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王海芹
(安科瑞電氣股份有限公司,上海 嘉定 201801)
摘 要:分析開(kāi)口式電流互感器的原理,結合工程實(shí)例分析開(kāi)口電流互感器在低壓配電系統中,主要是改造項目中的應用及施工細節,為用戶(hù)快速實(shí)現智能配電提供解決方案,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:開(kāi)口式電流互感器 低壓配電系統 改造項目 工作原理 應用 施工細節
目前市場(chǎng)大部分低壓電流互感器主要用于新項目的建設,由于經(jīng)濟的飛速發(fā)展,企業(yè)對節能減排意識逐漸提高,許多企業(yè)的電氣特點(diǎn)是:
1)電氣柜運行的時(shí)間長(cháng);
2)大部分電流互感器只是對系統電流進(jìn)行測量,也沒(méi)有相應的計量裝置和保護裝置,計量裝置只有一塊供電局的總表,而對所有車(chē)間電能無(wú)法進(jìn)行考核,系統線(xiàn)路保護裝置根本沒(méi)有;
3)諧波含量比較大場(chǎng)合,給APF有源濾波提供采集信號;
4)大部分線(xiàn)路干線(xiàn)為大規格銅排,拆卸需要大量的人力和時(shí)間,安裝常規電流互感器不方便;
5)企業(yè)生產(chǎn)時(shí)間比較緊迫,不能長(cháng)時(shí)間停電。
所以如需對上述電氣進(jìn)行改造,采用開(kāi)口式電流互感器可以為用戶(hù)節約大量的投資。
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,透明翻蓋設計接線(xiàn)方便。外殼材料采用PC/ABS合金,具有耐高溫、機械強度高、環(huán)保等特點(diǎn);鐵芯采用有取向冷扎硅鋼片,具有性能穩定,機械強度高,導磁率*等特點(diǎn);骨架線(xiàn)圈中的漆包線(xiàn)采用高強度漆包線(xiàn),具有絕緣強度高,耐溫性強等特點(diǎn),具體結構如圖1所示。
圖 1
1-骨架線(xiàn)圈,2-透明翻蓋,3-安裝螺母,4-接線(xiàn)端子,5-鐵芯,6-彈簧,7-外殼,8-安裝螺釘。
1.2開(kāi)口電流互感器工作原理
開(kāi)口低壓電流互感器的工作原理如圖1所示,開(kāi)口電流互感器的一次繞組串聯(lián)在被測線(xiàn)路中,I1為線(xiàn)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,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,2e為二次回路設備及連接導線(xiàn)阻抗。當一次電流從電流互感器P1端流進(jìn),P2端出,在二次2e接通的情況下,由電磁感應原理,電流互感器二次繞組有電流I2從S1流過(guò),經(jīng)2e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。但是由于開(kāi)口式電流互感器的鐵芯切開(kāi)后,使鐵芯的性能很差,所以必須將的鐵芯截面積加大,而且提高安匝數,將I1×N1=I2×N2≥100AN。
圖2 圖3
1-開(kāi)口電流互感器的上體,2-開(kāi)口電流互感器的下體,3-安裝螺絲、螺母
1.3 產(chǎn)品選型
開(kāi)口式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,100A-5000A采用分體式設計方案,可以分為測量用開(kāi)口式電流互感器和保護用開(kāi)口式電流互感器。
圖4 AKH-0.66 K系列開(kāi)口式低壓電流互感器
AKH-0.66K系列開(kāi)口式電流互感器主要應用于配電系統改造項目,安裝方便,無(wú)須拆一次母線(xiàn),亦可帶電操作,不影響客戶(hù)正常用電,為用戶(hù)改造項目節省人力、物力、財力,提率。該系列電流互感器可與繼電器保護、測量以及計量裝置配套使用。
開(kāi)口電流互感器主要規格尺寸表:
尺寸
規格型式 | 外形尺寸 | 穿孔尺寸 | 備注 | ||||
W | H | D | a | e | 規格(A) | 質(zhì)量(kg) | |
AKH-0.66/K-30×20 | 90 | 114 | 40 | 22 | 32 | 100-400 | 0.8-0.9 |
AKH-0.66/K-60×40 | 114 | 140 | 36 | 42 | 62 | 250-2000 | 1.0-2.0 |
AKH-0.66/K-80×50 | 114 | 159 | 36 | 52 | 82 | 250-1000 | 1.1-1.4 |
AKH-0.66/K-80×40 | 122 | 162 | 40 | 42 | 82 | 300-3000 | 1.2-2.4 |
AKH-0.66/K-80×80 | 144 | 159 | 36 | 82 | 82 | 250-1000 | 1.3-1.5 |
AKH-0.66/K-120×80 | 144 | 199 | 36 | 82 | 122 | 500-1500 | 1.5-2.3 |
AKH-0.66/K-120×60 | 164 | 214 | 52 | 62 | 122 | 300-3000 | 1.6-3.0 |
