計量型低壓電流互感器設計與應用

0 概述

計量型低壓電流互感器是給電能表和其他類(lèi)似電器提供電流的電流互感器，廣泛用于對低壓配電系統電流的計量，主要準確(對電流互感器給定的等級)級有：0.2、0.5S、0.2S等。

本文介紹的是一款上海安科瑞自主研發(fā)的AKH-0.66G計量型電流互感器，外殼采用阻燃、耐溫140℃的進(jìn)口聚碳酸酯注塑成形，鐵芯采用超微晶，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，體積小，質(zhì)量輕，準確度高，容量大。產(chǎn)品符合國標GB1208-2006。

1 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(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5A、1A)，N2為電流互感器的二次匝數，Z2e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Z2e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)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 低壓電流互感器的工作原理

2 技術(shù)指標

一次電流測量范圍5-2000A，二次電流5A，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℃，最高耐溫120℃;海拔高度≤3000m;工頻耐壓3000V/1min 50Hz;用于沒(méi)有雨雪直接侵襲，無(wú)嚴重污染及劇烈震動(dòng)的場(chǎng)所。

3 在低壓配電系統中的問(wèn)題及應用實(shí)例

計量用電流互感器在低壓配電系統中，準確級0.2級、0.2S級區分是用戶(hù)經(jīng)常碰到的問(wèn)題，以及錯誤接線(xiàn)(極性接反)對計量的影響。

3.1 準確級0.2級、0.2S級區別見(jiàn)表1

3.2 錯誤接線(xiàn)(極性接反)對計量的影響

(1)計量接線(xiàn)方式三相三線(xiàn)

正確接線(xiàn)時(shí)的有功功率為：P=Pa+ Pc =UabIa.cos(30°+φa)+ Ucb.Ic.cos(30°-φc);三相電路平衡時(shí)，Uab=Ucb=√3U，Ia=Ic=√3I，即，P=3UI cosφ;假如A相電流互感器極性接反，祥見(jiàn)接線(xiàn)圖(a)和相量圖(b)

這樣我們可以得出：公用線(xiàn)的電流Io是相電流的√3倍;

電能表一的電流滯后電壓的角度為：30°+φa+180°=210°+φa;

電能表二電流滯后電壓的角度為：30°-φc;

所以錯誤接線(xiàn)時(shí)的有功功率為：

P´=Pa´+ Pc´=Uab.Ia.cos(210°+φa)+ Ucb.Ic.cos(30°-φc)=UIsinφ;

若功率因數cosφ=0.9，則當A相計量互感器極性接反，漏計電能為實(shí)際計量電能的：

P/ P´-1=3UIcosφ/UI sinφ-1=3×0.9/0.4359-1=5.19倍;

(2)計量接線(xiàn)方式三相四線(xiàn)

正確接線(xiàn)時(shí)的有功功率為：P=Pa+ Pb+ Pc =UaIa.cosφa+ Ub.Ib.cosφb+Uc.Ic.cosφc;三相電路平衡時(shí)，Ua=Ub=Uc=U，Ia=Ib=Ic=I，即，P=3UIcosφ