低压双绕组电流互感器的设计及应用

1、低压双绕组电流互感器的设计及应用 安科瑞陈海霞 1引言 对馈线众多的低压配电线路，目前主要有以下方法来实现系统监测： 1.采用电流互感器接多功能电力监控仪表加RS485通讯表实现多路系统监测; 2采用电流互感器接变送器来实现； 使用上述两种方案成本高、投资大。本文介绍一种低压双绕组电流互感器，它与 ARTU-M32 四 遥单元配合使用，可以实现对众多终端配电线路进行遥测的智能配电方案，该方案具有成本低、投 资少、安装接线简便等优点，有利于低压智能配电的进一步推广和应用。 低压电流互感器具有体积小、质量轻、准确度高、容量大、安装方便等特点，且测量范围比较 大，二次输出信号 5A或1A,但对于远程

2、传输和系统监控采集就没有办法来实现信息传递，必须通 过变送器或电力仪表。针对市场需求，上海安科瑞电气股份有限公司开发出一款 AKH-0.66S 系列双 绕组电流互感器，一次电流测量范围5-6300A，二次有两组输出，一组输出5A或1A,另一组输出 0-20mA,且一次电流可过载 8-10倍，可直接用于系统采集和远传，与ARTU-M32配套使用，可简化 系统结构，降低成本，提高系统可靠性。 2 产品设计 2.1 结构特点 AKH-0.66S 系列双绕组电流互感器结构新颖，外形美观大方，透明翻盖设计有防窃电装置，接 线方便。互感器外壳材料采用PC/ABS 合金，该材料具有耐高温、机械强度高、环保等

3、特点；如图 1(b) 、图 2(b) 所示，主绕组( 6)铁芯采用有取向冷扎硅钢片，如图图1(b) 、图 2(b) 所示，副绕组 5)铁芯采用坡莫合金，该材料具有性能稳定，机械强度高，导磁率极高等特点； 漆包线采用高 强度漆包线，该材料具有绝缘强度高，耐温性强等特点。 双绕组电流互感器是在传统低压母线式电流互感器的基础上进行研发， 兼容电缆和铜排安装方 式，根据一次电流的测量范围， 5A-1250A 采用一体式设计方案， 主要规格有 S-30I 、S-40I 、S-50II ； 1250A-6300A 采用分体式结构设计，主要规格有 S-60II 、S-80II 、S-100II 、S-120

4、II 、 S-200II 为 分体式，如图 1(a) 、 图 2(a) 所示。 H. (s) m 图弘】7即出iifig 3-1 円，问面图 Z2Z _! 陰 1（b）、图 2（b）、图3所示，双绕组电流互感器一次电流 11由主绕组（6）P1端流进，至 P2,主绕组（6） 一次绕组匝数为 N1，主绕组（6 ）二次电流I2 由端子1S1 （1）流出，经过电流表至端子1S2 （3）, 副绕组（5）二次绕组匝数为 N2,副绕组（5） 输出端2S1（2）和2S2（4）输出AC 0-20mA小电流 1-端子1S1;2-端子2S1; 3-端子1S2;4-端子1S2;5-副绕组；6-主绕组 2. 2工作原理

5、 低压双绕组电流互感器的工作原理同电流互感器的工作原理，基本工作原理如图 信号，供给测控装置采集。所以有: 11 X N1+ I2 X N2= I0 X N1 (1) I2 X N2+I3 X N3 = I0 X N2 (2) 由（1）式可得: I2 X N2= I0 X N1- I1 X N1 由（2）式可得: I2 X N2= I0 X N2 - 13 X N3, 所以可得: I0 X N1- I1 X N1= I0 X N2 - I3 X N3, 10 X N1+ 13 X N3= 10 X N1+ 10 X N2 上述式中I0为主绕组（6）的励磁电流，I0 为副绕组（5）的励磁电流。所

6、以主绕组（6）的输出误 （5）的误 差的补偿是通过共同提高两个绕组的性能来实现; 双绕组电流互感器的电动势也类似于电流互感器 差，可以通过增加铁芯截面或提高铁芯性能或通过误差补偿的方法来调节误差，而副绕组 原理，这里不作详细介绍。 |2 0 1: F , N3. 1 2S2 N2 N1 I 1 F2 ARTU-Msb Al 双绕组电流互感器原理示意图 3. 技术指标 与常规测量用电流互感器相比，AKH-0.66S系列双绕组电流互感器主要技术指标见表1 技术指标 产品类型 一次电流 二次电流 容量 精度 过载 常规电流互感器 5-6300A 5A 或 1A 一般 一般 3倍 双绕组电流互感器 5

7、-6300A 5A或 1A, 0-20mA 大 高 8-10 倍 表1 产品技术指标 4. 产品应用 AKH-0.66S系列双绕组电流互感器由于它既可以输出5A或1A,供给电流表测量，又可以输出 交流0-20mA小电流信号，可以应用于遥测系统直接采集上传，实现了电流信号的远程测量；由于 双绕组电流互感器过载能力比较强，所以它又可以应用于各种电动机保护回路。 AKH-0.66S系列双绕组电流互感器与ARTU-M32遥测单元配套使用，可以组成低成本的智能化低 压配电多回路监控系统，是低压智能配电系统的又一种高效且低成本的解决方案，有利于低压智能 配电进一步推广和应用。 4.1应用实例 以监控32条

