测量型低压电流互感器设计及应用
时间：2011-01-19 阅读：1547
测量型低压电流互感器设计及应用
上海安科瑞电气股份有限公司
0 概述
测量用电流互感器是为指示仪表、积分仪表和其他类似电器提供电流的电流互感器。测量用电流互感器广泛用于对低压配电系统电流的测量，主要准确（对电流互感器给定的等级）级有：0.2、0.5、1、3、5等，目前应用比较广泛的测量用互感器主要为母线式电流互感器，安装方便，而且其型号、规格繁多，可根据不同规格的母排或线缆选用合理的电流互感器，以上海安科瑞的AKH-0.66型电流互感器为例来分析测量用电流互感器的运用及特点。
AKH-0.66系列电流互感器外壳采用阻燃、耐温140℃的进口聚碳酸酯注塑成形，铁芯采用取向冷轧硅钢带卷绕而成，二次导线采用高强度电磁漆包线，产品结构新颖，造型美观，安装方便，体积小，质量轻，准确度高，容量大。产品符合国标GB1208-2006。
1 电流互感器工作原理
低压电流互感器的工作原理如图1所示，电流互感器的一次绕组串联在被测线路中，I1为线路电流即电流互感器的一次电流，N1为电流互感器的一次匝数，I2电流互感器二次电流（通常为、1A），N2为电流互感器的二次匝数，Z2e为二次回路设备及连接导线阻抗。当一次电流从电流互感器P1端流进，P2端出，在二次Z2e接通的情况下，由电磁感应原理，电流互感器二次绕组有电流I2从S1流过，经Z2e至S2，形成闭合回路。由此可得电流在理想状态下I1×N1=I2×N2，所以有I1/I2=N1/N2=K，K为电流互感器的变比。
图1
2 技术指标
测量CT一次电流5-6300A，二次电流，1A，0.1A，0.0；双绕组CT一次电流5-6300A，二次电流、20mA，1A、20mA；双绕组传感器一次电流5-6300A，二次电流AC、DC4-20mA，AC1A、DC4-20mA；开口式CT一次电流100-6300A，二次电流，1A；额定工作电压AC0.66kV（等效AC0.69kV，GB156-2003）；额定频率50-60Hz；环境温度-30℃~70℃，zui高耐温120℃；海拔高度≤3000m；工频耐压3000V/1min 50Hz；用于没有雨雪直接侵袭，无严重污染及剧烈震动的场所。
3 产品分类
3.1 AKH-0.66/I型电流互感器，主要测量范围5-3000A，二次输出0-（0-1A），主要用于多（单）根电缆或单根母排穿越，适用面广，与电流表配合使用。
3.2 AKH-0.66/II型电流互感器，主要测量范围150-6300A，二次输出0-（0-1A），主要适用用于多根母排或多根电缆穿越，适用面广，二次接线端与母排安装水平面平行，与电流表配合使用。
3.3 AKH-0.66/III型电流互感器，主要测量范围150-6300A，二次输出0-（0-1A），主要适用用于（单）多根母排或多根电缆穿越，适用面广，二次接线端与母排安装水平面垂直，与电流表配合使用。
3.4 AKH-0.66/S型双绕组电流互感器电流互感器，一次测量范围5-6300A，主要适用用于（单）多根母排或多根电缆穿越，适用面广；二次两路输出，一路0-（0-1A），供给电流表测量，另一路AC0-20mA，用于远传，与ARTU-32遥测装置、或电动机保护单元配合使用。
3.5 AKH-0.66/SM型双绕组电流传感器电流互感器，，一次测量范围5-6300A，主要适用用于（单）多根母排或多根电缆穿越，适用面广；二次两路输出，一路0-（0-1A），供给电流表测量，另一路DC4-20mA，用于远传，与自控仪表PLC或DC配合使用（辅助电源DC24V由PLC或DC提供），无须使用变送器，安装接线方便，为用户节约成本。
3.6 AKH-0.66K型开口式电流互感器主要应用于工业中城网、农网改造项目，安装方便，无须拆一次母线，亦可带电操作，不影响客户正常用电，为用户改造项目节省人力、物力、财力，提率。该系列电流互感器可与继电器保护、测量以及计量装置配套使用。
4 应用实例
测量用电流互感器在低压配电系统中二次输出和1A的选择，是一些电气工程师经常遇到的问题。
2009年12月山东聊城某化工厂，各生产车间环境多为爆炸性环境，各车间电气控制室不安装在车间内，而是安装在离各车间较远的公共电气控制室，来实现对系统电流信息的集中采集，现场电流互感器与控制室之间距离大约200米，有的甚至300米，二次传输导线为2.5平方毫米，使用的电流互感器有AKH-0.66/30I 200/ 0.5级 5VA 穿心1匝 等许多规格，使用的电流表为CL72-AI，该项目比较大，该项目在将完工，部分工程试运行时，发现所有电流表显示与现场电流*不准确。
