開(kāi)啟式電流互感器的設計與應用

摘要：電流互感器是電力系統中進(jìn)行電能計量、電流測和微機保護的重要設備。一般在使用過(guò)程中電流互感器的一次繞組是串聯(lián)在電力線(xiàn)路中的。二次繞組與測量?jì)x表、微機保護及自動(dòng)控制裝置連接。由于傳統電流互感器在變配電站的應用中是串接在設備中的。在初始安裝耐直接嵌接在不同回路中．變配電站電氣連接是硬連接。所以一旦電流互感器需要維修換。需要從連接處開(kāi)始拆排。維護十分不方便，但開(kāi)啟式電流互感器可帶電裝拆，安裝簡(jiǎn)單、維護方便、因此，開(kāi)啟式電流互感器將是電流測量技術(shù)的一個(gè)發(fā)展方向。開(kāi)啟式電流互感器由于結構的特殊性，所以在設計時(shí)，需要從主材料、工藝、結構等方面區區于傳統的電磁式電流互感器。
 
關(guān)鍵詞：開(kāi)口式互感器；應用；設計
 
1概述
隨著(zhù)國網(wǎng)公司對數據采集迫切性需求逐步增加，所有電力設備都必須安裝測量裝置，引入了電流互感器(CurrentTransformer，CT)，傳統電流互感器是依據電磁感應原理將一次側大電流轉換成二次側小電流來(lái)測量的一種設備，是由閉合的鐵心和繞組組成；一次側串在需要測量的電流的回路中，二次繞組匝數比較多，串接在測量?jì)x表和保護回路中。
為滿(mǎn)足測量的需要，目所有崇明戶(hù)外柱上變壓器都已安裝開(kāi)啟式電流互感器，這種開(kāi)啟式電流互感器具有安裝維護簡(jiǎn)單，具有提高生產(chǎn)效率，減少勞動(dòng)力，換無(wú)需停電，提高供電可靠率；隨著(zhù)崇明經(jīng)濟的快速發(fā)展，居民小區大量的出現，配電站、箱變逐年增多，測量設備上一直沿用穿心式電流互感器，該類(lèi)型互感器在初始安裝時(shí)簡(jiǎn)單，能滿(mǎn)足測量、保護的要求，但后期維護非常不方便，特別是換時(shí)，需要拆排換，存在安全隱患，且換時(shí)間長(cháng)，影響供電可靠率，生產(chǎn)效率低等缺點(diǎn)。由于配電站電氣采用硬連接不同于戶(hù)外配電變壓器電纜連接的特性，且相與相之間結構緊湊，戶(hù)外開(kāi)合式電流互感器不適用于與戶(hù)內配變電站。本文論述了針對于變配電站內使用的開(kāi)啟式電流互感器結構設計，用于0．4kV考核點(diǎn)的電能計量裝置的電流信號的采集，可滿(mǎn)足在變配電站的硬連接線(xiàn)路的的維護安裝的問(wèn)題。
 
2.從原材料方面
電流互感器由于開(kāi)啟式的特點(diǎn)，切割后漏抗增大，鐵損增大，直接影響著(zhù)產(chǎn)品的性能。作為主要原材料之一，鐵心的選擇尤其重要。首先，硅鋼片材料的選取主要看其鐵損的大小，直接影響鐵心的勵磁性能，下圖是兩種不同硅鋼片材料的磁化曲線(xiàn)，通過(guò)一系列計算，可以看到：對于技術(shù)參數一樣的電流互感器，鐵心選用的材料不同，對產(chǎn)品性能影響很大。
根據不同材料的磁化曲線(xiàn)，可以計算出滿(mǎn)足不同技術(shù)參數電流互感器的鐵心尺寸、鐵心勵磁性能及一系列參數，這樣就不必花費時(shí)間通過(guò)試制大量的樣品來(lái)摸索產(chǎn)品的一系列技術(shù)參數，也不會(huì )造成材料的浪費。
質(zhì)硅鋼片作為導磁材料，磁路損耗較小，考慮到真空澆注過(guò)程中應力對鐵心性能的影響及開(kāi)啟式電流互感器本身產(chǎn)品可分割的結構特點(diǎn)，鐵心的浸漆工藝需要采用真空浸漆，否則可能在生產(chǎn)過(guò)程中由于應力的影響，導致鐵心的勵磁性能發(fā)變化，影響產(chǎn)品的測量精度；而且切割后鐵心片間松散，導致由于鐵心氣隙發(fā)生擊穿，造成電流感器絕緣性能的降低。
計算電流互感器誤差用的磁化曲線(xiàn)包括H=f（B）曲線(xiàn)和φ0=f（H）曲線(xiàn)，實(shí)際使用的磁化曲線(xiàn)通常是用少數幾個(gè)小的鐵心樣件測試得出的，使用=f（B）曲線(xiàn)時(shí)，應考慮實(shí)際鐵心質(zhì)量的差異和生產(chǎn)時(shí)的工藝分散性，適當地將由曲線(xiàn)查得的值乘以一個(gè)人于1的系數。
其次，疊片系數的大小也是影響鐵心勵磁性能的一個(gè)重要參數，疊片系數越大，對于相同外形尺寸的鐵心，其勵磁性能越高。
 
