開口式電流互感器在低壓配電系統(tǒng)中的應用

吳建明 楊廣亮 黃文濤

江蘇安科瑞電器制造有限公司，江蘇 江陰 214405；

摘 要：分析低壓開口式電流互感器的原理，結(jié)合工程實例分析開口電流互感器在低壓配電系統(tǒng)中，主要是改造項目中的應用及施工細節(jié)，為用戶快速實現(xiàn)智能配電提供解決方案，該方案具有成本低、投資少、安裝接線簡便等優(yōu)點，有利于低壓智能配電的進一步推廣和應用。

關(guān)鍵詞： 開口式電流互感器   低壓配電系統(tǒng) 改造項目  工作原理  應用 施工細節(jié)

1.引言

   目前市場大部分低壓電流互感器主要用于新項目的建設(shè)，由于經(jīng)濟的飛速發(fā)展，企業(yè)對節(jié)能減排意識逐漸提高，許多企業(yè)的電氣特點是：

①電氣柜運行的時間長；

②大部分電流互感器只是對系統(tǒng)電流進行測量，也沒有相應的計量裝置和保護裝置，計量裝置只有一塊供電局的總表，而對所有車間電能無法進行考核，系統(tǒng)線路保護裝置根本沒有，；

③諧波含量比較大場合，給APF有源濾波提供采集信號；

④大部分線路干線為大規(guī)格銅排，拆卸需要大量的人力和時間，安裝常規(guī)電流互感器不方便；

⑤企業(yè)生產(chǎn)時間比較緊迫，不能長時間停電。

所以如需對上述電氣進行改造，采用開口式電流互感器可以為用戶節(jié)約大量的投資。

2 產(chǎn)品設(shè)計

2.1結(jié)構(gòu)特點

   本產(chǎn)品結(jié)構(gòu)新穎，外形美觀大方,透明翻蓋設(shè)計接線方便。外殼材料采用PC/ABS合金，具有耐高溫、機械強度高、環(huán)保等特點；鐵芯采用有取向冷扎硅鋼片，具有性能穩(wěn)定，機械強度高，導磁率極高等特點；骨架線圈中的漆包線采用高強度漆包線，具有絕緣強度高，耐溫性強等特點，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

開口式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，100A-5000A采用分體式設(shè)計方案，主要規(guī)格有K-30×20、K-08×50、K-80×80、K-120×60、K-120×80、K-160×80、K-200×80 。

 圖1

1-骨架線圈，2-透明翻蓋，3-安裝螺母，4-接線端子，5-鐵芯，6-彈簧，7-外殼，8-安裝螺釘。

2.2開口電流互感器工作原理

    開口低壓電流互感器的工作原理如圖1所示，開口電流互感器的一次繞組串聯(lián)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(shù)，I2電流互感器二次電流（通常為5A、1A），N2為電流互感器的二次匝數(shù)，Z2e為二次回路設(shè)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(jīng)Z2e至S2，形成閉合回路。由此可得電流在理想狀態(tài)下I1×N1=I2×N2，所以有I1/I2=N1/N2=K，K為電流互感器的變比。但是由于開口式電流互感器的鐵芯切開后，使鐵芯的性能下將的比較厲害，所以必須將互感器的鐵芯截面積加大，而且提高安匝數(shù)，將I1×N1=I2×N2≥100AN。

 注：圖3中  1-開口電流互感器的上體，2-開口電流互感器的下體，3-安裝螺絲、螺母

 2．3產(chǎn)品安裝

    如圖3所示，將互感器的安裝螺絲、螺母打開，卸下互感器的下體，將互感器的上體裝入配電系統(tǒng)的一次母排，合上互感器的下體，將互感器的安裝螺絲穿過互感器上、下體的固定孔，擰上螺母，將互感器的上、下體固定在一起，然后將互感器通過互感器兩側(cè)的安裝固定孔將互感器固定在母排上，完成互感器的安裝。然后將互感器的二次接到測量裝置。整個過程比較快速簡單。       

3.應用

   開口電流互感器主要應用在低壓配電改造項目中，開口式電流互感器同常規(guī)閉口互感器一樣輸出為標準的5A或1A，測量精度高，容量大，可與測量儀器、儀表配套使用，部分產(chǎn)品過載能力強可與裝置配套使用。

3.1應用實例

   方案（一），以半導體行業(yè)上海某公司低壓饋線為例如圖4所示，每條饋線均需測量三相電流,將電流信號供給繼電器,以防止系統(tǒng)電流過載或短路。每條饋線的A相、B相、C相的一次母排規(guī)格為120×10×3，銅排高度1.5米，每相額定電流為2500A,采用AKH-0.66/120×50II 閉口式電流互感器采集電流信號，施工時,必須拆卸每相銅排,每相銅排重量為480kg,所以安裝人員至少需要2人,至少需要3個小時才能拆卸完畢。互感器安裝接線20分鐘,安裝銅排還需要3個小時.那么每條饋線至  少需要19個小時才能安裝完畢,而工廠必須停電20小時左右.

   方案（二），以半導體行業(yè)蘇州某公司同樣的低壓饋線為例如圖5所示，每條饋線均需測量三相電流,將電流信號供給測量儀表。每條饋線的A相、B相、C相的一次母排規(guī)格為120×10×3，銅排高度1.5米，每相額定電流為2500A,采用AKH-0.66/K-120×60 開口式電流互感器采集電流信號，施工時,無須拆卸每相銅排,一名安裝人員只要將互感器打開安裝螺絲\螺母,將互感器套在母排上,合上互感器,再用螺絲\螺母固定好,再將互感器固定在母排上,整個過程只需要30分鐘就可以完成安裝接線才能拆卸完畢,而工廠停電只需要40分種左右.

   所以上述方案每條饋線需要的成本對照如表(一)

如表(一)

3.2施工細節(jié)

   根據(jù)我公司上述產(chǎn)品規(guī)格書中的參數(shù)，并根據(jù)用戶現(xiàn)場的實際情況選用合適的開口電流互感器

將繼電器或測量儀表與保護用開口電流互感器二次接好，確保電流互感器二次不能開路，將開口電流互感器上、下兩部分都打開，并注意電流互感器的P1面上、下兩部分一致，并將繼電器在現(xiàn)場安裝好，所有現(xiàn)場全部放置好，大電流一次母線穿銅排場合等待停電，如下圖所示：

   停電后將所有回路的開口電流互感器，全部同時安裝在母排上，并將開口電流互感器上、下兩部分通過螺絲、螺母安裝好，如下圖所示：

   最后將開口電流互感器通過我們標配的配件將互感器固定在母排上，同時將繼電器輸出信號線連接至斷路器的輔助觸點，完成整個安裝過程。如下圖所示：

   綜上對比，改造項目中使用開口式電流互感器性價比最高，可以快速實現(xiàn)對低壓配電智能化低成本的多回路監(jiān)控，有利于低壓智能配電進一步推廣和應用。                         

4 結(jié)束語

   開口式電流互感器已在上海、蘇州、深圳、云南、重慶、杭州、天津、濟南、西安、內(nèi)蒙古等地工礦企業(yè)工程配電監(jiān)控系統(tǒng)中得到應用，降低了投資成本，產(chǎn)生了較好的社會和經(jīng)濟效益。

　　文章來源于：《電氣技術(shù)》2012年8期。

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