雙繞組電流互感器的設計及應用

　　引言

　　對饋線眾多的低壓配電線路，目前主要有以下方法來實現系統監測：1.采用電流互感器接多功能電力監控儀加485通訊表實現多路系統監測；2采用電流互感器接變送器來實現；、使用上述兩種方案成本高、投資大。

　　普通低壓電流互感器具有體積小、質量輕、準確度高、容量大、安裝方便等特點，且測量范新型圍比較大，二次輸出信號5A或1A，但對于遠程傳輸和系統監控采集就沒有辦法來實現信息傳遞，必須通過變送器或電力儀表。針對市場需求，江蘇安科瑞電器制造有限公司開發出AKH-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，可直接用于系統采集和遠傳，與ARTU-M32配套使用，可簡化系統結構，降低成本，提高系統可靠性。

　　1.產品設計

　　1.1結構特點

　　本產品結構新穎，外形美觀大方，透明翻蓋設計有防竊電裝置，接線方便。互感器外殼材料采用PC/ABS合金，該材料具有耐高溫、機械強度高、環保等特點；主繞組鐵芯采用有取向冷扎硅鋼片，副繞組鐵芯采用坡莫合金，該材料具有性能穩定，機械強度高，導磁率極高等特點；漆包線采用高強度漆包線，該材料具有絕緣強度高，耐溫性強等特點。

　　雙繞組電流互感器是在傳統低壓母線式電流互感器的基礎上進行研發，兼容電纜和銅排安裝方式，根據一次電流的測量范圍，5A-1250A采用一體式設計方案，主要規格有S-30I、S-40I、S-50II；1250A-6300A采用分體式結構設計，主要規格有S-60II、S-80II、S-100II、S-120II、S-200II為分體式，產品外觀及剖面圖如圖1、圖2所示。

　　圖1 AKH-0.66 S系列雙繞組電流互感器外觀圖

　　1-端子1S1；2-端子2S1；3-端子1S2；4-端子1S2；5-副繞組；6-主繞組

　　圖2剖面圖

　　1.2工作原理

　　雙繞組電流互感器的工作原理圖如圖圖3所示，新型雙繞組電流互感器一次電流I1由主繞組P1端流進P2，主繞組一次繞組匝數為N1，主繞組二次電流I2由端子1S1流出，經過電流表至端子1S2，副繞組二次繞組匝數為N2，副繞組輸出端2S1和2S2輸出AC0-20mA小電流信號，供給測控裝置采集。所以有：

　　I1×N1+I2×N2=I0×N1（1）

　　I2×N2+I3×N3=I0′×N2（2）

　　由式（1）、（2）式可得：

　　I2×N2=I0×N1-I1×N1

　　I0×N1+I3×N3=I0×N1+I0′×N2

　　式中I0為主繞組的勵磁電流，I0′為副繞組的勵磁電流。I0和I0′是影響雙繞組電流互感器的準確級主要因數，而提高其準確級就必須對主、副繞組進行補償，補償誤差的常見方式主要有：鐵芯補償、整數匝補償、分數匝補償和磁分路補償，因為雙繞組電流互感器本身要考慮過載，所以主繞組誤差不需要考慮進行鐵芯補償，整數匝補償對相位差不起作用，磁分路補償一般補償小電流10%及以下時效果好，而分數匝補償最為理想（主繞組二次繞組匝數少可采用多根導線并繞）；因為副繞組一次電流一般為5A、1A，輸出為毫安級小電流信號，副繞組二次繞組匝數多，二次導線采用單根導線繞制，所以最為理想的補償方式就是鐵芯補償，使用初始導磁高的鐵芯（如超微晶）可提高準確級，且成本低。因此運用合理的誤差補償方式是提高雙繞組電流互感器準確級的關鍵。