测量型低压电流互感器设计及应用
作者：安科瑞电气股份有限公司时间：2011-02-15 我要发布
0 概述
测量用电流互感器是为指示仪表、积分仪表和其他类似电器提供电流的电流互感器。测量用电流互感器广泛用于对低压配电系统电流的测量，主要准确（对电流互感器给定的等级）级有：0.2、0.5、1、3、5等，目前应用比较广泛的测量用互感器主要为母线式电流互感器，安装方便，而且其型号、规格繁多，可根据不同规格的母排或线缆选用最经济合理的电流互感器，以上海安科瑞的AKH-0.66型电流互感器为例来分析测量用电流互感器的运用及特点。
AKH-0.66系列电流互感器外壳采用阻燃、耐温140℃的进口聚碳酸酯注塑成形，铁芯采用取向冷轧硅钢带卷绕而成，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，体积小，质量轻，准确度高，容量大。产品符合国标GB1208-2006。
1 电流互感器工作原理
低压电流互感器的工作原理如图1所示，电流互感器的一次绕组串联在被测线路中，I1为线路电流即电流互感器的一次电流，N1为电流互感器的一次匝数，I2电流互感器二次电流（通常为5A、1A），N2为电流互感器的二次匝数，Z2e为二次回路设备及连接导线阻抗。当一次电流从电流互感器P1端流进，P2端出，在二次Z2e接通的情况下，由电磁感应原理，电流互感器二次绕组有电流I2从S1流过，经Z2e至S2，形成闭合回路。由此可得电流在理想状态下I1×N1=I2×N2，所以有I1/I2=N1/N2=K，K为电流互感器的变比。
2 技术指标
测量CT一次电流5-6300A，二次电流5A，1A，0.1A，0.05A；双绕组CT一次电流5-6300A，二次电流5A、20mA，1A、20mA；双绕组传感器一次电流5-6300A，二次电流AC5A、DC4-20mA，AC1A、DC4-20mA；开口式CT一次电流100-6300A，二次电流5A，1A；额定工作电压AC0.66kV（等效AC0.69kV，GB156-2003）；额定频率50-60Hz；环境温度-30℃~70℃，最高耐温120℃；海拔高度≤3000m；工频耐压3000V/1min 50Hz；用于没有雨雪直接侵袭，无严重污染及剧烈震动的场所。
3 产品分类
3.1 AKH-0.66/I型电流互感器，主要测量范围5-3000A，二次输出0-5A（0-1A），主要用于多（单）根电缆或单根母排穿越，适用面广，与电流表配合使用。
3.2 AKH-0.66/II型电流互感器，主要测量范围150-6300A，二次输出0-5A（0-1A），主要适用用于多根母排或多根电缆穿越，适用面广，二次接线端与母排安装水平面平行，与电流表配合使用。
3.3 AKH-0.66/III型电流互感器，主要测量范围150-6300A，二次输出0-5A（0-1A），主要适用用于（单）多根母排或多根电缆穿越，适用面广，二次接线端与母排安装水平面垂直，与电流表配合使用。
3.4 AKH-0.66/S型双绕组电流互感器电流互感器，一次测量范围5-6300A，主要适用用于（单）多根母排或多根电缆穿越，适用面广；二次两路输出，一路0-5A（0-1A），供给电流表测量，另一路AC0-20mA，用于远传，与ARTU-32遥测装置、或电动机保护单元配合使用。
3.5 AKH-0.66/SM型双绕组电流传感器电流互感器，，一次测量范围5-6300A，主要适用用于（单）多根母排或多根电缆穿越，适用面广；二次两路输出，一路0-5A（0-1A），供给电流表测量，另一路DC4-20mA，用于远传，与自控仪表PLC或DC配合使用（辅助电源DC24V由PLC或DC提供），无须使用变送器，安装接线方便，为用户节约成本。
3.6 AKH-0.66K型开口式电流互感器主要应用于工业中城网、农网改造项目，安装方便，无须拆一次母线，亦可带电操作，不影响客户正常用电，为用户改造项目节省人力、物力、财力，提高效率。该系列电流互感器可与继电器保护、测量以及计量装置配套使用。
4 应用实例
测量用电流互感器在低压配电系统中二次输出5A和1A的选择，是一些电气工程师经常遇到的问题。
2009年12月山东聊城某化工厂，各生产车间环境多为爆炸性环境，各车间电气控制室不安装在车间内，而是安装在离各车间较远的公共电气控制室，来实现对系统电流信息的集中采集，现场电流互感器与控制室之间距离大约200米，有的甚至300米，二次传输导线为2.5平方毫米，使用的电流互感器有AKH-0.66/30I 200/5A 0.5级 5VA 穿心1匝 等许多规格，使用的电流表为CL72-AI，该项目比较大，该项目在将完工，部分工程试运行时，发现所有电流表显示与现场电流完全不准确。
