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測量型低壓電流互感器設(shè)計(jì)及應(yīng)用
上海安科瑞電氣股份有限公司
0 概述
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。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：0.2、0.5、1、3、5等，目前應(yīng)用比較廣泛的測量用互感器主要為母線式電流互感器，安裝方便，而且其型號、規(guī)格繁多，可根據(jù)不同規(guī)格的母排或線纜選用合理的電流互感器，以上海安科瑞的AKH-0.66型電流互感器為例來分析測量用電流互感器的運(yùn)用及特點(diǎn)。
AKH-0.66系列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，鐵芯采用取向冷軋硅鋼帶卷繞而成，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)品符合國標(biāo)GB1208-2006。
1 電流互感器工作原理
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
2 技術(shù)指標(biāo)
測量CT一次電流5-6300A，二次電流，1A，0.1A，0.0；雙繞組CT一次電流5-6300A，二次電流、20mA，1A、20mA；雙繞組傳感器一次電流5-6300A，二次電流AC、DC4-20mA，AC1A、DC4-20mA；開口式CT一次電流100-6300A，二次電流，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℃，zui高耐溫120℃；海拔高度≤3000m；工頻耐壓3000V/1min 50Hz；用于沒有雨雪直接侵襲，無嚴(yán)重污染及劇烈震動(dòng)的場所。
3 產(chǎn)品分類
3.1 AKH-0.66/I型電流互感器，主要測量范圍5-3000A，二次輸出0-（0-1A），主要用于多（單）根電纜或單根母排穿越，適用面廣，與電流表配合使用。
3.2 AKH-0.66/II型電流互感器，主要測量范圍150-6300A，二次輸出0-（0-1A），主要適用用于多根母排或多根電纜穿越，適用面廣，二次接線端與母排安裝水平面平行，與電流表配合使用。
3.3 AKH-0.66/III型電流互感器，主要測量范圍150-6300A，二次輸出0-（0-1A），主要適用用于（單）多根母排或多根電纜穿越，適用面廣，二次接線端與母排安裝水平面垂直，與電流表配合使用。
3.4 AKH-0.66/S型雙繞組電流互感器電流互感器，一次測量范圍5-6300A，主要適用用于（單）多根母排或多根電纜穿越，適用面廣；二次兩路輸出，一路0-（0-1A），供給電流表測量，另一路AC0-20mA，用于遠(yuǎn)傳，與ARTU-32遙測裝置、或電動(dòng)機(jī)保護(hù)單元配合使用。
3.5 AKH-0.66/SM型雙繞組電流傳感器電流互感器，，一次測量范圍5-6300A，主要適用用于（單）多根母排或多根電纜穿越，適用面廣；二次兩路輸出，一路0-（0-1A），供給電流表測量，另一路DC4-20mA，用于遠(yuǎn)傳，與自控儀表PLC或DC配合使用（輔助電源DC24V由PLC或DC提供），無須使用變送器，安裝接線方便，為用戶節(jié)約成本。
3.6 AKH-0.66K型開口式電流互感器主要應(yīng)用于工業(yè)中城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)改造項(xiàng)目，安裝方便，無須拆一次母線，亦可帶電操作，不影響客戶正常用電，為用戶改造項(xiàng)目節(jié)省人力、物力、財(cái)力，提率。該系列電流互感器可與繼電器保護(hù)、測量以及計(jì)量裝置配套使用。
4 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月山東聊城某化工廠，各生產(chǎn)車間環(huán)境多為爆炸性環(huán)境，各車間電氣控制室不安裝在車間內(nèi)，而是安裝在離各車間較遠(yuǎn)的公共電氣控制室，來實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)電流信息的集中采集，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（一）
| 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 |
表（一）傳輸距離對比
5 注意事項(xiàng)
5.1 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。
5.2 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。
6 報(bào)價(jià)方案
6.1 AKH-0.66/I型
單位：元（RMB）
| 型號 | 規(guī)格 | 價(jià)格 | 型號 | 規(guī)格 | 價(jià)格 |
| 30I | 200/以下 | 40 | 30I | 100/1A以下 | 70 |
| 250/ | 41 | 150/1A | 75 | ||
| 300/ | 42 | 200/1A | 80 | ||
| 400/ | 50 | 300/1A | 89 | ||
| 450/ | 55 | 400/1A | 96 | ||
| 500/ | 60 | 500/1A | 113 | ||
| 40I | 200/以下 | 50 | 40I | 100/1A以下 | 76 |
| 250/ | 54 | 150/1A | 92 | ||
| 300/ | 56 | 200/1A | 116 | ||
| 400/ | 57 | 250/1A | 128 | ||
| 450/ | 63 | 300/1A | 139 | ||
| 500/ | 65 | 400/1A | 148 | ||
| 600/ | 66 | 500/1A | 158 | ||
| 750/ | 68 | 600/1A | 167 | ||
| 800/ | 71 | 800/1A | 181 | ||
| 1000/ | 76 | 1000/1A | 205 | ||
| 60I | 100/以下 | 82 | 60I | 100/1A以下 | 91 |
| 150-350/ | 63 | 150/1A | 104 | ||
| 400/ | 65 | 200/1A | 128 | ||
