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(1.黑龍江省水利水電勘測設計研究院,哈爾濱 150080;
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摘 要
本文介紹一種低壓新型電流互感器,以下簡(jiǎn)稱(chēng)雙繞組電流互感器它與ARTU-M32配合使用可以,實(shí)現對眾多終端配電線(xiàn)路進(jìn)行遙測的智能配電方案。該方案具有成本低、投資少、安裝接線(xiàn)簡(jiǎn)便等點(diǎn),有利于低壓智能配電的進(jìn)一步推廣和應用。
關(guān)鍵詞 雙繞組 電流互感器 工作原理 應用
0 引言
對饋線(xiàn)眾多的低壓配電線(xiàn)路,目前主要有以下方法來(lái)實(shí)現系統監測:1.采用電流互感器接多功能電力監控儀加485通訊表實(shí)現多路系統監測;2采用電流互感器接變送器來(lái)實(shí)現;、使用上述兩種方案成本高、投資大。
普通低壓電流互感器具有體積小、質(zhì)量輕、準確度高、容量大、安裝方便等特點(diǎn),且測量范新型圍比較大,二次輸出信號或1A,但對于遠程傳輸和系統監控采集就沒(méi)有辦法來(lái)實(shí)現信息傳遞,必須通過(guò)變送器或電力儀表。針對市場(chǎng)需求,江蘇安科瑞電器制造有限公司開(kāi)發(fā)出AKH-0.66S系列雙繞組電流互感器,一次電流測量范圍5-6300A,二次有兩組輸出,一組輸出或1A,另一組輸出0-20mA,且一次電流可過(guò)載8-10倍,可直接用于系統采集和遠傳,與ARTU-M32配套使用,可簡(jiǎn)化系統結構,降低成本,提高系統可靠性.
1.產(chǎn)品設計
1.1結構特點(diǎn)
本產(chǎn)品結構新穎,外形美觀(guān)大方,透明翻蓋設計有防竊電裝置,接線(xiàn)方便?;ジ衅魍鈿げ牧喜捎肞C/ABS合金,該材料具有耐高溫、機械強度高、環(huán)保等特點(diǎn);主繞組鐵芯采用有取向冷扎硅鋼片,副繞組鐵芯采用坡莫合金,該材料具有性能穩定,機械強度高,導磁率*等特點(diǎn);漆包線(xiàn)采用高強度漆包線(xiàn),該材料具有絕緣強度高,耐溫性強等特點(diǎn)。
雙繞組電流互感器是在傳統低壓母線(xiàn)式電流互感器的基礎上進(jìn)行研發(fā),兼容電纜和銅排安裝方式,根據一次電流的測量范圍,-1250A采用一體式設計方案,主要規格有S-30I、S-40I、S-50II;1250A-6300A采用分體式結構設計,主要規格有S-60II、S-80II、S-100II、S-120II、S-200II為分體式,產(chǎn)品外觀(guān)及剖面圖如圖1、圖2所示。
圖1 AKH-0.66 S系列雙繞組電流互感器外觀(guān)圖
1-端子1S1;2-端子2S1;3-端子1S2;4-端子1S2;5-副繞組;6-主繞組
圖2 剖面圖
1.2工作原理
雙繞組電流互感器的工作原理圖如圖圖3所示,新型雙繞組電流互感器一次電流I1由主繞組P1端流進(jìn)P2,主繞組一次繞組匝數為N1,主繞組二次電流I2由端子1S1流出,經(jīng)過(guò)電流表至端子1S2,副繞組二次繞組匝數為N2,副繞組輸出端2S1和2S2輸出AC 0-20mA小電流信號,供給測控裝置采集。所以有:
I1×N1+ I2×N2= I0×N1 (1)
I2×N2+I3×N3 = I0′×N2 (2)
由式(1)、(2)式可得:
I2×N2= I0×N1- I1×N1
I0×N1+ I3×N3= I0×N1+ I0′×N2
式中I0為主繞組的勵磁電流,I0′為副繞組的勵磁電流。I0和I0′是影響雙繞組電流互感器的準確級主要因數,而提高其準確級就必須對主、副繞組進(jìn)行補償,補償誤差的常見(jiàn)方式主要有:鐵芯補償、整數匝補償、分數匝補償和磁分路補償,因為雙繞組電流互感器本身要考慮過(guò)載,所以主繞組誤差不需要考慮進(jìn)行鐵芯補償,整數匝補償對相位差不起作用,磁分路補償一般補償小電流10%及以下時(shí)效果好,而分數匝補償為理想(主繞組二次繞組匝數少可采用多根導線(xiàn)并繞);因為副繞組一次電流一般為、1A,輸出為毫安級小電流信號,副繞組二次繞組匝數多,二次導線(xiàn)采用單根導線(xiàn)繞制,所以為理想的補償方式就是鐵芯補償,使用初始導磁高的鐵芯(如超微晶)可提高準確級,且成本低。因此運用合理的誤差補償方式是提高雙繞組電流互感器準確級的關(guān)鍵。
