計量型低壓電流互感器設計與應用

低壓電流互感器的工作原理如圖1所示，電流互感器的一次繞組串聯在被測線路中，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，I2電流互感器二次電流（通常為、1A），N2為電流互感器的二次匝數，Z2e為二次回路設備及連接導線阻抗。當一次電流從電流互感器P1端流進，P2端出，在二次Z2e接通的情況下，由電磁感應原理，電流互感器二次繞組有電流I2從S1流過，經Z2e至S2，形成閉合回路。由此可得電流在理想狀態下I1×N1=I2×N2，所以有I1/I2=N1/N2=K，K為電流互感器的變比。

 

 

 

 

一次電流測量范圍5-2000A，二次電流，1A；額定工作電壓AC0.66kV（等效AC0.69kV，GB156-2003）；額定頻率50-60Hz；環境溫度-30℃~70℃，zui高耐溫120℃；海拔高度≤3000m；工頻耐壓3000V/1min 50Hz；用于沒有雨雪直接侵襲，無嚴重污染及劇烈震動的場所。

 

 

計量用電流互感器在低壓配電系統中，準確級0.2級、0.2S級區分是用戶經常碰到的問題，以及錯誤接線（極性接反）對計量的影響。

 

3.1 準確級0.2級、0.2S級區別見表1

表1 誤差和相位差限值

 

3.2 錯誤接線（極性接反）對計量的影響

（1）計量接線方式三相三線

正確接線時的有功功率為：P=Pa+ Pc =UabIa.cos（30°+φa）+ Ucb.Ic.cos（30°-φc）；三相電路平衡時，Uab=Ucb=√3U，Ia=Ic=√3I，即，P=3UI cosφ；假如A相電流互感器極性接反，祥見接線圖（a）和相量圖（b）

 

 

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；

所以錯誤接線時的有功功率為：

P´=Pa´+ Pc´=Uab.Ia.cos（210°+φa）+ Ucb.Ic.cos（30°-φc）=UIsinφ;

若功率因數cosφ=0.9，則當A相計量互感器極性接反，漏計電能為實際計量電能的：

P/ P´-1=3UIcosφ/UI sinφ-1=3×0.9/0.4359-1=5.19倍;

 

（2）計量接線方式三相四線

正確接線時的有功功率為：P=Pa+ Pb+ Pc =UaIa.cosφa+ Ub.Ib.cosφb+Uc.Ic.cosφc；三相電路平衡時，Ua=Ub=Uc=U，Ia=Ib=Ic=I，即，P=3UIcosφ

假如A相電流互感器極性接反，祥見接線圖（c）和相量圖（d）

 

 

 

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；

所以錯誤接線時的有功功率為：

P´=Pa+Pb+Pc=-UaIa.cosφa+Ub.Ib.cosφb+ Uc.Ic.cosφc= UIcosφ;

則當A相計量互感器極性接反，漏計電能為實際計量電能的：

P/ P´-1=3UIcosφ/UIcosφ-1=2倍；

 

3.3在使用過程中的注意事項

（a）電流互感器在接線時，同名端必須要保持一致，即P1、S1；P2、S2。

（b）電流互感器在正常運行時，二次不得開路，防止二次開路產生高電壓，影響人身和設備安全。

 

 

 

 

產品已在上海、深圳、杭州、濟南、內蒙古等地工礦企業工程配電監控系統電能計量中得到應用，降低了投資成本，產生了較好的社會和經濟效益。