经分析，电流互感器额定容量就是电流互感器额定二次电流I2e，通过二次回路额定负载Z2e时所消耗的视在功率S2e，即，S2e=I2e²Z2e； 因数显表消耗的视在功率只有0.05VA，很小，所以我们可以不考虑，Z2e=ρ.2L/S=0.0176Ω. mm²/m×2×200 m /2.5=2.82Ω，S2e= I2e²Z2e=5A²×2.82Ω=70.5VA，远远大于电流互感器的额定容量5VA，所以此时应该选择200/1A的电流互感器，2010年2月份该项目更换了所有的比5A电流互感器，同时由于电流表为数显表，变比可以重新设定为200/1，使整个系统恢复正常。
从本实例可以得出电流互感器接数显电流表时，传输距离对比如表（一）
|
二次导线截面积（mm²）
|
额定二次电流（A）
|
互感器容量（VA）
|
单程传输距离（m）
|
|
1.5
|
5
|
2.5
|
4.2
|
|
1
|
106
|
||
|
2.5
|
5
|
5
|
14.2
|
|
1
|
355
|
||
|
4
|
5
|
10
|
45
|
|
1
|
1136
|
||
|
0.2
|
0.02
|
0.2
|
2840
|
表（一）传输距离对比
5 注意事项
5.1 电流互感器在接线时，同名端必须要保持一致，即P1、S1；P2、S2。
5.2 电流互感器在正常运行时，二次不得开路，防止二次开路产生高电压，影响人身和设备安全。
6 报价方案
6.1 AKH-0.66/I型 单位：元（RMB）
|
型号
|
规格
|
价格
|
型号
|
规格
|
价格
|
|
30I
|
200/5A以下
|
40
|
30I
|
100/1A以下
|
70
|
|
250/5A
|
41
|
150/1A
|
75
|
||
|
300/5A
|
42
|
200/1A
|
80
|
||
|
400/5A
|
50
|
300/1A
|
89
|
||
|
450/5A
|
55
|
400/1A
|
96
|
||
|
500/5A
|
60
|
500/1A
|
113
|
||
|
40I
|
200/5A以下
|
50
|
40I
|
100/1A以下
|
76
|
|
250/5A
|
54
|
150/1A
|
92
|
||
|
300/5A
|
56
|
200/1A
|
116
|
||
|
400/5A
|
57
|
250/1A
|
128
|
||
|
450/5A
|
63
|
300/1A
|
139
|
||
|
500/5A
|
65
|
400/1A
|
148
|
||
|
600/5A
|
66
|
500/1A
|
158
|
||
|
750/5A
|
68
|
600/1A
|
167
|
||
|
800/5A
|
71
|
800/1A
|
181
|
||
|
1000/5A
|
76
|
1000/1A
|
205
|
||
|
60I
|
100/5A以下
|
82
|
60I
|
100/1A以下
|
91
|
|
150-350/5A
|
63
|
150/1A
|
104
|
||
|
400/5A
|
65
|
200/1A
|
128
|
||
|
450/5A
|
69
|
250/1A
|
139
|
||
|
500/5A
|
71
|
300/1A
|
151
|
||
|
600/5A
|
74
|
400/1A
|
174
|
||
|
700/5A
|
80
|
500/1A
|
188
|
||
|
750/5A
|
82
|
600/1A
|
195
|
||
|
800/5A
|
84
|
800/1A
|
208
|
||
|
1000/5A
|
97
|
1000/1A
|
218
|
||
|
1200/5A
|
110
|
1200/1A
|
227
|
||
|
1500/5A
|
147
|
1500/1A
|
239
|
||
|
2000/5A
|
177
|
2000/1A
|
271
|
||
|
2500/5A
|
195
|
2500/1A
|
302
|
||
|
80I
|
250/5A以下
|
103
|
80I
|
300/1A以下
|
227
|
|
300-500/5A
|
89
|
400/1A
|
198
|
||
|
600/5A
|
91
|
500/1A
|
221
|
||
|
700-750/5A
|
100
|
600/1A
|
233
|
||
|
800/5A
|
107
|
800/1A
|
245
|
||
|
1000/5A
|
123
|
1000/1A
|
255
|
||
|
1200/5A
|
141
|
1200/1A
|
260
|
||
|
1500/5A
|
158
|
1500/1A
|
269
|
||
|
2000/5A
|
181
|
2000/1A
|
282
|
||
|
2500/5A
|
205
|
2500/1A
|
302
|
||
|
3000/5A
|
229
|
3000/1A
|
332
|
6.2 AKH-0.66/S型 单位：元（RMB）
|
型号
|
规格
|
价格
|
型号
|
规格
