安科瑞低壓雙繞組電流互感器的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

1、低壓雙繞組電流互感器的設(shè)計(jì)及應(yīng)用徐霜上海安科瑞電氣股份有限公司 嘉定 1引言 對(duì)饋線眾多的低壓配電線路，目前主要有以下方法來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)測：1采用電流互感器接多功能電力監(jiān)控儀表加RS485通訊表實(shí)現(xiàn)多路系統(tǒng)監(jiān)測；2采用電流互感器接變送器來實(shí)現(xiàn)；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(shí)現(xiàn)對(duì)眾多終端配電線路進(jìn)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(yōu)點(diǎn)，有利于低壓智能配電的進(jìn)一步推廣和應(yīng)用。低壓電流互感器具有體積小、質(zhì)量輕、準(zhǔn)確度高、容量大、安裝方便等特點(diǎn)，且測量范圍比較大，二次輸出信號(hào)5A或1A，但對(duì)于遠(yuǎn)程

2、傳輸和系統(tǒng)監(jiān)控采集就沒有辦法來實(shí)現(xiàn)信息傳遞，必須通過變送器或電力儀表。針對(duì)市場需求，上海安科瑞電氣股份有限公司開發(fā)出一款A(yù)KH-0.66S系列雙繞組電流互感器,一次電流測量范圍5-6300A，二次有兩組輸出，一組輸出5A或1A，另一組輸出0-20mA，且一次電流可過載8-10倍，可直接用于系統(tǒng)采集和遠(yuǎn)傳，與ARTU-M32配套使用，可簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低成本，提高系統(tǒng)可靠性。2 產(chǎn)品設(shè)計(jì)2.1結(jié)構(gòu)特點(diǎn)AKH-0.66S系列雙繞組電流互感器結(jié)構(gòu)新穎，外形美觀大方，透明翻蓋設(shè)計(jì)有防竊電裝置，接線方便?；ジ衅魍鈿げ牧喜捎肞C/ABS合金，該材料具有耐高溫、機(jī)械強(qiáng)度高、環(huán)保等特點(diǎn)；如圖1(b)、圖2(b

3、)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(wěn)定，機(jī)械強(qiáng)度高，導(dǎo)磁率極高等特點(diǎn)；漆包線采用高強(qiáng)度漆包線，該材料具有絕緣強(qiáng)度高，耐溫性強(qiáng)等特點(diǎn)。雙繞組電流互感器是在傳統(tǒng)低壓母線式電流互感器的基礎(chǔ)上進(jìn)行研發(fā)，兼容電纜和銅排安裝方式，根據(jù)一次電流的測量范圍，5A-1250A采用一體式設(shè)計(jì)方案，主要規(guī)格有S-30I、S-40I、S-50II；1250A-6300A采用分體式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要規(guī)格有S-60II、S-80II、S-100II、S-120II、S-200II為分體式，如圖1(a)、 圖2(a)所示。 1-端子1S1；

4、 2-端子2S1； 3-端子1S2； 4-端子1S2； 5-副繞組； 6-主繞組22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(jìn)，至P2，主繞組（6）一次繞組匝數(shù)為N1，主繞組（6）二次電流I2由端子1S1（1）流出，經(jīng)過電流表至端子1S2（3），副繞組（5）二次繞組匝數(shù)為N2，副繞組（5）輸出端2S1（2）和2S2（4）輸出AC 0-20mA小電流信號(hào)，供給測控裝置采集。所以有：I1N1+ I2N2= I0N1 （1）I2N2+I3N3 = I0N2 （2）由（1）式可得：

5、I2N2= I0N1- I1N1由（2）式可得：I2N2= I0N2 - I3N3，所以可得：I0N1- I1N1= I0N2 - I3N3，即I0N1+ I3N3= I0N1+ I0N2上述式中I0為主繞組(6)的勵(lì)磁電流，I0為副繞組(5)的勵(lì)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(bǔ)償?shù)姆椒▉碚{(diào)節(jié)誤差，而副繞組(5)的誤差的補(bǔ)償是通過共同提高兩個(gè)繞組的性能來實(shí)現(xiàn)；雙繞組電流互感器的電動(dòng)勢也類似于電流互感器原理，這里不作詳細(xì)介紹。 圖33. 技術(shù)指標(biāo)與常規(guī)測量用電流互感器相比，AKH-0.66S系列雙繞組電流互感器主要技術(shù)指標(biāo)見表1 技術(shù)指標(biāo)產(chǎn)品類型