经分析，电流互感器额定容量就是电流互感器额定二次电流I2e，通过二次回路额定负载Z2e时所消耗的视在功率S2e，即，S2e=I2e²Z2e； 因数显表消耗的视在功率只有0.05VA，很小，所以我们可以不考虑，Z2e=ρ.2L/S=0.0176Ω. mm²/m×2×200 m /2.5=2.82Ω，S2e= I2e²Z2e=²×2.82Ω=70.5VA，远远大于电流互感器的额定容量5VA，所以此时应该选择200/1A的电流互感器，2010年2月份该项目更换了所有的比电流互感器，同时由于电流表为数显表，变比可以重新设定为200/1，使整个系统恢复正常。
从本实例可以得出电流互感器接数显电流表时，传输距离对比如表（一）
| 二次导线截面积（mm²） | 额定二次电流（A） | 互感器容量（VA） | 单程传输距离（m） |
| 1.5 | 5 | 2.5 | 4.2 |
| 1 | 106 | ||
| 2.5 | 5 | 5 | 14.2 |
| 1 | 355 | ||
| 4 | 5 | 10 | 45 |
| 1 | 1136 | ||
| 0.2 | 0.02 | 0.2 | 2840 |
表（一）传输距离对比
5 注意事项
5.1 电流互感器在接线时，同名端必须要保持一致，即P1、S1；P2、S2。
5.2 电流互感器在正常运行时，二次不得开路，防止二次开路产生高电压，影响人身和设备安全。
6 报价方案
6.1 AKH-0.66/I型
单位：元（RMB）
| 型号 | 规格 | 价格 | 型号 | 规格 | 价格 |
| 30I | 200/以下 | 40 | 30I | 100/1A以下 | 70 |
| 250/ | 41 | 150/1A | 75 | ||
| 300/ | 42 | 200/1A | 80 | ||
| 400/ | 50 | 300/1A | 89 | ||
| 450/ | 55 | 400/1A | 96 | ||
| 500/ | 60 | 500/1A | 113 | ||
| 40I | 200/以下 | 50 | 40I | 100/1A以下 | 76 |
| 250/ | 54 | 150/1A | 92 | ||
| 300/ | 56 | 200/1A | 116 | ||
| 400/ | 57 | 250/1A | 128 | ||
| 450/ | 63 | 300/1A | 139 | ||
| 500/ | 65 | 400/1A | 148 | ||
| 600/ | 66 | 500/1A | 158 | ||
| 750/ | 68 | 600/1A | 167 | ||
| 800/ | 71 | 800/1A | 181 | ||
| 1000/ | 76 | 1000/1A | 205 | ||
| 60I | 100/以下 | 82 | 60I | 100/1A以下 | 91 |
| 150-350/ | 63 | 150/1A | 104 | ||
| 400/ | 65 | 200/1A | 128 | ||
| 450/ | 69 | 250/1A | 139 | ||
| 500/ | 71 | 300/1A | 151 | ||
| 600/ | 74 | 400/1A | 174 | ||
| 700/ | 80 | 500/1A | 188 | ||
| 750/ | 82 | 600/1A | 195 | ||
| 800/ | 84 | 800/1A | 208 | ||
| 1000/ | 97 | 1000/1A | 218 | ||
| 1200/ | 110 | 1200/1A | 227 | ||
| 1500/ | 147 | 1500/1A | 239 | ||
| 2000/ | 177 | 2000/1A | 271 | ||
| 2500/ | 195 | 2500/1A | 302 | ||
| 80I | 250/以下 | 103 | 80I | 300/1A以下 | 227 |
| 300-500/ | 89 | 400/1A | 198 | ||
| 600/ | 91 | 500/1A | 221 | ||
| 700-750/ | 100 | 600/1A | 233 | ||
| 800/ | 107 | 800/1A | 245 | ||
| 1000/ | 123 | 1000/1A | 255 | ||
| 1200/ | 141 | 1200/1A | 260 | ||
| 1500/ | 158 | 1500/1A | 269 | ||
| 2000/ | 181 | 2000/1A | 282 | ||
| 2500/ | 205 | 2500/1A | 302 | ||
