表(biao)3
表3傳輸距離對比
二次導線截面積(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
3.4.1電流(liu)互感器在接線(xian)時(shi),同名端必須要保持一致,即P1、S1;P2、S2。
3.4.2電(dian)(dian)流互感(gan)器在(zai)正常運行時,二次(ci)不得開路,防止(zhi)二次(ci)開路產生(sheng)高電(dian)(dian)壓,影響人身和(he)設備安全。
4.結束語
本(ben)文對(dui)低壓配電(dian)系(xi)統(tong)中的不同類(lei)型電(dian)流(liu)互感(gan)器進行了簡單概述(shu),推薦給電(dian)力系(xi)統(tong)各位(wei)專家和電(dian)氣工程師們參考,有利(li)于(yu)不同類(lei)型低壓電(dian)流(liu)互感(gan)器在低壓智(zhi)能配電(dian)系(xi)統(tong)的廣泛應(ying)用(yong)。
參考文獻
[1]江蘇安科瑞電(dian)器制造有限公司.電(dian)量傳感器選型手冊,201407版.
[2]任致遠,周中.電力(li)電測(ce)數字儀表(biao)原理與應用(yong)指南(nan),中國電力(li)出版社(she),2007.
作者簡介:陸曉君,女,本科,安科瑞電氣股份有限公司,主要研究方向為電量傳感器設計,手機:18702111592,座機:021-59104850,QQ:2880157865