如何選擇電流互感器?怎么選擇電流互感器?電流互感器該怎么 ?
1.精確度-在大多數應用場合,測量精確度對整個系統的效率有著直接的影響。功率計算的精確程度明顯取決于電流互感器的精確度。1級功率表可能需要精確度高于1%的電流互感器,而該精確度一般會與昂貴的材料和制造工藝相關。一個替代方案是對所應用的每一臺互感器都對功率表進行標定。考慮到每臺互感器的具體特性,允許將功率表設定在其最精確的操作模式以及將變量從一臺互感器傳遞到另外一臺互感器。正如我們在本文后面部分所看到的,了解線性度、漂移和可重復性以及對其整體不精確的讀數進行補償開啟了各種新技術研究的大門。
2.線性度-互感器的線性度指的是在整個操作模式范圍內其特性的穩定性。模擬感應部件的高線性度對大范圍一次電流進行精確測量來說必不可少,尤其是在低電流值的情況下。幾種技術只對有限的測量范圍提供良好的性能,因此將應用領域的電流限制到相當高或相當低。
3.漂移-互感器的漂移與初始系統標定無關的讀數超時持續性有關。其特性的一些變化可能由于周圍環境濕度和溫度或元件老化等原因引起。低漂移電位-意味著互感器對這些限制因素具有很高的抵抗能力-是構建高性能穩定可靠功率表的一個非常重要的特性。
4.相移-實際有效功率或能量計算的精確度不僅僅與交流電流和電壓互感器的精確度和線性度的幅度有關,而且與兩個相關值測量之間可能發生的相移有關。當然,相移應該盡可能的低。
5.集成-由于采用自供電,因此除了接到主要功率監控儀裝置的兩根輸出線之外,電流互感器不需要任何其他的接線。很多這種互感器都提供經過標定的標準輸出,以便在功率監控系統中進行集成。典型的1A和5A或333mV輸出均與市場上的大多數標準功率表相匹配。高精度功率表需要根據不能再互換的每臺互感器進行特定的標定。然后這些互感器可能會產生低電流輸出,在系統運行過程中接觸這些低電流會比傳統的1A/5A信號要安全。此外,電流輸出還幾乎不受干擾的影響,因此當需要采用長距離導線將互感器連接至功率表時應優先選用電流信號輸出而非電壓信號輸出
- 1 - 電流互感器選擇和應用原則 1、額定一次電壓和電流 電流互感器的額定一次電壓應等于或大于回路的額定一次電壓,絕緣水平應滿足有關標準。 電流互感器的額定一次電流(Ipn)應根據其所屬一次設備的額定電流或最大工作電流選擇,并應能承受該回路的額定連續熱電流(Icth)、額定短時熱電流(Ith)及動穩定電流(Idyn)。 同時,額定一次電流的選擇,應使得在額定變流比條件下的二次電流在正常運行和短路情況下,滿足該回路保護裝置的整定值選擇性和準確性要求或滿足計量及測量準確性要求。 額定一次電流(Ipn)的標準值為:10、12.5、15、20、25、30、40、50、60、75以及它們的十進位倍數或小數。
2、額定二次電流及負荷 2.1 額定二次電流 電流互感器額定二次電流(Isn)有1A和5A兩類。對于新建發電廠和變電所,各級電壓的電流互感器額定二次電流宜統一選用1A,以減輕電流互感器二次負荷,二次電纜截面可減小,節約投資。如擴建工程原有電流互感器采用5A時,額定二次電流可選用5A。 一個廠站內的電流互感器額定二次電流允許同時采用1A和5A。但同一電壓等級的電流互感器的額定二次電流一般采用相同電流值。
2.2
二次負荷 電流互感器的二次負荷可用阻抗Zb (Ω)或容量Sb (VA)表示。二者之間的關系為
當電流互感器額定二次電流Isn為5A時,數值Sb=25Zb ,當電流互感器額定二次電流Isn為1A時, Sb=Zb。 保護用電流互感器的準確級和允許極限電流,都與二次負荷有關,需要合理選擇二次負荷額定值并進行相應的驗算。 由于電子式儀表和微機繼電保護的普遍應用,互感器額定二次電流廣泛采用1A,以及保護和控制下放就地等因素,二次回路負荷大大降低,相應的電流互感器二次負荷也宜選用較低的額定值,以便降低造價和改善其結構及性能(如采用倒立式結構)。 電流互感器的二次負荷額定值(Sbn,以VA表示)可根據需要選用2.5、5、7.5、10、15、20、30、40VA。在某些特殊情況,也可選用更大的額定值。
低壓計量裝置在實際工作中常常出現電流互感器(TA)和電能表選用不當、聯用不 妥的現象,給企業造成很大損失。特別在農村用電中,存在問題更為普遍。例如,有一個 用電戶安裝了一臺20 kV·A變壓器,電工在計量裝置中配3只50/5 A的TA, 再聯用一只DT8—25(50)的電能表,一個月下來只計得用電量450 kW·h左 右。像TA變比選大、配小、準確級次不夠,電能表容量偏大、偏小等更是常見。我結 合工作實際,針對計量裝置的一些技術問題和有關規章,談一些膚淺認識,以供大家參考。1 TA的合理選用1.1 本地區用電戶多屬第Ⅳ類、第Ⅴ類電能表計量裝置,老規程要求TA準確級次為 0.5級就可以,而新的DL/T448—2000《電能計量裝置技術管理規程》要求 ,應配置準確級次為0.5S級的TA。 1.2 現在安裝的低壓電流互感器多采用穿心式,靈活性大,可根據實際負荷電流大小 選擇變比,但確定穿繞匝數要注意銘牌標注方法,否則容易出錯。