| 3000/ | 229 | 3000/1A | 332 |
6.2 AKH-0.66/S型
单位：元（RMB）
| 型号 | 规格 | 价格 | 型号 | 规格 | 价格 |
| S-30I | 5//20mA | 221 | S-30I | 5/1A/20mA | 268 |
| 10//20mA | 221 | 10/1A/20mA | 268 | ||
| 15//20mA | 221 | 15/1A/20mA | 268 | ||
| 20//20mA | 221 | 20/1A/20mA | 268 | ||
| 25//20mA | 221 | 25/1A/20mA | 268 | ||
| 30//20mA | 221 | 30/1A/20mA | 268 | ||
| 40//20mA | 221 | 40/1A/20mA | 268 | ||
| 50//20mA | 221 | 50/1A/20mA | 268 | ||
| 60//20mA | 221 | 60/1A/20mA | 268 | ||
| 75//20mA | 221 | 75/1A/20mA | 268 | ||
| 80//20mA | 221 | 80/1A/20mA | 268 | ||
| 100//20mA | 221 | 100/1A/20mA | 268 | ||
| 150//20mA | 257 | 150/1A/20mA | 315 | ||
| 200//20mA | 278 | 200/1A/20mA | 336 | ||
| S-40I | 200//20mA | 305 | S-40I | 200/1A/20mA | 368 |
| 250//20mA | 305 | 250/1A/20mA | 368 | ||
| 300//20mA | 326 | 300/1A/20mA | 389 | ||
| 400//20mA | 326 | 400/1A/20mA | 389 | ||
| 500//20mA | 368 | 500/1A/20mA | 441 | ||
| 600//20mA | 368 | 600/1A/20mA | 441 | ||
| S-50II | 600//20mA | 441 | S-50II | 600/1A/20mA | 525 |
| 750//20mA | 441 | 750/1A/20mA | 525 | ||
| 800//20mA | 441 | 800/1A/20mA | 525 | ||
| 1000//20mA | 473 | 1000/1A/20mA | 567 | ||
| 1200//20mA | 473 | 1200/1A/20mA | 567 | ||
| 1250//20mA | 473 | 1250/1A/20mA | 567 | ||
| S-60II | 300//20mA | 336 | S-60II | 300/1A/20mA | 399 |
| 400//20mA | 336 | 400/1A/20mA | 399 | ||
| 500//20mA | 378 | 500/1A/20mA | 452 | ||
| 600//20mA | 378 | 600/1A/20mA | 452 | ||
| 750//20mA | 441 | 750/1A/20mA | 536 | ||
| 800//20mA | 441 | 800/1A/20mA | 536 | ||
| 1000//20mA | 483 | 1000/1A/20mA | 588 | ||
| 1200//20mA | 504 | 1200/1A/20mA | 609 | ||
| 1250//20mA | 504 | 1250/1A/20mA | 609 | ||
| 1500//20mA | 536 | 1500/1A/20mA | 641 | ||
| 2000//20mA | 609 | 2000/1A/20mA | 725 |
6.3 AKH-0.66/K型
单位：元（RMB）
| 型号 | 规格 | 价格 | 型号 | 规格 | 价格 |
| K-30×20 | 100-400 | 350 | K-120×80 | 500-1500 | 750 |
| K-80×50 | 250-1000 | 450 | K-160×80 | 1000-5000 | 900 |
| K-80×80 | 250-1000 | 600 | | | |
注：测量型低压电流互感器可按上述报价的70%优惠供应。
7 结束语
产品已在上海、深圳、杭州、济南、内蒙古等地工矿企业工程配电监控系统中得到应用，降低了投资成本，产生了较好的社会和经济效益。