安科瑞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周广钰, 1杨广亮 2张国强 2(1.黑龙江省水利水电勘测设计研究院,哈尔滨 150080; 2.江苏安科瑞电器制造有限公司,江苏 江阴 214400 摘 要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加 485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

2、和应用。关键词 低压双绕组 电流互感器 工作原理 应用0引言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, 我公司开发出 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.1产品设计1.1结构特点本产品

3、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、 环保等特点; 主绕组铁芯采用有取向冷扎硅钢片,副绕组铁芯采用坡莫合金,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

4、-80II、S-100II、S-120II、S-200II 为分体式,产品外 观及剖面图如图 1、图 2 所示。图 1AKH-0.66S 型双绕组电流互感器外观图1-端子 1S1; 2-端子 2S1; 3-端子 1S2; 4-端子 1S2; 5-副绕组; 6-主绕组图 2剖面图1.2工作原理双绕组电流互感器的工作原理图如图图 3所示, 双绕组电流互感器一次电 流 I1由主绕组 P1端流进 P2,主绕组一次绕组匝数为 N1,主绕组二次电流 I2由端子 1S1流出,经过电流表至端子 1S2,副绕组二次绕组匝数为 N2,副绕组 输出端 2S1和 2S2输出 AC 0-20mA 小电流信号,供给测控装

5、置采集。所以有: I1×N1+I2×N2=I0×N1(1I2×N2+I3×N3=I0×N2(2由式(1 、 (2式可得:I2×N2=I0×N1-I1×N1I0×N1+I3×N3=I0×N1+I0×N2式中 I0为主绕组的励磁电流,I0为副绕组的励磁电流。I0和 I0是影响双 绕组电流互感器的准确级主要因数,而提高其准确级就必须对主、副绕组进行 补偿,补偿误差的常见方式主要有:铁芯补偿、整数匝补偿、分数匝补偿和磁 分路补偿,因为双绕组电流互感器本身要考虑过载,所以主绕

6、组误差不需要考 虑进行铁芯补偿,整数匝补偿对相位差不起作用,磁分路补偿一般补偿小电流 10%及以下时效果好, 而分数匝补偿最为理想 (主绕组二次绕组匝数少可采用多 根导线并绕 ;因为副绕组一次电流一般为 5A、1A,输出为毫安级小电流信号, 副绕组二次绕组匝数多,二次导线采用单根导线绕制,所以最为理想的补偿方 式就是铁芯补偿,使用初始导磁高的铁芯(如超微晶可提高准确级,且成本 低。因此运用合理的误差补偿方式是提高双绕组电流互感器准确级的关键。 N 2A211S22SARTU-M32双 绕 组 电 流 互 感 器 原 理 示 意 图12S图 32.主要技术指标与常规测量用电流互感器相比,产品主要

7、技术指标见表 1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 5-6300A5A 或 1A0-20mA大 高 8-10倍 3.产品选型与应用由于双绕组电流互感器可输出 5A 或 1A 供给电流表测量,又可以输出交流 0-20mA 小电流信号,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,同时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。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一种

8、高效且低成本的解决 方案。3.1产品选型AKH-0.66S 系列双绕组电流互感器具有两个二次绕组,其一(1S1、1S2 用于电流表指示,额定电流为交流 5A 或交流 1A,其二(2S1、2S2用于远传 遥测,可与 ARTU-M32遥测单元或 ARD3电动机保护器配套使用,额定电流为交 流 20mA;双绕组电流互感器的线性可至 8倍,且电流在 8倍时,也能保证双绕 组电流互感器的误差在 0.2-0.5%, 产品外壳结构采用翻盖结构, 外壳采用阻燃、 耐温 140的 PC 材料注塑成形,铁芯采用冷轧硅钢带卷制而成,二次导线采用 高强度电磁漆包线,产品结构新颖,造型美观,安装方便。产品具有体积小、

9、质量轻、准确度高、容量大等特点。 3.2 规格尺寸3.3应用实例以监控 32条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。a 图 4 低压馈线原理图 3.4 方案性价对比 b 数量 成本价 方案 采用产品 （只 （元） （元） ） AKH-0.66 S 双绕组 64 电流互感器 方案 1 指针式电流表 ARTU-M32 遥测单 2 元 AKH-0.66 电流互 64 感器 46080.

10、 方案 2 BD-AI 单相电流变 64 送器 0 二次误差。 43520. 0 A/D 转换，会应入 示， 后台采集需要 2560.0 信号， 没有本地显 7200.0 64 0 19360. 1600.0 0 信号， 后台采集无 需再次 A/D 转换， 精度高。 远程输出为模拟 远程输出为数字 10560. 指针表显示电流， 总价 特点 AKH-0.66 电流互 64 感器 方案 3 PZ72-AI3/C 三相电 32 流表 0 37120. 0 传后台采集数据 2560.0 39680. RS485/Modbus 远 数字显示电流值， 综上对比，双绕组电流互感器与 ARTU-M32 配合使用，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。 4 结束语