雙繞組電流互感器的設(shè)計及應(yīng)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(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)測：1.采用電流互感器接多功能電力監(jiān)控儀加485通訊表實現(xiàn)多路系統(tǒng)監(jiān)測；2采用電流互感器接變送器來實現(xiàn)；、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(zhì)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(tǒng)監(jiān)控采集就沒有辦法來實現(xiàn)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(fā)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(tǒng)采集和遠傳，與ARTU-M32配套使用，可簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低成本，提高系統(tǒng)可靠性。

　　1.產(chǎn)品設(shè)計

　　1.1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(huán)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(wěn)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(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，5A-1250A采用一體式設(shè)計方案，主要規(guī)格有S-30I、S-40I、S-50II；1250A-6300A采用分體式結(jié)構(gòu)設(shè)計，主要規(guī)格有S-60II、S-80II、S-100II、S-120II、S-200II為分體式，產(chǎn)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(shù)為N1，主繞組二次電流I2由端子1S1流出，經(jīng)過電流表至端子1S2，副繞組二次繞組匝數(shù)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(shù)，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(shù)匝補償、分數(shù)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(shù)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(shù)匝補償最為理想（主繞組二次繞組匝數(shù)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(shù)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(guān)鍵。