低壓雙繞組電流互感器的設計及應用
嚴佳
上海安科瑞電氣股份有限公司 上海 嘉定 201801
1.引言
對饋線眾多的低壓配電線路,目前主要有以下方法來實現系統監測:
1.采用電流互感器接多功能電力監控儀表加RS485通訊表實現多路系統監測;
2.采用電流互感器接變送器來實現;
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-M32四遙單元配合使用,可以實現對眾多終端配電線路進行遙測的智能配電方案,該方案具有成本低、投資少、安裝接線簡便等優點,有利于低壓智能配電的進一步推廣和應用。
低壓電流互感器具有體積小、質量輕、準確度高、容量大、安裝方便等特點,且測量范圍比較大,二次輸出信號
2. 產品設計
2.1結構特點
AKH-0.66S系列雙繞組電流互感器結構新穎,外形美觀大方,透明翻蓋設計有防竊電裝置,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、機械強度高、環保等特點;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,該材料具有性能穩定,機械強度高,導磁率*等特點;漆包線采用高強度漆包線,該材料具有絕緣強度高,耐溫性強等特點。
雙繞組電流互感器是在傳統低壓母線式電流互感器的基礎上進行研發,兼容電纜和銅排安裝方式,根據一次電流的測量范圍,
2.2工作原理
低壓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,至P2,主繞組(6)一次繞組匝數為N1,主繞組(6)二次電流I2由端子1S1(1)流出,經過電流表至端子1S2(3),副繞組(5)二次繞組匝數為N2,副繞組(5)輸出端2S1(2)和2S2(4)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(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)的勵磁電流,I0′為副繞組(5)的勵磁電流。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償的方法來調節誤差,而副繞組(5)的誤差的補償是通過共同提高兩個繞組的性能來實現;雙繞組電流互感器的電動勢也類似于電流互感器原理,這里不作詳細介紹。
4.產品應用
AKH-0.66S系列雙繞組電流互感器由于它既可以輸出
AKH-0.66S系列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又一種且低成本的解決方案,有利于低壓智能配電進一步推廣和應用。
4.1應用實例
4.2方案性價對比
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ARTU-M32遙測單元,成本7200元,總成本19360元。其特點是本地有指針表顯示電流,遠程輸出為數字信號,后臺采集無需再次A/D轉換,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。其特點是遠程輸出為模擬信號,沒有本地顯示,后臺采集需再次A/D轉換,會應入二次誤差。
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。其特點同*項(顯示方式改為數字式)。
綜上對比,雙繞組電流互感器與ARTU-M32配合使用,,可以實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一步推廣和應用。
5 結束語
低壓雙繞組電流互感器已在上海、深圳、杭州、內蒙古等地工礦企業工程配電監控系統中得到應用,降低了投資成本,產生了較好的社會和經濟效益。
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