通常穿繞匝數是以穿繞 入互感器中心的匝數為準,而不是以繞在外圍的匝數為準,當誤為外圍匝數時,計算計量 電能將會出現很大差錯。 1.3 TA如何選擇,簡單說來就是怎樣確定額定一次電流的問題。它應“保證其在正 常運行中的實際負荷電流達到額定值的60%左右,至少應不小于30%”。如有一臺 100 kV·A配變供制磚機生產用電,負荷率為70%左右,那么在正常生產時的實際 負荷電流約100 A,按上面所述標準選擇,就應該配置150/5 A規格的TA,這 樣就保證了輕負荷時工作電流不低于30%額定值,同時也滿足了對TA的二次側實際負 荷的要求。 1.4 TA變比選大,在實際工作中常發生。當用電處在輕負荷時,實際負荷電流將低 于TA的一次額定電流的30%,特別當負載電流低到標定電流值的10%及以下時,比 差增加,并且是負誤差。所以,為了避免TA長期運行在低值區間,對于農村負荷或變化 較大的負荷,宜選用高于60%額定值,只要最大負荷電流不超過額定值的120%即可。 1.5 TA變比選小,這種狀況僅發生在電工對實際負荷調查不清,或用電戶增加了用 電負荷的時候。曾有書上介紹TA最大工作電流可達其一次額定電流值的180%,這與 DL/T448—2000規程規定不符。TA長時間過負荷運行也會增大誤差,并且鐵 心和二次線圈會過熱使絕緣老化。所以,工作人員應經常測試實際負荷,及時調整TA變 比。2 電能表的合理選用2.1 新規程規定,對于Ⅳ類、Ⅴ類計量裝置應選用準確級次2.0級的有功電能表。 無功電能表用于Ⅳ類計量裝置時配3.0級,而對于第Ⅴ類計量裝置沒有作規定。 2.2 許多資料(也包括老的電能計量規范)介紹或規定,電能表應工作在 50%~100%標定電流范圍內,誤差才小。當它工作在30%輕載負荷以下,誤差變 化很大。特別是工作在標定電流10%以下時,因電能表的補償裝置調整限制,不能保證 其準確度,超出允許范圍的負誤差更大。所以,新頒規程提出“為提高低負荷計量的準確 性,應選用過載4倍及以上的電能表”。目前,D86系列表屬此類型,其計量負荷范圍 寬,正在廣泛推廣使用。 2.3 在低壓供電線路中,老的規程規定負荷電流為80 A及以下時,宜采用直接接入 式電能表。新規程作了修正,降為負荷電流為50 A及以下宜采用直接接入式電能表,而 且標明選配方法:“電能表的標定電流為正常運行負荷電流的30%左右。”例如,正常 運行負荷電流為30 A,按30%選擇它的標定電流就是9 A,規范D86系列表就是 選用10(40) A規格表。這樣,既保證了在輕負荷運行時不小于30%標定電流,也 滿足了滿負荷運行時不超過它的最大電流。3 TA與電能表的最優聯用3.1 新規程規定“經電流互感器接入的電能表,其標定電流宜不超過電流互感器額定 二次電流的30%,其額定最大電流應為電流互感器額定二次電流的120%左右”。老 規程沒有這樣明確規定,所以,用DT8—25(50)電能表與TA聯用是不妥的。 TA二次電流已標準化為5A,那么它的30%就是1.5 A,其額定最大電流值就是6 A,D86系列三相(單相)1.5(6) A型式的電能表就是專為配用TA設計的。 它的啟動電流只有7.5 mA,使10%的實際負載計量準確度比老式5 A電能表提高 了3.3倍,從而躲過了輕載誤差,相應提高了經濟效益。 3.2 接入非中性點絕緣系統的電能計量裝置,可采用“3只感應式無止逆單相電能表 ”,這也是新規程增加的內容。但還需注意:①與TA聯用只能采用1.5(6) A或 3(6) A兩種規格的單相電能表,而且不能簡單接用,必須經電能表檢試人員把內部接 線改成電壓、電流分開進線形式(如說明書上接線圖),接線才正確,不經分開而直接接 用屬不正確接線,它會影響TA變比產生誤差;②由于負荷性質變化,功率因數不同,計 量三相四線負荷時會出現一表反轉,注意在計算總電量時不可將三表的“代數和”錯算成 三表的“算術和”,給一方造成經濟損失。 3.3 為了保證綜合誤差在允許范圍內,TA的二次側裝接負載不能超過額定負載,否 則也會增大誤差。所以,要求TA的二次連線電阻、接觸電阻及接用儀表內阻之和不應超 過二次額定負載。規程要求采用4 mm2及以上的單芯銅質絕緣線。但是,現在的低壓計 量裝置普遍裝于計量箱內,TA二次側僅接用電能表,二次連線也很短,使用的銅質導線 電阻率又很小(不能再用鋁線了),關鍵是要把接觸電阻限制在0.1 Ω以下。TA二次 端子螺絲小且短,線粗難以壓緊,用2.5 mm2單股銅線比較軟,避免了粗線不易彎曲 壓不緊的毛病,可保證接觸電阻在0.1 Ω以下。 3.4 為了減少誤差,TA與電能表之間連線方式新規程中有更嚴格的規定。在計量裝 置中,若采用2只TA則二次繞組與電能表之間用四線連接,若采用3只TA則二次繞組 與電能表之間用六線連接,不得再采用簡化的三線或四線連接
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