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的關系等問題
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為了生產和使用的方便,電流互感器的一次電流和二次電流都是規定有標準,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。當繞組的電流超過額定電流時,叫做過負荷。長期過負荷運行,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?
因為根據發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,就需要根據線路電流的大小,制作相應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,統一變成大小相近的電流。只要用一種電流規格的電氣儀表,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構和變壓器很相象,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電流互感器(以下簡稱TA)和電能表選用不當、聯用不妥的現象,給供電企業造成很大損失。特別在農村用電中 ,存在問題更為普遍。由于TA過載、輕載帶有一定的隱蔽性,在進行追補電量時無法求證一個更正系數,因此必須合理配置TA,加強用電負荷的監督檢查,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。
電流互感器變比選大的危害: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。
用電檢查人員應經常測試實際負荷,及時調整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的關系
當用戶負荷變更須變換電流互感器變比時,萬一銘牌遺失,首先,應該對電流互感器進行校驗,確定了互感器的最高一次額定電流之后,根據需要,再進行變比與匝數的換算。
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=現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,穿芯匝數為3匝,要將其變為75/5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=50×3=150A,變換為75/5后的穿芯匝數為150/75=2匝
即原穿芯匝數為3匝的50/5的電流互感器變換為75/5的電流互感器用時,穿芯匝數應變為2匝。
再如原穿芯匝數4匝的50/5的電流互感器,需變為75/5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應為200/75≈2.66匝,在實際穿芯時繞線匝數只能為整數,要么穿2匝,要么穿3匝。
當我們穿2匝時,其一次電流已變為200/2=100A了,形成了100/5的互感器,這就產生了誤差,誤差為(原變比—現變比)/現變比=(15—20)/20=--0.25即—25%,也就是說我們若還是按75/5的變比來計算電度的話,將少計了25%的電量。而當我們穿3匝時,又必將多計了用戶的電量。因為其一次電流變為200/3=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確級配置
通常電壓表、電流表、功率表準確級為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,應不低于回路內儀表的最高準確級.
五、為什么推薦選用規格為1A的電流互感器?
國際GB1208-1997《電流互感器》第4.2.2項中規定,額定二次電流標準值為1A、2A和5A,優先值為5A。但是傳輸距離較大時,1A和5A相比有較多優點:
◆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%,在設計1A系統時,一般需要計算測量和保護儀表的阻抗(忽略接觸電阻)
◆傳輸距離加大:電流互感器二次負荷計算公式S=I2Z,在相同負載下,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,當儀表和互感器安裝距離較遠(例如80米),從表2可以看出,當選用5A、10VA互感器,電線截面經計算需8mm2,如選用1A、2.5VA互感器,電線截面僅需1.5mm2
目前隨著計算機和數控儀表的普及和發展,額定二次電流為1A及以下規格的電流互感器選型已較普遍.
六、正確穿繞的方法
我們首先應根據負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為繞線匝數,應以穿入電流互感器內中的匝數為準.
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,導線應穿繞150/50=3匝,即內圈穿繞3匝,此時外圈為僅有2匝(即不論內圈多少匝,只要你是從內往外穿,那么外圈的匝數總是比內圈少1匝的,當然如果導線是從外往內穿則反之),此時若以外圈匝數計,外圈3匝則內圈實際穿芯匝數為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%。