| 450/ | 69 | 250/1A | 139 | ||
| 500/ | 71 | 300/1A | 151 | ||
| 600/ | 74 | 400/1A | 174 | ||
| 700/ | 80 | 500/1A | 188 | ||
| 750/ | 82 | 600/1A | 195 | ||
| 800/ | 84 | 800/1A | 208 | ||
| 1000/ | 97 | 1000/1A | 218 | ||
| 1200/ | 110 | 1200/1A | 227 | ||
| 1500/ | 147 | 1500/1A | 239 | ||
| 2000/ | 177 | 2000/1A | 271 | ||
| 2500/ | 195 | 2500/1A | 302 | ||
| 80I | 250/以下 | 103 | 80I | 300/1A以下 | 227 |
| 300-500/ | 89 | 400/1A | 198 | ||
| 600/ | 91 | 500/1A | 221 | ||
| 700-750/ | 100 | 600/1A | 233 | ||
| 800/ | 107 | 800/1A | 245 | ||
| 1000/ | 123 | 1000/1A | 255 | ||
| 1200/ | 141 | 1200/1A | 260 | ||
| 1500/ | 158 | 1500/1A | 269 | ||
| 2000/ | 181 | 2000/1A | 282 | ||
| 2500/ | 205 | 2500/1A | 302 | ||
| 3000/ | 229 | 3000/1A | 332 |
6.2 AKH-0.66/S型
單位：元（RMB）
| 型號 | 規(guī)格 | 價(jià)格 | 型號 | 規(guī)格 | 價(jià)格 |
| S-30I | 5//20mA | 221 | S-30I | 5/1A/20mA | 268 |
| 10//20mA | 221 | 10/1A/20mA | 268 | ||
| 15//20mA | 221 | 15/1A/20mA | 268 | ||
| 20//20mA | 221 | 20/1A/20mA | 268 | ||
| 25//20mA | 221 | 25/1A/20mA | 268 | ||
| 30//20mA | 221 | 30/1A/20mA | 268 | ||
| 40//20mA | 221 | 40/1A/20mA | 268 | ||
| 50//20mA | 221 | 50/1A/20mA | 268 | ||
| 60//20mA | 221 | 60/1A/20mA | 268 | ||
| 75//20mA | 221 | 75/1A/20mA | 268 | ||
| 80//20mA | 221 | 80/1A/20mA | 268 | ||
| 100//20mA | 221 | 100/1A/20mA | 268 | ||
| 150//20mA | 257 | 150/1A/20mA | 315 | ||
| 200//20mA | 278 | 200/1A/20mA | 336 | ||
| S-40I | 200//20mA | 305 | S-40I | 200/1A/20mA | 368 |
| 250//20mA | 305 | 250/1A/20mA | 368 | ||
| 300//20mA | 326 | 300/1A/20mA | 389 | ||
| 400//20mA | 326 | 400/1A/20mA | 389 | ||
| 500//20mA | 368 | 500/1A/20mA | 441 | ||
| 600//20mA | 368 | 600/1A/20mA | 441 | ||
| S-50II | 600//20mA | 441 | S-50II | 600/1A/20mA | 525 |
| 750//20mA | 441 | 750/1A/20mA | 525 | ||
| 800//20mA | 441 | 800/1A/20mA | 525 | ||
| 1000//20mA | 473 | 1000/1A/20mA | 567 | ||
| 1200//20mA | 473 | 1200/1A/20mA | 567 | ||
| 1250//20mA | 473 | 1250/1A/20mA | 567 | ||
| S-60II | 300//20mA | 336 | S-60II | 300/1A/20mA | 399 |
| 400//20mA | 336 | 400/1A/20mA | 399 | ||
| 500//20mA | 378 | 500/1A/20mA | 452 | ||
| 600//20mA | 378 | 600/1A/20mA | 452 | ||
| 750//20mA | 441 | 750/1A/20mA | 536 | ||
| 800//20mA | 441 | 800/1A/20mA | 536 | ||
| 1000//20mA | 483 | 1000/1A/20mA | 588 | ||
| 1200//20mA | 504 | 1200/1A/20mA | 609 | ||
| 1250//20mA | 504 | 1250/1A/20mA | 609 | ||
| 1500//20mA | 536 | 1500/1A/20mA | 641 | ||
| 2000//20mA | 609 | 2000/1A/20mA | 725 |
6.3 AKH-0.66/K型
單位：元（RMB）
| 型號 | 規(guī)格 | 價(jià)格 | 型號 | 規(guī)格 | 價(jià)格 |
| K-30×20 | 100-400 | 350 | K-120×80 | 500-1500 | 750 |
| K-80×50 | 250-1000 | 450 | K-160×80 | 1000-5000 | 900 |
| K-80×80 | 250-1000 | 600 | | | |
注：測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)。
7 結(jié)束語
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)中得到應(yīng)用，降低了投資成本，產(chǎn)生了較好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。
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