摘要,下文介紹什么是電流互感器變比?電流互感器變比怎么選更合理?電流互感器變比匝數(shù)的關(guān)系等問題
一、什么是電流互感器變比
電流互感器既然用來變電流,那么它最主要的參數(shù)就是電流比。一次電流I1與二次電流I2之比,叫做實際電流比,一般用K表示,即:K=I1/I2為了生產(chǎn)和使用的方便,電流互感器的一次電流和二次電流都是規(guī)定有標(biāo)準(zhǔn),叫做額定一次電流和額定二次電流。額定電流的意思就是說,在這個電流下,繞組可以長期通電而不被燒壞。當(dāng)繞組的電流超過額定電流時,叫做過負(fù)荷。長期過負(fù)荷運(yùn)行,會把繞組燒壞或降低互感器的壽命。這樣,額定一次電流I1n與額定二次電流I2n之比,就叫做額定電流比,用Kn表示,簡稱為電流比。
因此,一般所謂電流互感器的電流比,都是指它的額定電流比,即Kn=I1n/I2n
電流互感器銘牌中的電流比
二、電流互感器為什么有電流互感器電流比變比?
因為根據(jù)發(fā)電和用電的不同情況,線路上的電流大小不一,而且相差懸殊,有的只有幾安,有的卻大至幾萬安。要直接測量這些大大小小的電流,就需要根據(jù)線路電流的大小,制作相應(yīng)為幾安直到幾萬安不同的許多電流表和其他電氣儀表。這樣就會給儀表制造帶來極大的困難。此外,有的線路是高壓的,例如22萬伏或1萬伏等高壓輸電供電線路,要直接用電氣儀表測量高壓線路上的電流,那是極其危險的,也是絕對不允許的。
如果在線路上接入電流互感器變電流,那么就可以把線路上大大小小的電流,按不同的比例,統(tǒng)一變成大小相近的電流。只要用一種電流規(guī)格的電氣儀表,例如通用的電流為5A的電氣儀表,就可以通過電流互感器,測量線路上小至幾安和大至幾萬安的電流。同時電流互感器的基本結(jié)構(gòu)和變壓器很相象,它也有兩個繞組,一個叫原邊繞組或一次繞組;一個叫副邊繞組或二次繞組。兩個繞組之間有絕緣,使兩個繞組之間有電的隔離。電流互感器在運(yùn)行時一次繞組W1接在線路上二次繞組W2接電氣儀表,因此在測量高壓線路上的電流時,盡管原邊電壓很高,但是副邊電壓卻很低,操作人員和儀表都很安全。
三、電流互感器變比不合理有什么危害?
在 實際工作中電能計量裝置常常出現(xiàn)電流互感器(以下簡稱TA)和電能表選用不當(dāng)、聯(lián)用不妥的現(xiàn)象,給供電企業(yè)造成很大損失。特別在農(nóng)村用電中 ,存在問題更為普遍。由于TA過載、輕載帶有一定的隱蔽性,在進(jìn)行追補(bǔ)電量時無法求證一個更正系數(shù),因此必須合理配置TA,加強(qiáng)用電負(fù)荷的監(jiān)督檢查,減少電量損失。
電流互感器變比選小的危害:這種狀況僅發(fā)生在電工對實際負(fù)荷調(diào)查不清,或用電戶增加了用電負(fù)荷的時候。曾有書上介紹TA最大工作電流可達(dá)其一次額定電流值的180%,這與DL/T448―2000規(guī)程規(guī)定不符。TA長時間過負(fù)荷運(yùn)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(yīng)經(jīng)常測試實際負(fù)荷,及時調(diào)整TA變比。
電流互感器變比選大的危害:在實際工作中常發(fā)生。當(dāng)用電處在輕負(fù)荷時,實際負(fù)荷電流將低于TA的一次額定電流的30%,特別當(dāng)負(fù)載電流低到標(biāo)定電流值的10%及以下時,比差增加,并且是負(fù)誤差。所以,為了避免TA長期運(yùn)行在低值區(qū)間,對于農(nóng)村負(fù)荷或變化較大的負(fù)荷,宜選用高于60%額定值,只要最大負(fù)荷電流不超過額定值的120%即可。
用電檢查人員應(yīng)經(jīng)常測試實際負(fù)荷,及時調(diào)整TA變比。
四、怎么選合理的選擇電流互感器變比?
