低壓雙繞組電流互感器的設(shè)計(jì)及應(yīng)用
楊廣亮、張國(guó)強(qiáng)/江蘇安科瑞電器制造有限公司
摘 要：對(duì)饋線眾多的低壓配電線路，目前主要有以下方法來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)：1.采用電流互感器接多功能電力監(jiān)控儀加485通訊表實(shí)現(xiàn)多路系統(tǒng)監(jiān)測(cè)；2采用電流互感器接變送器來實(shí)現(xiàn)；使用上述兩種方案成本高、投資大。本文介紹一種低壓雙繞組電流互感器，它與ARTU-M32配合使用可以，實(shí)現(xiàn)對(duì)眾多終端配電線路進(jìn)行遙測(cè)的智能配電方案。該方案具有成本低、投資少、安裝接線簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，有利于低壓智能配電的進(jìn)一步推廣和應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：低壓雙繞組 電流互感器 工作原理 應(yīng)用
1 引言
低壓電流互感器具有體積小、質(zhì)量輕、準(zhǔn)確度高、容量大、安裝方便等特點(diǎn)，且測(cè)量范圍比較大，二次輸出信號(hào)5A或1A，但對(duì)于遠(yuǎn)程傳輸和系統(tǒng)監(jiān)控采集就沒有辦法來實(shí)現(xiàn)信息傳遞，必須通過變送器或電力儀表。針對(duì)市場(chǎng)需求，我公司開發(fā)出AKH-0.66S系列雙繞組電流互感器,一次電流測(cè)量范圍5-6300A,二次有兩組輸出,一組輸出5A或1A,另一組輸出0-20mA,且一次電流可過載8-10倍,可直接用于系統(tǒng)采集和遠(yuǎn)傳,與ARTU-M32配套使用,可簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu),降低成本,提高系統(tǒng)可靠性.
2 產(chǎn)品設(shè)計(jì)
2.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
本產(chǎn)品結(jié)構(gòu)新穎，外形美觀大方,透明翻蓋設(shè)計(jì)有防竊電裝置,接線方便。互感器外殼材料采用PC/ABS合金，該材料具有耐高溫、機(jī)械強(qiáng)度高、環(huán)保等特點(diǎn)；如圖1(b)、圖2(b)所示，主繞組（6）鐵芯采用有取向冷扎硅鋼片，如圖圖1(b)、圖2(b)所示，副繞組（5）鐵芯采用坡莫合金，該材料具有性能穩(wěn)定，機(jī)械強(qiáng)度高，導(dǎo)磁率極高等特點(diǎn)；漆包線采用高強(qiáng)度漆包線，該材料具有絕緣強(qiáng)度高，耐溫性強(qiáng)等特點(diǎn)。
雙繞組電流互感器是在傳統(tǒng)低壓母線式電流互感器的基礎(chǔ)上進(jìn)行研發(fā)，兼容電纜和銅排安裝方式，根據(jù)一次電流的測(cè)量范圍，5A-1250A采用一體式設(shè)計(jì)方案，主要規(guī)格有S-30I、S-40I、S-50II；1250A-6300A采用分體式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要規(guī)格有S-60II、S-80II、S-100II、S-120II、S-200II為分體式，如圖1(a)、 圖2(a)所示。
1-端子1S1；2-端子2S1；3-端子1S2；4-端子1S2；5-副繞組；6-主繞組
2.2 工作原理
雙繞組電流互感器的工作原理同電流互感器的工作原理，基本工作原理如圖1(b)、圖2(b) 、圖3所示，雙繞組電流互感器一次電流I1由主繞組（6）P1端流進(jìn)，至P2，主繞組（6）一次繞組匝數(shù)為N1，主繞組（6）二次電流I2由端子1S1（1）流出，經(jīng)過電流表至端子1S2（3），副繞組（5）二次繞組匝數(shù)為N2，副繞組（5）輸出端2S1（2）和2S2（4）輸出AC 0-20mA小電流信號(hào)，供給測(cè)控裝置采集。所以有：
I1×N1+ I2×N2= I0×N1 （1）
I2×N2+I3×N3 = I0′×N2 （2）