8、低压馈线并组网为例, 每条馈线均需测量三相电流。每条馈线的A相、C相电流采 用AKH-0.66S双绕组电流互感器采集, 32条馈线用2台ARTU-M32遥测单元测量并远程，B相电流 默认为A相与C相矢量和，见图4(a) 、图 4(b)。 1TA B411 LPA Kill 2 0 L nA 图 4(a) XL ( 4.2方案性价对比 方案1.采用AKH-0.66/S双绕组电流互感器的硬件成本如下：64只AKH-0.66/S双绕组电流互 感器，约增加成本 10560元，64只指针式电流表，约增加成本1600元，2台ARTU-M32遥测单元, 成本7200元，总成本19360元。其特点是本地有指针

9、表显示电流，远程输出为数字信号，后台采集 无需再次A/D转换，精度高。 方案2 .采用BD-AI的硬件成本如下：64只AKH-0.66电流互感器，约增加成本2560元，64 只BD-AI变送器约增加成本 43520,总成本46080元。其特点是远程输出为模拟信号，没有本地显 示，后台采集需再次 A/D转换，会应入二次误差。 方案3.采用PZ72-AI3/C的硬件成本如下：64只AKH-0.66电流互感器，约增加成本2560元, 32只PZ72-A13/C变送器约增加成本 37120，总成本39680元。其特点同第一项(显示方式改为数 字式)。 综上对比，双绕组电流互感器与ARTU-M32配合使

10、用，性价比最高，可以实现对低压配电智能 化低成本的多回路监控，有利于低压智能配电进一步推广和应用。 5报价方案 型号 规格 价格 5/AC5A/DC4-20mA 521 10/AC5A/DC4-20mA 521 15/AC5A/DC4-20mA 521 20/AC5A/DC4-20mA 521 25/AC5A/DC4-20mA 521 30/AC5A/DC4-20mA 521 40/AC5A/DC4-20mA 521 50/AC5A/DC4-20mA 521 60/AC5A/DC4-20mA 521 75/AC5A/DC4-20mA 526 UM c：ni 80/AC5A/DC4-20mA 5

11、21 SM-50I 100/AC5A/DC4-20mA 521 150/AC5A/DC4-20mA 526 200/AC5A/DC4-20mA 528 300/AC5A/DC4-20mA 529 400/AC5A/DC4-20mA 531 500/AC5A/DC4-20mA 533 600/AC5A/DC4-20mA 535 双路输出，一路用于 750/AC5A/DC4-20mA 537 交流电流的测量，另 800/AC5A/DC4-20mA 539 一路输出直流 1000/AC5A/DC4-20mA 547 4-20mA用于远传，可 1200/AC5A/DC4-20mA 562 与自控仪表如

12、P LC配 300/AC5A/DC4-20mA 526 合使用，为用户节约 400/AC5A/DC4-20mA 529 成本，辅助电源 500/AC5A/DC4-20mA 533 DC24V由PLC提供 600/AC5A/DC4-20mA 537 750/AC5A/DC4-20mA 542 SM-60II 800/AC5A/DC4-20mA 547 1000/AC5A/DC4-20mA 570 1200/AC5A/DC4-20mA 576 1250/AC5A/DC4-20mA 595 1500/AC5A/DC4-20mA 611 2000/AC5A/DC4-20mA 642 600/AC5A/

13、DC4-20mA 563 750/AC5A/DC4-20mA 569 800/AC5A/DC4-20mA 575 1000/AC5A/DC4-20mA 587 O|/| cell 1200/AC5A/DC4-20mA 602 SM-80II 1250/AC5A/DC4-20mA 611 1500/AC5A/DC4-20mA 623 2000/AC5A/DC4-20mA 644 2500/AC5A/DC4-20mA 668 1000加5如。4-20口人 644 1200加5如。4-20口人 647 1250加5如。4-20口人 651 SM 100II 1500加5如。4-20口人 658 20

14、00加5如。4-20口人 665 ZSOO/ACSA/DCA-ZOmA 689 3UUU/AC5A/DC4-2UmA 714 4000/AC5A/DC4-20mA 765 2000/AC5A/DC4-20mA 677 2500/AC5A/DC4-20mA 737 SM-120II 3000/AC5A/DC4-20mA 761 4000/AC5A/DC4-20mA 773 5000/AC5A/DC4-20mA 836 2000/AC5A/DC4-20mA 1313 2500/AC5A/DC4-20mA 1344 SM 20011 3000/AC5A/DC4-20mA 1395 SIVI-2UUII 4000/AC5A/DC4-20mA 1444 5000/AC5A/DC4-20mA 1500 6300/AC5A/DC4-20mA 160