雙繞組電流互感器的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

　　引言

　　對(duì)饋線眾多的低壓配電線路，目前主要有以下方法來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)：1.采用電流互感器接多功能電力監(jiān)控儀加485通訊表實(shí)現(xiàn)多路系統(tǒng)監(jiān)測(cè)；2采用電流互感器接變送器來(lái)實(shí)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(zhǔn)確度高、容量大、安裝方便等特點(diǎn)，且測(cè)量范新型圍比較大，二次輸出信號(hào)5A或1A，但對(duì)于遠(yuǎn)程傳輸和系統(tǒng)監(jiān)控采集就沒(méi)有辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)信息傳遞，必須通過(guò)變送器或電力儀表。針對(duì)市場(chǎng)需求，江蘇安科瑞電器制造有限公司開(kāi)發(fā)出AKH-0.66S系列雙繞組電流互感器，一次電流測(cè)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(guò)載8-10倍，可直接用于系統(tǒng)采集和遠(yuǎn)傳，與ARTU-M32配套使用，可簡(jiǎn)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(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)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(jī)械強(qiáng)度高、環(huán)保等特點(diǎn)；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(jī)械強(qiáng)度高，導(dǎo)磁率極高等特點(diǎn)；漆包線采用高強(qiáng)度漆包線，該材料具有絕緣強(qiáng)度高，耐溫性強(qiáng)等特點(diǎn)。

　　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(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(cè)量范圍，5A-1250A采用一體式設(shè)計(jì)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(jì)，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(jìn)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(guò)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(hào)，供給測(cè)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(lì)磁電流，I0′為副繞組的勵(lì)磁電流。I0和I0′是影響雙繞組電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)主要因數(shù)，而提高其準(zhǔn)確級(jí)就必須對(duì)主、副繞組進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)償誤差的常見(jiàn)方式主要有：鐵芯補(bǔ)償、整數(shù)匝補(bǔ)償、分?jǐn)?shù)匝補(bǔ)償和磁分路補(bǔ)償，因?yàn)殡p繞組電流互感器本身要考慮過(guò)載，所以主繞組誤差不需要考慮進(jìn)行鐵芯補(bǔ)償，整數(shù)匝補(bǔ)償對(duì)相位差不起作用，磁分路補(bǔ)償一般補(bǔ)償小電流10%及以下時(shí)效果好，而分?jǐn)?shù)匝補(bǔ)償最為理想（主繞組二次繞組匝數(shù)少可采用多根導(dǎo)線并繞）；因?yàn)楦崩@組一次電流一般為5A、1A，輸出為毫安級(jí)小電流信號(hào)，副繞組二次繞組匝數(shù)多，二次導(dǎo)線采用單根導(dǎo)線繞制，所以最為理想的補(bǔ)償方式就是鐵芯補(bǔ)償，使用初始導(dǎo)磁高的鐵芯（如超微晶）可提高準(zhǔn)確級(jí)，且成本低。因此運(yùn)用合理的誤差補(bǔ)償方式是提高雙繞組電流互感器準(zhǔn)確級(jí)的關(guān)鍵。