由（1）式可得：
I2×N2= I0×N1- I1×N1
由（2）式可得：
I2×N2= I0′×N2 - I3×N3，
所以可得：
I0×N1- I1×N1= I0′×N2 - I3×N3，
即
I0×N1+ I3×N3= I0×N1+ I0′×N2
上述式中I0為主繞組(6)的勵(lì)磁電流，I0′為副繞組(5)的勵(lì)磁電流。所以主繞組(6)的輸出誤差，可以通過增加鐵芯截面或提高鐵芯性能或通過誤差補(bǔ)償?shù)姆椒▉碚{(diào)節(jié)誤差，而副繞組(5)的誤差的補(bǔ)償是通過共同提高兩個(gè)繞組的性能來實(shí)現(xiàn)；雙繞組電流互感器的電動(dòng)勢(shì)也類似于電流互感器原理，這里不作詳細(xì)介紹。
3 主要技術(shù)指標(biāo)
與常規(guī)測(cè)量用電流互感器相比，產(chǎn)品主要技術(shù)指標(biāo)見表1
產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo) 表1
4 應(yīng)用
雙繞組電流互感器由于它既可以輸出5A或1A，供給電流表測(cè)量,又可以輸出交流0-20mA小電流信號(hào)，可以應(yīng)用于遙測(cè)系統(tǒng)直接采集上傳，實(shí)現(xiàn)了電流信號(hào)的遠(yuǎn)程測(cè)量；由于雙繞組電流互感器過載能力比較強(qiáng)，所以它又可以應(yīng)用于各種電動(dòng)機(jī)保護(hù)回路。
雙繞組電流互感器與ARTU-M32遙測(cè)單元配套使用，可以組成低成本的智能化低壓配電多回路監(jiān)控系統(tǒng)，是低壓智能配電系統(tǒng)的又一種高效且低成本的解決方案，有利于低壓智能配電進(jìn)一步推廣和應(yīng)用。
4.1 應(yīng)用實(shí)例
以監(jiān)控32條低壓饋線并組網(wǎng)為例，每條饋線均需測(cè)量三相電流。每條饋線的A相、C相電流采用AKH-0.66S雙繞組電流互感器采集，32條饋線用2臺(tái)ARTU-M32遙測(cè)單元測(cè)量并遠(yuǎn)程，B相電流默認(rèn)為A相與C相矢量和，見圖4(a)、圖4(b)。
圖4
4.2 方案性價(jià)對(duì)比
方案１．采用AKH-0.66/S雙繞組電流互感器的硬件成本如下：64只AKH-0.66/S雙繞組電流互感器，約增加成本10560元，64只指針式電流表，約增加成本1600元，2臺(tái)ARTU-M32遙測(cè)單元，成本7200元,總成本19360元。其特點(diǎn)是本地有指針表顯示電流，遠(yuǎn)程輸出為數(shù)字信號(hào)，后臺(tái)采集無需再次A/D轉(zhuǎn)換，精度高。
方案2．采用BD-AI的硬件成本如下：64只AKH-0.66電流互感器，約增加成本2560元，64只BD-AI變送器約增加成本43520，總成本46080元。其特點(diǎn)是遠(yuǎn)程輸出為模擬信號(hào)，沒有本地顯示，后臺(tái)采集需再次A/D轉(zhuǎn)換，會(huì)應(yīng)入二次誤差。
方案3．采用PZ72-AI3/C的硬件成本如下：64只AKH-0.66電流互感器，約增加成本2560元，32只PZ72-AI3/C變送器約增加成本37120，總成本39680元。其特點(diǎn)同第一項(xiàng)（顯示方式改為數(shù)字式）。
綜上對(duì)比，雙繞組電流互感器與ARTU-M32配合使用，性價(jià)比較高，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)低壓配電智能化低成本的多回路監(jiān)控，有利于低壓智能配電進(jìn)一步推廣和應(yīng)用。
5 結(jié)束語
雙繞組電流互感器已在上海、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(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。
文章來源于：《電工技術(shù)》2009年12期。
參考文獻(xiàn)
[1] 江蘇安科瑞電器制造有限公司.電量傳感器選型手冊(cè)雙繞組電流互感器使用說明書,2008.09版.