|
价格
|
|
S-30I
|
5/5A/20mA
|
221
|
S-30I
|
5/1A/20mA
|
268
|
|
10/5A/20mA
|
221
|
10/1A/20mA
|
268
|
||
|
15/5A/20mA
|
221
|
15/1A/20mA
|
268
|
||
|
20/5A/20mA
|
221
|
20/1A/20mA
|
268
|
||
|
25/5A/20mA
|
221
|
25/1A/20mA
|
268
|
||
|
30/5A/20mA
|
221
|
30/1A/20mA
|
268
|
||
|
40/5A/20mA
|
221
|
40/1A/20mA
|
268
|
||
|
50/5A/20mA
|
221
|
50/1A/20mA
|
268
|
||
|
60/5A/20mA
|
221
|
60/1A/20mA
|
268
|
||
|
75/5A/20mA
|
221
|
75/1A/20mA
|
268
|
||
|
80/5A/20mA
|
221
|
80/1A/20mA
|
268
|
||
|
100/5A/20mA
|
221
|
100/1A/20mA
|
268
|
||
|
150/5A/20mA
|
257
|
150/1A/20mA
|
315
|
||
|
200/5A/20mA
|
278
|
200/1A/20mA
|
336
|
||
|
S-40I
|
200/5A/20mA
|
305
|
S-40I
|
200/1A/20mA
|
368
|
|
250/5A/20mA
|
305
|
250/1A/20mA
|
368
|
||
|
300/5A/20mA
|
326
|
300/1A/20mA
|
389
|
||
|
400/5A/20mA
|
326
|
400/1A/20mA
|
389
|
||
|
500/5A/20mA
|
368
|
500/1A/20mA
|
441
|
||
|
600/5A/20mA
|
368
|
600/1A/20mA
|
441
|
||
|
S-50II
|
600/5A/20mA
|
441
|
S-50II
|
600/1A/20mA
|
525
|
|
750/5A/20mA
|
441
|
750/1A/20mA
|
525
|
||
|
800/5A/20mA
|
441
|
800/1A/20mA
|
525
|
||
|
1000/5A/20mA
|
473
|
1000/1A/20mA
|
567
|
||
|
1200/5A/20mA
|
473
|
1200/1A/20mA
|
567
|
||
|
1250/5A/20mA
|
473
|
1250/1A/20mA
|
567
|
||
|
S-60II
|
300/5A/20mA
|
336
|
S-60II
|
300/1A/20mA
|
399
|
|
400/5A/20mA
|
336
|
400/1A/20mA
|
399
|
||
|
500/5A/20mA
|
378
|
500/1A/20mA
|
452
|
||
|
600/5A/20mA
|
378
|
600/1A/20mA
|
452
|
||
|
750/5A/20mA
|
441
|
750/1A/20mA
|
536
|
||
|
800/5A/20mA
|
441
|
800/1A/20mA
|
536
|
||
|
1000/5A/20mA
|
483
|
1000/1A/20mA
|
588
|
||
|
1200/5A/20mA
|
504
|
1200/1A/20mA
|
609
|
||
|
1250/5A/20mA
|
504
|
1250/1A/20mA
|
609
|
||
|
1500/5A/20mA
|
536
|
1500/1A/20mA
|
641
|
||
|
2000/5A/20mA
|
609
|
2000/1A/20mA
|
725
|
6.3 AKH-0.66/K型 单位：元（RMB）
|
型号
|
规格
|
价格
|
型号
|
规格
|
价格
|
|
K-30×20
|
100-400
|
350
|
K-120×80
|
500-1500
|
750
|
|
K-80×50
|
250-1000
|
450
|
K-160×80
|
1000-5000
|
900
|
|
K-80×80
|
250-1000
|
600
|
|
|
|
注：测量型低压电流互感器可按上述报价的70%优惠供应。
7 结束语
产品已在上海、深圳、杭州、济南、内蒙古等地工矿企业工程配电监控系统中得到应用，降低了投资成本，产生了较好的社会和经济效益。
作者简介：
任华，男，本科，安科瑞电气股份有限公司，工程师，
技术交流： 021-59104851 传真：021-69155331 邮箱：acrelrh@163.com
