張林鋒
（安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801)
摘 要：分析電流互感器的原理，介紹了特殊測(cè)量用途電流互感器即計(jì)量用電流互感器在低壓配電系統(tǒng)中的應(yīng)用，同時(shí)結(jié)合工程實(shí)例中的錯(cuò)誤接線分析會(huì)給計(jì)量造成的影響。
關(guān)鍵詞 低壓配電系統(tǒng) 計(jì)量用電流互感器 工作原理 接線方式
1.引言
隨著我國(guó)電力系統(tǒng)不斷完善和發(fā)展，以及低壓配電系統(tǒng)的自動(dòng)化程度不斷提高，計(jì)量用電流互感器作為低壓配電系統(tǒng)中的一種重要電氣元件，已被廣泛地應(yīng)用于電力計(jì)量監(jiān)測(cè)裝置之中。
2.電流互感器工作原理
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(lián)在被測(cè)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(dǎo)線阻抗。當(dāng)一次電流從電流互感器P1端流進(jìn)，P2端出，在二次Z2e接通的情況下，由電磁感應(yīng)原理，電流互感器二次繞組有電流I2從S1流過(guò)，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。
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圖1
3.計(jì)量用電流互感器的選型
計(jì)量用電流互感器是特殊用途測(cè)量用電流互感器，準(zhǔn)確級(jí)為0.2S和0.5S，與計(jì)費(fèi)電能表和計(jì)量裝置配合使用的電流互感器。
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圖2 AKH-0.66 計(jì)量用電流互感器
3.1根據(jù)目前國(guó)家電網(wǎng)公司計(jì)量規(guī)范Q/GDW 572—2010，由國(guó)家統(tǒng)一招標(biāo)，統(tǒng)一要求、統(tǒng)一管理的計(jì)量用電流互感器主要有LQZJ-0.66、LMZD-0.66，其主要特點(diǎn)見表1
表1 AKH-0.66測(cè)量用電流互感器的型號(hào)規(guī)格
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電流互感器型號(hào) |
輸入、輸出 |
主要規(guī)格 |
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LQZJ4-0.66系列 |
輸入：30-1500A 輸出：0-5A（0-1A） |
LQZJ4-0.66/30、LQZJ4-0.66/40、 LQZJ4-0.66/50 |
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LMZD-0.66系列 |
輸入：10-1500A 輸出：0-5A（0-1A） |
LMZD1-0.66、LMZD2-0.66、 LMZD3-0.66 、LMZD4-0.66 LFZD-0.66 |
3.2根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越多的企業(yè)根據(jù)自己內(nèi)部計(jì)量的要求，選用低成本、安裝方便計(jì)量準(zhǔn)確的母線式電流互感器，主要型號(hào)有AKH-0.66，其主要特點(diǎn)見表2
表2 AKH-0.66測(cè)量用電流互感器的型號(hào)規(guī)格
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電流互感器型號(hào) |
輸入、輸出 |
主要規(guī)格 |
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AKH-0.66/G系列 |
輸入：5-3000A 輸出：0-5A（0-1A） |
G-30I、G-40I、G-60I、G-80I、 G-60I、G-60II、G-80II、G-100II |
4.計(jì)量用電流互感器在低壓配電系統(tǒng)中的問(wèn)題及應(yīng)用實(shí)例
計(jì)量用電流互感器在低壓配電系統(tǒng)中，準(zhǔn)確級(jí)0.2級(jí)、0.2S級(jí)區(qū)分是用戶經(jīng)常碰到的問(wèn)題，以及錯(cuò)誤接線（極性接反）對(duì)計(jì)量的影響。
4.1準(zhǔn)確級(jí)0.2級(jí)、0.2S級(jí)區(qū)別見表3
表3誤差和相位差限值
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準(zhǔn)確級(jí) |
在下列額定電流（%）下的 電流誤差 （ ±%） |
在下列額定電流（%）下的相位差 |
|||||||||||||
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±（′） |
±crad |
||||||||||||||
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1 |
5 |
20 |
100 |
120 |
1 |
5 |
20 |
100 |
120 |
1 |
5 |
20 |
100 |
120 |
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0.2 |
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0.75 |
0.35 |
0.2 |
0.2 |
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30 |
15 |
10 |
10 |
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0.9 |
0.45 |
0.3 |
0.3 |
|
0.2S |
0.75 |
0.35 |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
30 |
15 |
10 |
10 |
10 |
0.9 |
0.45 |
0.3 |
0.3 |
0.3 |
4.2計(jì)量用電流互感器的錯(cuò)誤接線（極性接反）對(duì)計(jì)量的影響
（1）計(jì)量接線方式三相三線
正確接線時(shí)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(shí)，Uab=Ucb=√3U，Ia=Ic=√3I，即，P=3UI cosφ
假如A相電流互感器極性接反，祥見圖2
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圖2
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(cuò)誤接線時(shí)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(shù)cosφ=0.9，則當(dāng)A相計(jì)量互感器極性接反，漏計(jì)電能為實(shí)際計(jì)量電能的：
P/ P´-1=3UIcosφ/UI sinφ-1=3×0.9/0.4359-1=5.19倍;
準(zhǔn)確的接線如圖3
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圖3
(2)計(jì)量接線方式三相四線
正確接線時(shí)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(shí)，Ua=Ub=Uc=U，Ia=Ib=Ic=I，即，P=3UIcosφ
假如A相電流互感器極性接反，祥見圖4
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圖4
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(cuò)誤接線時(shí)的有功功率為：
P´=Pa+Pb+Pc=-UaIa.cosφa+Ub.Ib.cosφb+ Uc.Ic.cosφc= UIcosφ;
則當(dāng)A相計(jì)量互感器極性接反，漏計(jì)電能為實(shí)際計(jì)量電能的：
P/ P´-1=3UIcosφ/UIcosφ-1=2倍;
準(zhǔn)確接線如圖5
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圖5
4.3電流互感器使用過(guò)程中的注意事項(xiàng)
4.3.1電流互感器在接線時(shí)，同名端必須要保持一致，即P1、S1；P2、S2。
4.3.2電流互感器在正常運(yùn)行時(shí)，二次不得開路，防止二次開路產(chǎn)生高電壓，影響人身和設(shè)備安全。
5.結(jié)束語(yǔ)
本文對(duì)低壓配電系統(tǒng)中的不同類型電流互感器進(jìn)行了簡(jiǎn)單概述，推薦給電力系統(tǒng)各位專家和電氣工程師們參考，有利于不同類型低壓電流互感器在低壓智能配電系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
[1]安科瑞電氣股份有限公司.電量傳感器選型手冊(cè),201407版.
[2]任致遠(yuǎn)，周中.電力電測(cè)數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南,中國(guó)電力出版社，2007.
作者簡(jiǎn)介：張林鋒，男，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向?yàn)殡娏總鞲衅髟O(shè)計(jì)，手機(jī)：18702112036，座機(jī)：021-69155719，QQ:2880157876