[2] 任致遠(yuǎn)，周中.電力電測(cè)數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南,中國(guó)電力出版社，2007.
楊廣亮、張國(guó)強(qiáng)/江蘇安科瑞電器制造有限公司，
互感器特性測(cè)試儀是一款全自動(dòng)化的PT、CT特性測(cè)試儀器，儀器可以完成的試驗(yàn)包括： CT伏安特性試驗(yàn)、PT伏安特性試驗(yàn)，CT極性試驗(yàn)、PT極性試驗(yàn)，CT變比極性試驗(yàn)和PT變比極性試驗(yàn)，自動(dòng)計(jì)算CT的任意點(diǎn)誤差曲線，CT/PT變比比差等結(jié)果參數(shù)。
安裝方法
（1） A型面板：請(qǐng)用手捏住打印機(jī)機(jī)架兩側(cè)的彈性卡條，將整個(gè)打印機(jī)推進(jìn)儀器或設(shè)備面板的安裝孔內(nèi)，并檢查打印機(jī)是否安裝牢固。
（2） D型與F型前換紙面板式：安裝極為簡(jiǎn)單方便，請(qǐng)把整個(gè)打印機(jī)插入儀器或設(shè)備面板的安裝孔內(nèi)，把塑料卡條從設(shè)備面板后面夾緊打印機(jī)并擰緊螺絲。
◆裝紙一般過程
① 取下打印機(jī)的前蓋板
② A型面板式微打必須從儀器面板上取下。注意在操作之前必須關(guān)斷微打電源。D型、F型前換紙面板式及T型臺(tái)式可跳過這步。
③ 取下紙卷軸，按上新紙卷，將紙軸放回打印機(jī)的導(dǎo)槽內(nèi)，并確認(rèn)紙卷軸已安裝牢固，不會(huì)掉出。
④ 將紙端剪成三角形或剪齊。
⑤ 接通打印機(jī)電源，打印機(jī)走紙一點(diǎn)行后，按SEL鍵、使SEL指示燈滅，再按LF鍵使機(jī)頭轉(zhuǎn)動(dòng)，用手將紙頭送入機(jī)頭下面的入紙口處，紙便會(huì)徐徐進(jìn)入機(jī)頭，直到紙從機(jī)頭正前方露出為止，再按下 LF或SEL鍵、機(jī)頭停止轉(zhuǎn)動(dòng)→蓋上打印機(jī)蓋板，將紙從前蓋板的出紙口中穿出。
◆更換色帶盒
更換色帶只限針式打印機(jī)，熱敏打印機(jī)只需專用熱敏紙無須更換（耗材）色帶。注：熱敏紙有正反兩面，只有正面才能打印內(nèi)容。
更換色帶盒的過程如下：
① 打開打印機(jī)前蓋板。
② 先抬起色帶盒右端，再抬起左端（帶旋鈕的一端）色帶盒即被取下。
③ 將新色帶盒左端輕輕放在機(jī)頭齒輪軸上，按箭頭方向轉(zhuǎn)動(dòng)色帶盒上的旋鈕，直到色帶盒的式端落到底后再放下色帶盒的右端.
④ 裝上打印機(jī)蓋板，先將前蓋板上部掛在機(jī)架上、注意對(duì)準(zhǔn)指示燈和按鍵,再稍用力向機(jī)架方向按前蓋板下部,將前蓋板扣在機(jī)架上。
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