開口式電流互感器在低壓配電系統(tǒng)中的應(yīng)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）

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

1）電氣柜運(yùn)行的時(shí)間長。

2）大部分電流互感器只是對系統(tǒng)電流進(jìn)行測量，也沒有相應(yīng)的計(jì)量裝置和保護(hù)裝置，計(jì)量裝置只有一塊供電局的總表，而對所有車間電能無法進(jìn)行考核，系統(tǒng)線路保護(hù)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(hào)。

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(shí)間，安裝常規(guī)電流互感器不方便。

5）企業(yè)生產(chǎn)時(shí)間比較緊迫，不能長時(shí)間停電。

所以如需對上述電氣進(jìn)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。

1 產(chǎn)品設(shè)計(jì)

1.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

本產(chǎn)品結(jié)構(gòu)新穎，外形美觀大方，透明翻蓋設(shè)計(jì)接線方便。外殼材料采用PC/ABS合金，具有耐高溫、機(jī)械強(qiáng)度高、環(huán)保等特點(diǎn)；鐵心采用有取向冷扎硅鋼片，具有性能穩(wěn)定，機(jī)械強(qiáng)度高，導(dǎo)磁率極高等特點(diǎn)；骨架線圈中的漆包線采用高強(qiáng)度漆包線，具有絕緣強(qiáng)度高，耐溫性強(qiáng)等特點(diǎn)，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(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，100A-5000A采用分體式設(shè)計(jì)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。

1.2 開口電流互感器工作原理

圖1

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(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，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心切開后，使鐵心的性能下將的比較厲害，所以必須將互感器的鐵心截面積加大，而且提高安匝數(shù)，將I1×N1=I2×N2≥100AN。

圖2

圖3

1.3 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(gè)過程比較快速簡單。

2 產(chǎn)品應(yīng)用

開口電流互感器主要應(yīng)用在低壓配電改造項(xiàng)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(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)可與裝置配套使用。

2.1 應(yīng)用實(shí)例

1）方案一

以半導(dǎo)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(hào)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 1.5m，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(hào)，施工時(shí)，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兩人，至少需要 3h才能拆卸完畢。互感器安裝接線 20min，安裝銅排還需要3h。那么每條饋線至少需要19h才能安裝完畢，而工廠必須停電20h左右。

圖4

圖5

2）方案二

以半導(dǎo)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(hào)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 1.5m，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(hào)，施工時(shí)，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(gè)過程只需要30min就可以完成安裝接線才能拆卸完畢，而工廠停電只需要40min左右.

所以上述方案每條饋線需要的成本對照見表1。

表1

2.2 施工細(xì)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(shí)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(hù)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，如圖6所示。

停電后將所有回路的開口電流互感器，全部同時(shí)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，如圖7、圖8所示。

圖6

圖7

圖8

最后將開口電流互感器通過我們標(biāo)配的配件將互感器固定在母排上，同時(shí)將繼電器輸出信號(hào)線連接至斷路器的輔助觸點(diǎn)，完成整個(gè)安裝過程。如圖9所示。

圖9

綜上對比，改造項(xiàng)目中使用開口式電流互感器性價(jià)比最高，可以快速實(shí)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(jìn)一步推廣和應(yīng)用。

3 結(jié)論

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(jì)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(yīng)用，降低了投資成本，產(chǎn)生了較好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。