6、 一次電流二次電流容量精度過載常規(guī)電流互感器5-6300A5A或1A一般一般3倍雙繞組電流互感器5-6300A5A或1A，0-20mA大高8-10倍表1 產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo) 4產(chǎn)品應(yīng)用AKH-0.66S系列雙繞組電流互感器由于它既可以輸出5A或1A，供給電流表測量，又可以輸出交流0-20mA小電流信號(hào)，可以應(yīng)用于遙測系統(tǒng)直接采集上傳，實(shí)現(xiàn)了電流信號(hào)的遠(yuǎn)程測量；由于雙繞組電流互感器過載能力比較強(qiáng)，所以它又可以應(yīng)用于各種電動(dòng)機(jī)保護(hù)回路。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(jiān)控系統(tǒng)，是低壓智能配電系統(tǒng)的又一種高效且低成本的解決方案，

7、有利于低壓智能配電進(jìn)一步推廣和應(yīng)用。4.1應(yīng)用實(shí)例以監(jiān)控32條低壓饋線并組網(wǎng)為例，每條饋線均需測量三相電流。每條饋線的A相、C相電流采用AKH-0.66S雙繞組電流互感器采集，32條饋線用2臺(tái)ARTU-M32遙測單元測量并遠(yuǎn)程，B相電流默認(rèn)為A相與C相矢量和，見圖4(a)、圖4(b)。圖4(a) 圖4(b)4.2方案性價(jià)對(duì)比 方案采用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(tái)ARTU-M32遙測單元，成本7200元,總成本19360元。其特點(diǎn)是本地有指針表顯示電流，遠(yuǎn)程輸

8、出為數(shù)字信號(hào)，后臺(tái)采集無需再次A/D轉(zhuǎn)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(diǎn)是遠(yuǎn)程輸出為模擬信號(hào)，沒有本地顯示，后臺(tái)采集需再次A/D轉(zhuǎn)換，會(huì)應(yīng)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(diǎn)同第一項(xiàng)（顯示方式改為數(shù)字式）。綜上對(duì)比，雙繞組電流互感器與ARTU-M32配合使用，性價(jià)比最高，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)低壓配電智能化低成本

9、的多回路監(jiān)控，有利于低壓智能配電進(jìn)一步推廣和應(yīng)用。 5 報(bào)價(jià)方案型號(hào) 規(guī)格價(jià)格雙路輸出，一路用于交流電流的測量，另一路輸出直流4-20mA用于遠(yuǎn)傳，可與自控儀表如PLC配合使用，為用戶節(jié)約成本，輔助電源DC24V由PLC提供SM-50I5/AC5A/DC4-20mA52110/AC5A/DC4-20mA52115/AC5A/DC4-20mA52120/AC5A/DC4-20mA52125/AC5A/DC4-20mA52130/AC5A/DC4-20mA52140/AC5A/DC4-20mA52150/AC5A/DC4-20mA52160/AC5A/DC4-20mA52175/AC5A/DC4-

10、20mA52680/AC5A/DC4-20mA521100/AC5A/DC4-20mA521150/AC5A/DC4-20mA526200/AC5A/DC4-20mA528300/AC5A/DC4-20mA529400/AC5A/DC4-20mA531500/AC5A/DC4-20mA533600/AC5A/DC4-20mA535750/AC5A/DC4-20mA537800/AC5A/DC4-20mA5391000/AC5A/DC4-20mA5471200/AC5A/DC4-20mA562SM-60II300/AC5A/DC4-20mA526400/AC5A/DC4-20mA529500/A

11、C5A/DC4-20mA533600/AC5A/DC4-20mA537750/AC5A/DC4-20mA542800/AC5A/DC4-20mA5471000/AC5A/DC4-20mA5701200/AC5A/DC4-20mA5761250/AC5A/DC4-20mA5951500/AC5A/DC4-20mA6112000/AC5A/DC4-20mA642SM-80II600/AC5A/DC4-20mA563750/AC5A/DC4-20mA569800/AC5A/DC4-20mA5751000/AC5A/DC4-20mA5871200/AC5A/DC4-20mA6021250/AC5A/D

12、C4-20mA6111500/AC5A/DC4-20mA6232000/AC5A/DC4-20mA6442500/AC5A/DC4-20mA6683000/AC5A/DC4-20mA692SM-100II1000/AC5A/DC4-20mA6441200/AC5A/DC4-20mA6471250/AC5A/DC4-20mA6511500/AC5A/DC4-20mA6582000/AC5A/DC4-20mA6652500/AC5A/DC4-20mA6893000/AC5A/DC4-20mA7144000/AC5A/DC4-20mA765SM-120II2000/AC5A/DC4-20mA6772500/AC5A/DC4-20mA7373000/AC5A/DC4-20mA7614000/AC5A/DC4-20mA7735000/AC5A/DC4-20mA836SM-200II2000/AC5A/DC4-20mA13132500/AC5A/DC4-20mA13443000/AC5A/