電流互感器電流比跟穿心匝數(shù)的關(guān)系
當(dāng)用戶負(fù)荷變更須變換電流互感器變比時,萬一銘牌遺失,首先,應(yīng)該對電流互感器進(jìn)行校驗,確定了互感器的最高一次額定電流之后,根據(jù)需要,再進(jìn)行變比與匝數(shù)的換算。
換算公式舉例:
最高一次額定電流為150A的電流互感器要作50/5的互感器使用,換算公式為:
一次穿芯匝數(shù)=現(xiàn)有電流互感器的最高一次額定電流/需變換互感器的一次電流=150/50=3匝
即變換為50/5的電流互感器,一次穿芯匝數(shù)是3匝。
由此推算出最高一次額定電流,如原電流互感器的變比為50/5,穿芯匝數(shù)為3匝,要將其變?yōu)?5/5的互感器使用時,首先,計算出最高一次額定電流:最高一次額定電流=原使用中的一次電流×原穿芯匝數(shù)=50×3=150A,變換為75/5后的穿芯匝數(shù)為150/75=2匝
即原穿芯匝數(shù)為3匝的50/5的電流互感器變換為75/5的電流互感器用時,穿芯匝數(shù)應(yīng)變?yōu)?匝。
再如原穿芯匝數(shù)4匝的50/5的電流互感器,需變?yōu)?5/5的電流互感器使用,我們先求出最高一次額定電流為50×4=200A,變換使用后的穿芯匝數(shù)應(yīng)為200/75≈2.66匝,在實際穿芯時繞線匝數(shù)只能為整數(shù),要么穿2匝,要么穿3匝。
當(dāng)我們穿2匝時,其一次電流已變?yōu)?00/2=100A了,形成了100/5的互感器,這就產(chǎn)生了誤差,誤差為(原變比—現(xiàn)變比)/現(xiàn)變比=(15—20)/20=--0.25即—25%,也就是說我們?nèi)暨€是按75/5的變比來計算電度的話,將少計了25%的電量。而當(dāng)我們穿3匝時,又必將多計了用戶的電量。因為其一次電流變?yōu)?00/3=66.66A,形成了66.6/5的互感器,誤差為(15—13.33)/13.33=0.125即按75/5的變比計算電度時多計了12.5%的電度。所以當(dāng)不知道電流互感器的最高一次額定電流時,不能隨便更換變比,否則極易造成計量誤差。
測量和計量儀表與互感器間準(zhǔn)確級配置
通常電壓表、電流表、功率表準(zhǔn)確級為1.5~2.5級;頻率表為0.5級;與儀表連接的分流器,附加電阻,電量變送器為0.5級.
相配置的互感器準(zhǔn)確級,如僅作電壓,電流測量用,一般不低于1級,非重要回路電流表(2.5級),可使用3級;如組合使用,應(yīng)不低于回路內(nèi)儀表的最高準(zhǔn)確級.
五、為什么推薦選用規(guī)格為1A的電流互感器?
國際GB1208-1997《電流互感器》第4.2.2項中規(guī)定,額定二次電流標(biāo)準(zhǔn)值為1A、2A和5A,優(yōu)先值為5A。但是傳輸距離較大時,1A和5A相比有較多優(yōu)點(diǎn):
◆線路功耗降低,線路功率與通過電流平方成正比,二次電流為1A的互感器和5A相比降低功耗25倍,即1A的功率僅5A的4%,在設(shè)計1A系統(tǒng)時,一般需要計算測量和保護(hù)儀表的阻抗(忽略接觸電阻)
◆傳輸距離加大:電流互感器二次負(fù)荷計算公式S=I2Z,在相同負(fù)載下,二次電流為1A互感器的傳輸距離是5A的25倍,這樣可避免選5/1A中間互感器或選用大容量互感器.
◆電線截面減小:大中型工廠,當(dāng)儀表和互感器安裝距離較遠(yuǎn)(例如80米),從表2可以看出,當(dāng)選用5A、10VA互感器,電線截面經(jīng)計算需8mm2,如選用1A、2.5VA互感器,電線截面僅需1.5mm2
目前隨著計算機(jī)和數(shù)控儀表的普及和發(fā)展,額定二次電流為1A及以下規(guī)格的電流互感器選型已較普遍.
六、正確穿繞的方法
我們首先應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的大小確定互感器的倍率,然后將一次線按要求從互感器的中心穿繞,注意不能以繞在外圈的匝數(shù)為繞線匝數(shù),應(yīng)以穿入電流互感器內(nèi)中的匝數(shù)為準(zhǔn).
如最大變流比為150/5的電流互感器,其一次最高額定電流為150A,如需作為50/5的互感器來用,導(dǎo)線應(yīng)穿繞150/50=3匝,即內(nèi)圈穿繞3匝,此時外圈為僅有2匝(即不論內(nèi)圈多少匝,只要你是從內(nèi)往外穿,那么外圈的匝數(shù)總是比內(nèi)圈少1匝的,當(dāng)然如果導(dǎo)線是從外往內(nèi)穿則反之),此時若以外圈匝數(shù)計,外圈3匝則內(nèi)圈實際穿芯匝數(shù)為4匝,變換的一次電流為150/4=37.5A,變成了37.5/5的電流互感器,倍率為7.5,而在抄表中工作人員是以50/5、倍率為10的電流互感器來計算電度的,其誤差為:(10-7.5)/7.5=0.33即多計電度33%。