3.從工藝方面
對于開(kāi)啟式電流互感器，特殊切割工藝及打磨工藝可以防止放電的產(chǎn)生。耐高溫、耐腐蝕特種控制電纜的選型使產(chǎn)品住使用時(shí)不會(huì )壽命期內由于老化產(chǎn)生故障。在設備出廠(chǎng)需要每一個(gè)產(chǎn)品均進(jìn)行試驗，確保電流互感器現場(chǎng)運行的町靠性、安令性。
 
4.從結構設計方面
對于傳統的穿心式互感器，現場(chǎng)施工安裝時(shí)需要停電，將連接的電氣設備斷開(kāi)，套上穿心式感式互感器，再恢復供電。開(kāi)合式電流互感器可在配變站中進(jìn)行不停電安裝，通過(guò)采取一定的防護措施，打開(kāi)電流互感器開(kāi)門(mén)處，套接在一次側，后將鐵心進(jìn)行閉合，用螺釘緊固，形成閉合回路。鐵心開(kāi)合處通過(guò)特殊的防銹處理，避免開(kāi)合式互感器長(cháng)期運行時(shí)，水汽侵入到互感器鐵心內形成鐵心生銹從而影響使用精度。
 
5.操作安裝方面
開(kāi)口電流互感器帶電安裝將所有接好：次線(xiàn)的開(kāi)口電流_廳感器放置現場(chǎng)，等待安裝。若現場(chǎng)一次母線(xiàn)為電纜，可進(jìn)行帶電安裝；若一次母線(xiàn)為銅排，則帶電操作對操作者要求熟練程度比較高，且要求做好絕緣防護措施；安裝互感器時(shí)，鐵心切面處不得有雜質(zhì)、灰塵等異物落入，以免影響互感器性能、精度；安裝完成后必須確認：次與電表(或其他測鰱裝置)連接良好，確保感器二次沒(méi)有開(kāi)路。
 
6.準確級選擇的原則
計費汁量用的電流互感器其準確級不低于0．5級；為了保證準確度誤差不超過(guò)規定值，一般還校驗電流感器二次負荷(伏安)，互感器二次負荷S2不大于額定負荷S2n，所選準確度才能得到保證。準確度校驗公式：S2≤S2n
二次回路的負荷l：取決于二次同路的阻抗Z2的值，則：見(jiàn)式一
 
式一
式中，Si、Zi為_(kāi)二次回路中的儀表、繼電器線(xiàn)圈的額定負荷和阻抗，RXC為二次同路中所有接頭、觸點(diǎn)的接觸電阻，一般取0.1Ω，RWL為一次回路導線(xiàn)電阻，計算公式化為：RWL=LC/(r*S)。
式中，r為導線(xiàn)的導電率，銅線(xiàn)r=53m/（Ωmm2），鋁線(xiàn)r=32m/（Ωmm2），S為導線(xiàn)截面積（mm2），LC為導線(xiàn)的計算長(cháng)度（m）。
 
7.安科瑞AKH-0.66K開(kāi)口式電流互感器產(chǎn)品選型
7.1 產(chǎn)品介紹
AKH-0.66K系列開(kāi)口式電流互感器主要應用于工業(yè)中城網(wǎng)、農網(wǎng)改造項目，安裝方便，無(wú)須拆一次母線(xiàn)，亦可帶電操作，不影響客戶(hù)正常用電，為用戶(hù)改造項目節省人力、物力、財力，提高效率。該系列電流互感器可與繼電器保護、測量以及計量裝置配套使用。
 
7.2產(chǎn)品選型
7.2.1 AKH-0.66/K開(kāi)口式電流互感器

 
表一
 
 
8.結束語(yǔ)
開(kāi)啟式互感器具有體積小，重量輕，可開(kāi)啟，便于安裝等特點(diǎn)，廣泛用十緊湊型全絕緣環(huán)網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜中、變配電站等戶(hù)內設備，住做好安全措施提可帶電安裝，安裝時(shí)直接在測量回路硬連接設備上，既可以簡(jiǎn)化安裝，實(shí)現回路的電能計量，帶電安裝又可以提高供電可靠率，減少用戶(hù)的停電時(shí)。
開(kāi)合式電流互感器町任設備小停電下作業(yè)，電流電壓采集設計為一體式結構，這樣帶電安裝時(shí)做好相關(guān)防護措施后將瓦感器打開(kāi)套入母線(xiàn)，鎖緊，同時(shí)將電壓連接線(xiàn)和母線(xiàn)連接取出電壓信號，將電壓采集旋鈕旋轉和母線(xiàn)接觸，互感器電流通過(guò)航空插頭傳輸信號，圖為開(kāi)合式互感器航空捅頭內鄭內置放開(kāi)路模塊，使安裝并未接線(xiàn)時(shí)，電流互感器二次端不會(huì )產(chǎn)生高壓，從而影響施工的人身及設備的安全。
 
【參考文獻】
[1]施勇、陳勇、潘曉波、韓冰.新型開(kāi)啟式電流互感器應用
[2]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊 2019.11版