AKH-0.66/K-100×40 | 144 | 194 | 52 | 42 | 102 | 1000-4000 | 1.6-3.2 |
AKH-0.66/K-130×40 | 144 | 224 | 52 | 42 | 132 | 1000-4000 | 1.6-3.6 |
AKH-0.66/K-140×60 | 164 | 234 | 52 | 62 | 142 | 1000-5000 | 1.7-3.7 |
AKH-0.66/K-160×80 | 184 | 254 | 52 | 82 | 162 | 1000-5000 | 2.8-3.7 |
AKH-0.66/K-200×80 | 184 | 294 | 52 | 82 | 202 | 1000-5000 | 3.5-4.5 |
1.4產(chǎn)品安裝
如圖3所示,將互感器的安裝螺絲、螺母打開(kāi),卸下互感器的下體,將所有互感器防止在安裝現場(chǎng),然后將互感器的二次接到測量、保護裝置;將互感器的上體裝入配電系統的一次母排,合上互感器的下體,將互感器的安裝螺絲穿過(guò)互感器上、下體的固定孔,擰上螺母,將互感器的上、下體固定在一起,然后將互感器通過(guò)互感器兩側的安裝固定孔將互感器固定在母排上,完成互感器的安裝。整個(gè)過(guò)程比較快速簡(jiǎn)單。
2.產(chǎn)品應用
開(kāi)口電流互感器主要應用在低壓配電改造項目中,開(kāi)口式電流互感器同常規閉口互感器一樣輸出為標準的或1A,測量精度高,容量大,可與測量?jì)x器、儀表配套使用,部分產(chǎn)品過(guò)載能力強可與裝置配套使用。
2.1應用實(shí)例
1)方案一
以半導體行業(yè)上海某公司低壓饋線(xiàn)為例如圖5所示,每條饋線(xiàn)均需測量三相電流,將電流信號供給繼電器,以防止系統電流過(guò)載或短路。每條饋線(xiàn)的A相、B相、C相的一次母排規格為120×10×3,銅排高度1.5米,每相額定電流為2500A,采用AKH-0.66/120×50II 閉口式電流互感器采集電流信號,施工時(shí),必須拆卸每相銅排,每相銅排重量為480kg,所以安裝人員至少需要2人,至少需要3個(gè)小時(shí)才能拆卸完畢?;ジ衅靼惭b接線(xiàn)20分鐘,安裝銅排還需要3個(gè)小時(shí).那么每條饋線(xiàn)至 少需要19個(gè)小時(shí)才能安裝完畢,而工廠(chǎng)必須停電20小時(shí)左右.
圖5 圖6
2)方案二
以半導體行業(yè)蘇州某公司同樣的低壓饋線(xiàn)為例如圖6所示,每條饋線(xiàn)均需測量三相電流,將電流信號供給測量?jì)x表。每條饋線(xiàn)的A相、B相、C相的一次母排規格為120×10×3,銅排高度1.5米,每相額定電流為2500A,采用AKH-0.66/K-120×60 開(kāi)口式電流互感器采集電流信號,施工時(shí),無(wú)須拆卸每相銅排,一名安裝人員只要將互感器打開(kāi)安裝螺絲\螺母,將互感器套在母排上,合上互感器,再用螺絲\螺母固定好,再將互感器固定在母排上,整個(gè)過(guò)程只需要30分鐘就可以完成安裝接線(xiàn)才能拆卸完畢,而工廠(chǎng)停電只需要40分種左右.
所以上述方案每條饋線(xiàn)需要的成本對照如表1
如表1
類(lèi)別 成本 方案 | 互感器平均成本(元) | 人工費(元) | 停電時(shí)間 (小時(shí)) | 安裝接 線(xiàn)時(shí)間 (小時(shí)) | 備注 |
常規電流互感器 | 176 | 950 | 19 | 18 | 4名安裝工 |
開(kāi)口電流互感器 | 595 | 37.5 | 0.67 | 0.5 | 1名安裝工 |
2.2施工細節
用戶(hù)現場(chǎng)的實(shí)際情況選用合適的開(kāi)口電流互感器,將繼電器或測量?jì)x表與開(kāi)口電流互感器二次接好,確保電流互感器二次不能開(kāi)路,將開(kāi)口電流互感器上、下兩部分都打開(kāi),并注意電流互感器的P1面上、下兩部分一致,并將繼電器在現場(chǎng)安裝好,所有現場(chǎng)全部放置好,大電流一次母線(xiàn)穿銅排場(chǎng)合等待停電,如圖7。
圖7
停電后將所有回路的開(kāi)口電流互感器,全部同時(shí)安裝在母排上,并將開(kāi)口電流互感器上、下兩部分通過(guò)螺絲、螺母安裝好,如圖8、圖9。
圖8 圖9
后將開(kāi)口電流互感器通過(guò)我們標配的配件將互感器固定在母排上,同時(shí)將繼電器輸出信號線(xiàn)連接至斷路器的輔助觸點(diǎn),完成整個(gè)安裝過(guò)程,如圖10。
圖10
綜上對比,改造項目中使用開(kāi)口式電流互感器性?xún)r(jià)比高,可以快速實(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。
3結論
開(kāi)口式電流互感器已在上海、蘇州、深圳、云南、重慶、杭州、天津、濟南、西安、內蒙古等地工礦企業(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。
參考資料:
[1]安科瑞電氣股份有限公司.電量傳感器選型手冊,201407版.