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低压配电系统电流互感器的选型方案

文章来源:【本站原创】 作者:安科瑞 点击:次 时间:2014/2/25 10:48:48 转载:

低压配电系统电流互感器的选型方案

   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

  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

  

  3.2计量用电流互感器

  3.2.1计量用电流互感器就是与计费电能表和计量装置配合使用的电流互感器。主要准确级有:0.2、0.5S、0.2S。

  3.2.2计量用电流互感器在低压配电系统中的问题及应用实例

  计量用电流互感器在低压配电系统中,准确级0.2级、0.2S级区分是用户经常碰到的问题,以及错误接线(极性接反)对计量的影响。

  3.2.2.1准确级0.2级、0.2S级区别见表(三)

  表(三)误差和相位差限值

  

  3.2.2.2计量用电流互感器的错误接线(极性接反)对计量的影响

  (1)计量接线方式三相三线

  正确接线时的有功功率为:P=Pa+ Pc =UabIa.cos(30°+φa)+ Ucb.Ic.cos(30°-φc);

  三相电路平衡时,Uab=Ucb=√3U,Ia=Ic=√3

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