1.引言
隨著我國(guó)電力工業(yè)中城網(wǎng)及農(nóng)網(wǎng)的改造,以及低壓配電系統(tǒng)的自動(dòng)化程度不斷提高,電流互感器作為低壓配電系統(tǒng)中的一種重要電氣元件,已被廣泛地應(yīng)用于測(cè)量、計(jì)量、繼電保護(hù)、系統(tǒng)監(jiān)測(cè)、接地保護(hù)和各種電力系統(tǒng)分析之中,本文對(duì)此進(jìn)行初步的探討。
2.低壓電流互感器工作原理
電流互感器的一次繞組串聯(lián)在被測(cè)線路中,I1為線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(shù),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(shù),Z2e為二次回路設(shè)備及連接導(dǎo)線阻抗。當(dāng)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(yīng)原理,電流互感器二次繞組有電流I2從S1流過,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。
3.低壓電流互感器的選型
3.1測(cè)量用電流互感器
3.1.1測(cè)量用電流互感器是為指示儀表、積分儀表和其他類似電器提供電流的電流互感器。
測(cè)量用電流互感器廣泛用于對(duì)低壓配電系統(tǒng)電流的測(cè)量,主要準(zhǔn)確(對(duì)電流互感器給定的等級(jí))級(jí)有:0.2、0.5、1、3、5等,目前應(yīng)用比較廣泛的測(cè)量用互感器主要為母線式電流互感器,安裝方便,而且其型號(hào)、規(guī)格繁多,可根據(jù)不同規(guī)格的母排或線纜選用最經(jīng)濟(jì)合理的電流互感器,分析測(cè)量用電流互感器的運(yùn)用及特點(diǎn)。
3.1.2測(cè)量用電流互感器在低壓配電系統(tǒng)中的問題及應(yīng)用實(shí)例
測(cè)量用電流互感器在低壓配電系統(tǒng)中二次輸出5A和1A的選擇,是一些電氣工程師經(jīng)常遇到的問題。
3.2計(jì)量用電流互感器
3.2.1計(jì)量用電流互感器就是與計(jì)費(fèi)電能表和計(jì)量裝置配合使用的電流互感器。主要準(zhǔn)確級(jí)有:0.2、0.5S、0.2S。
3.2.2計(jì)量用電流互感器在低壓配電系統(tǒng)中的問題及應(yīng)用實(shí)例
計(jì)量用電流互感器在低壓配電系統(tǒng)中,準(zhǔn)確級(jí)0.2級(jí)、0.2S級(jí)區(qū)分是用戶經(jīng)常碰到的問題,以及錯(cuò)誤接線(極性接反)對(duì)計(jì)量的影響。
3.2.2.2計(jì)量用電流互感器的錯(cuò)誤接線(極性接反)對(duì)計(jì)量的影響
(1)計(jì)量接線方式三相三線
正確接線時(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,
這樣我們可以得出:公用線的電流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(cuò)誤接線時(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(shù)cosφ=0.9,則當(dāng)A相計(jì)量互感器極性接反,漏計(jì)電能為實(shí)際計(jì)量電能的:
P/ P´-1=3UIcosφ/UI sinφ-1=3×0.9/0.4359-1=5.19倍;
(2)計(jì)量接線方式三相四線
正確接線時(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
假如A相電流互感器極性接反,這樣我們可以得出:公用線的電流Io是相電流的2倍,A相電流為-Ia;
所以錯(cuò)誤接線時(shí)的有功功率為:
P´=Pa+Pb+Pc=-UaIa.cosφa+Ub.Ib.cosφb+ Uc.Ic.cosφc= UIcosφ;
則當(dāng)A相計(jì)量互感器極性接反,漏計(jì)電能為實(shí)際計(jì)量電能的:
P/ P´-1=3UIcosφ/UIcosφ-1=2倍;
3.3.保護(hù)用電流互感器
3.3.1保護(hù)用電流互感器就是為保護(hù)用繼電器提供電流的電流互感器器,與電流繼電器等類似電器配套使用,主要用于低壓配電系統(tǒng)電流過載保護(hù)和短路保護(hù)。主要準(zhǔn)確級(jí)有:5P、10P,5、10表示復(fù)合誤差5%、10%,準(zhǔn)確限值系數(shù)又叫限值系數(shù),它是額定準(zhǔn)確限值一次電流(此時(shí)符合誤差不超過5%、10%)與額定一次電流的比值,準(zhǔn)確限值系數(shù)有,5、10、15、20,
3.3.2保護(hù)用電流互感器在低壓配電系統(tǒng)中的問題
保護(hù)電流互感器在低壓配電系統(tǒng)中,準(zhǔn)確級(jí)以及準(zhǔn)確限值系數(shù)的選擇是用戶經(jīng)常碰到的問題。
3.4.剩余電流互感器
3.4.1在低壓配電系統(tǒng)中接地保護(hù)主要有:零序保護(hù)(中、高壓均可以使用)和剩余電流保護(hù)(也稱漏電電流保護(hù)),兩者基本工作原理相同都是基于基爾霍夫電流定律,但是使用場(chǎng)合根據(jù)系統(tǒng)接地方式的不同而不同。剩余電流互感器主要與繼電器配合使用,也常常與電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)配套使用,靈敏度高。
3.4.2剩余用電流互感器與零序電流互感器在低壓配電系統(tǒng)中的區(qū)別,以及剩余電流互感在接地系統(tǒng)方式不同時(shí)的應(yīng)用.
3.5電流互感器使用過程中的注意事項(xiàng)
3.5.1電流互感器在接線時(shí),同名端必須要保持一致,即P1、S1;P2、S2。
3.5.2電流互感器在正常運(yùn)行時(shí),二次不得開路,防止二次開路產(chǎn)生高電壓,影響人身和設(shè)備安全。
4.結(jié)束語(yǔ)
本文對(duì)低壓配電系統(tǒng)中的不同類型電流互感器進(jìn)行了簡(jiǎn)單概述,推薦給電力系統(tǒng)各位專家和電氣工程師們參考,有利于不同類型低壓電流互感器在低壓智能配電系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用。