計(jì)量型低壓電流互感器設(shè)計(jì)與應(yīng)用
0 概述
計(jì)量型低壓電流互感器是給電能表和其他類(lèi)似電器提供電流的電流互感器，廣泛用于對(duì)低壓配電系統(tǒng)電流的計(jì)量，主要準(zhǔn)確(對(duì)電流互感器給定的等級(jí))級(jí)有：0.2、0.5S、0.2S等。
本文介紹的是一款上海安科瑞自主研發(fā)的AKH-0.66G計(jì)量型電流互感器，外殼采用阻燃、耐溫140℃的進(jìn)口聚碳酸酯注塑成形，鐵芯采用超微晶，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(guó)標(biāo)GB1208-2006。
1 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(guò)，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 低壓電流互感器的工作原理
2 技術(shù)指標(biāo)
一次電流測(cè)量范圍5-2000A，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(méi)有雨雪直接侵襲，無(wú)嚴(yán)重污染及劇烈震動(dòng)的場(chǎng)所。
3 在低壓配電系統(tǒng)中的問(wèn)題及應(yīng)用實(shí)例
計(jì)量用電流互感器在低壓配電系統(tǒng)中，準(zhǔn)確級(jí)0.2級(jí)、0.2S級(jí)區(qū)分是用戶經(jīng)常碰到的問(wèn)題，以及錯(cuò)誤接線(極性接反)對(duì)計(jì)量的影響。
3.1 準(zhǔn)確級(jí)0.2級(jí)、0.2S級(jí)區(qū)別見(jiàn)表1
|
準(zhǔn)確級(jí) |
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 |
|
1 |
5 |
20 |
100 |
120 |
1 |
5 |
20 |
100 |
120 |
1 |
5 |
20 |
100 |
120 |
|
0.2 |
|
0.75 |
0.35 |
0.2 |
0.2 |
|
30 |
15 |
10 |
10 |
|
0.9 |
0.45 |
0.3 |
0.3 |
|
0.2S |
0.75 |
0.35 |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
30 |
15 |
10 |
10 |
10 |
0.9 |
0.45 |
0.3 |
0.3 |
0.3 |
表1 誤差和相位差限值
3.2 錯(cuò)誤接線(極性接反)對(duì)計(jì)量的影響
(1)計(jì)量接線方式三相三線
正確接線時(shí)的有功功率為：P=Pa+ Pc =UabIa.cos(30°+φa)+ Ucb.Ic.cos(30°-φc)；三相電路平衡時(shí)，Uab=Ucb=√3U，Ia=Ic=√3I，即，P=3UI cosφ；假如A相電流互感器極性接反，祥見(jiàn)接線圖(a)和相量圖(b)
這樣我們可以得出：公用線的電流Io是相電流的√3倍；
電能表一的電流滯后電壓的角度為：30°+φa+180°=210°+φa；
電能表二電流滯后電壓的角度為：30°-φc；
所以錯(cuò)誤接線時(shí)的有功功率為：
P´=Pa´+ Pc´=Uab.Ia.cos(210°+φa)+ Ucb.Ic.cos(30°-φc)=UIsinφ;
若功率因數(shù)cosφ=0.9，則當(dāng)A相計(jì)量互感器極性接反，漏計(jì)電能為實(shí)際計(jì)量電能的：
P/ P´-1=3UIcosφ/UI sinφ-1=3×0.9/0.4359-1=5.19倍;
(2)計(jì)量接線方式三相四線
正確接線時(shí)的有功功率為：P=Pa+ Pb+ Pc =UaIa.cosφa+ Ub.Ib.cosφb+Uc.Ic.cosφc；三相電路平衡時(shí)，Ua=Ub=Uc=U，Ia=Ib=Ic=I，即，P=3UIcosφ
假如A相電流互感器極性接反，祥見(jiàn)接線圖(c)和相量圖(d)
這樣我們可以得出：公用線的電流Io是相電流的2倍,A相電流為-Ia；
所以錯(cuò)誤接線時(shí)的有功功率為：
P´=Pa+Pb+Pc=-UaIa.cosφa+Ub.Ib.cosφb+ Uc.Ic.cosφc= UIcosφ;
則當(dāng)A相計(jì)量互感器極性接反，漏計(jì)電能為實(shí)際計(jì)量電能的：
P/ P´-1=3UIcosφ/UIcosφ-1=2倍；
3.3在使用過(guò)程中的注意事項(xiàng)
(a)電流互感器在接線時(shí)，同名端必須要保持一致，即P1、S1；P2、S2。
(b)電流互感器在正常運(yùn)行時(shí)，二次不得開(kāi)路，防止二次開(kāi)路產(chǎn)生高電壓，影響人身和設(shè)備安全。
4．報(bào)價(jià)方案
|
應(yīng)用場(chǎng)合 |
外形 |
AKH-0.66/G型 |
準(zhǔn)確級(jí) |
出廠價(jià)
(元/只) |
|
型號(hào) |
規(guī)格 |
|
一次電流測(cè)量范圍5-6300A，可與計(jì)費(fèi)電能表配套使用 |
|
30×30I |
5-150/5A |
0.2 |
168 |
|
0.5S |
255 |
|
0.2S |
280 |
|
200-400/5A |
0.2 |
136 |
|
0.5S |
210 |
|
0.2S |
235 |
|
40II |
400-600/5A |
0.2 |
138 |
|
0.5S |
195 |
|
0.2S |
265 |
|
60I |
600-800/5A |
0.2 |
160 |
|
0.5S |
195 |
|
0.2S |
270 |
|
1000-1250/5A |
0.5S |
220 |
|
0.2S |
270 |
|
60II |
600-800/5A |
0.2 |
184 |
|
0.5S |
205 |
|
0.2S |
280 |
|
1000-1250/5A |
0.5S |
230 |
|
0.2S |
290 |
|
80I |
750-1000/5A |
0.2 |
188 |
|
0.5S |
240 |
|
0.2S |
300 |
|
1500-2000/5A |
0.5S |
250 |
|
0.2S |
310 |
|
80II |
750-1000/5A |
0.2 |
198 |
|
0.5S |
250 |
|
0.2S |
310 |
|
1500-2000/5A |
0.5S |
260 |
|
0.2S |
320 |
|
100II |
1000-2000/5A |
0.5S |
300 |
|
0.2S |
350 |
注：計(jì)量型低壓電流互感器可按上述報(bào)價(jià)的70%優(yōu)惠供應(yīng)。
5 結(jié)束語(yǔ)
產(chǎn)品已在上海、深圳、杭州、濟(jì)南、內(nèi)蒙古等地工礦企業(yè)工程配電監(jiān)控系統(tǒng)電能計(jì)量中得到應(yīng)用，降低了投資成本，產(chǎn)生了較好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。
上海安科瑞電氣股份有限公司
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