徐霜
（安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801）
摘 要：分析電流互感器的原理，介紹了測量用電流互感器的定義、準(zhǔn)確級、和儀表保安系數(shù)的概念，結(jié)合工程實(shí)例分析，談?wù)劦蛪簻y量用電流互感器在風(fēng)能發(fā)電領(lǐng)域中應(yīng)用。
關(guān)鍵詞 低壓配電系統(tǒng) 低壓電流互感器 工作原理 準(zhǔn)確級 儀表保安系數(shù) 風(fēng)能發(fā)電
1.引言
隨著我國電力系統(tǒng)不斷發(fā)展，國家對新能源發(fā)展越來越重視，國家出臺相關(guān)政策鼓勵(lì)企業(yè)發(fā)展新能源，風(fēng)力發(fā)電正在世界上形成一股熱潮，而且風(fēng)力發(fā)電在芬蘭、丹麥等國家比較盛行，我國也在西部也大力推行，因?yàn)轱L(fēng)力發(fā)電沒有燃料問題，也不會造成輻射和污染，是一種優(yōu)良的發(fā)電方式，而電廠中對電流信號的測量，通過遠(yuǎn)傳才能實(shí)現(xiàn)測量，為此電流互感器作為一個(gè)重要的元件，已被廣泛地應(yīng)用于風(fēng)能電廠配電系統(tǒng)配合各種測量儀器、儀表使用。
2.工作原理
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、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。
圖1
3.測量用電流互感器的選型
3.1測量用電流互感的先關(guān)概念
3.1.1測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。
3.1.2測量用電流互感器廣泛用于對低壓配電系統(tǒng)電流的測量，主要準(zhǔn)確（對電流互感器給定的等級）級有：0.1、0.2、0.5、1等，其相應(yīng)的準(zhǔn)確級在國家標(biāo)準(zhǔn)中的要求見表1。
表1 電流誤差限值
準(zhǔn)確級 | 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 | |||||||||||
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儀表保安系數(shù)是指實(shí)際電流與電流互感器額定電流之比值，用FS表示。必需注意在配電系統(tǒng)發(fā)生故障電流通過電流互感器一次繞組時(shí)，互感器的儀表保安系數(shù)越小，與互感器配套使用的儀器、儀表就越安全，F(xiàn)S值受負(fù)載影響比較大。
3.2測量用電流互感器的型號規(guī)格、技術(shù)參數(shù)等
3.2.1測量用電流互感器有很多型號規(guī)格，但是根據(jù)每個(gè)系列的特點(diǎn)以及穿孔大小的不同我們將測量用電流互感器型號規(guī)格統(tǒng)計(jì),以江蘇安科瑞AKH-0.66 系列測量用低壓電流互感器為例，如表2所示。
表2 AKH-0.66測量用電流互感器的型號規(guī)格
電流互感器型號 | 輸入、輸出 | 主要規(guī)格 |
AKH-0.66/I系列 | 輸入：5-3000A 輸出：0-（0-1A） | 30I、40I、60I、80I |
AKH-0.66/II系列 | 輸入：150-6300A 輸出：0-（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-（0-1A） | 50III、60III、80III、100III、120III、130III |
AKH-0.66/M8系列 | 輸入：5-150A 輸出：0-（0-1A） | M8 |
圖2 AKH-0.66 II 型測量用低壓電流互感器外形圖
3.2.2測量用電流互感器的技術(shù)參數(shù)
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℃，zui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風(fēng)能配電系統(tǒng)中的問題及應(yīng)用實(shí)例
測量用電流互感器在低壓配電系統(tǒng)中二次輸出和1A的選擇，是一些電氣工程師經(jīng)常遇到的問題。
2009年12月在浙江華儀電氣風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)場，由于風(fēng)場配電現(xiàn)場和監(jiān)控室不在一起，距離比較遠(yuǎn)，現(xiàn)場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/ 0.5級 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)場電流*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=2×2.82Ω=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)，傳輸距離對比如表3
表3傳輸距離對比
二次導(dǎo)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(xiàng)
3.4.1電流互感器在接線時(shí)，同名端要保持一致，即P1、S1；P2、S2。
3.4.2電流互感器在正常運(yùn)行時(shí)，二次不得開路，防止二次開路產(chǎn)生高電壓，影響人身和設(shè)備安全。
4.結(jié)束語
本文對低壓配電系統(tǒng)中的不同類型電流互感器進(jìn)行了簡單概述，推薦給電力系統(tǒng)各位專家和電氣工程師們參考，有利于不同類型低壓電流互感器在低壓智能配電系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
[1]安科瑞電氣股份有限公司.電量傳感器選型手冊,201407版.
[2]任致遠(yuǎn)，周中.電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南,中國電力出版社，2007.
作者簡介：徐霜，女，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向?yàn)殡娏總鞲衅髟O(shè)計(jì)
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