圖3
2.主要技術(shù)指標
與常規測量用電流互感器相比,產(chǎn)品主要技術(shù)指標見(jiàn)表1
表1產(chǎn)品技術(shù)指標
技術(shù)指標 產(chǎn)品類(lèi)型 | 一次電流 | 二次電流 | 容量 | 精度 | 過(guò)載 |
常規電流互感器 | 5-6300A | 或1A | 一般 | 一般 | 3倍 |
雙繞組電流互感器 | 5-6300A | 或1A 0-20mA | 大 | 高 | 8-10倍 |
3.產(chǎn)品選型與應用
由于雙繞組電流互感器可輸出或1A供給電流表測量,又可以輸出交流0-20mA小電流信號,應用于遙測系統直接采集上傳,實(shí)現了電流信號的遠程測量,同時(shí)雙繞組電流互感器過(guò)載能力比較強,所以它又可以應用于各種電動(dòng)機保護回路。
雙繞組電流互感器與ARTU-M32遙測單元配套使用,可以組成低成本的智能化低壓配電多回路監控系統,是低壓智能配電系統的一種且低成本的解決方案。
3.1 產(chǎn)品選型
AKH-0.66S系列雙繞組電流互感器具有兩個(gè)二次繞組,其一(1S1、1S2)用于電流表指示,額定電流為交流或交流1A,其二(2S1、2S2)用于遠傳遙測,可與ARTU-M32遙測單元或ARD3電動(dòng)機保護器配套使用,額定電流為交流20mA;雙繞組電流互感器的線(xiàn)性可至8倍,且電流在8倍時(shí),也能保證雙繞組電流互感器的誤差在0.2-0.5%,產(chǎn)品外殼結構采用翻蓋結構,外殼采用阻燃、耐溫140℃的PC材料注塑成形,鐵芯采用冷軋硅鋼帶卷制而成,二次導線(xiàn)采用高強度電磁漆包線(xiàn),產(chǎn)品結構新穎,造型美觀(guān),安裝方便。產(chǎn)品具有體積小、質(zhì)量輕、準確度高、容量大等特點(diǎn)。
3.2 規格尺寸
3.3應用實(shí)例
以監控32條低壓饋線(xiàn)并組網(wǎng)為例,每條饋線(xiàn)均需測量三相電流。每條饋線(xiàn)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(xiàn)用2臺ARTU-M32遙測單元測量并遠程,B相電流默認為A相與C相矢量和,見(jiàn)圖4(a)、圖4(b)。
圖4低壓饋線(xiàn)原理圖
3.4方案性?xún)r(jià)對比
方案 | 采用產(chǎn)品 | 數量(只) | 成本價(jià)(元) | 總價(jià)(元) | 特點(diǎn) |
方案1 | AKH-0.66 S雙繞組電流互感器 | 64 | 10560.0 | 19360.0 | 指針表顯示電流,遠程輸出為數字信號,后臺采集無(wú)需再次A/D轉換,精度高。 |
指針式電流表 | 64 | 1600.0 | |||
ARTU-M32遙測單元 | 2 | 7200.0 | |||
方案2 | AKH-0.66 電流互感器 | 64 | 2560.0 | 46080.0 | 遠程輸出為模擬信號,沒(méi)有本地顯示,后臺采集需要A/D轉換,會(huì )應入二次誤差。 |
BD-AI 單相電流變送器 | 64 | 43520.0 | |||
方案3 | AKH-0.66 電流互感器 | 64 | 2560.0 | 39680.0 | 數字顯示電流值,RS485/Modbus遠傳后臺采集數據 |
P72-AI3/C 三相電流表 | 32 | 37120.0 |
綜上對比,方案1新型雙繞組電流互感器與ARTU-M32配合使用,性?xún)r(jià)比高,可以實(shí)現對低壓配電智能化低成本的多回路監控,有利于低壓智能配電進(jìn)一步推廣和應用。
4 結束語(yǔ)
雙繞組電流互感器已在上海、深圳、杭州、濟南、內蒙等地工礦企業(yè)工程配電監控系統中得到應用,降低了投資成本,產(chǎn)生了較好的社會(huì )和經(jīng)濟效益。
參考文獻
[1]江蘇安科瑞電器制造有限公司.電量傳感器選型手冊雙繞組電流互感器使用說(shuō)明書(shū),200809版.
[2]任致遠,周中.電力電測數字儀表原理與應用指南,電力出版社,2007.