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文檔簡介

1、電流互感器問答15.當有幾種表計接于同一組電流互感器時,其接線順序如何? 答:其接線順序是:指示儀表、電度儀表、記錄儀表和發送儀表。16.使用電流互感器應注意的要點有哪些?答:(I)電流互感器的配置應滿足測量表計、自動裝置的要求。(2)要合理選擇變比。 (3)極性應連接正確。(4)運行中的電流互感器二次線圈不許開路.(5)電流互感器二次應可靠接地。 (6)二次短路時嚴禁用保險絲代替短路線或短路片。 (7)二次線不得纏繞。17.電流互感器的輪校周期和檢修項目是什么?答;計量用和作標準用的儀器和有特殊要求的電流互感器校驗周期為每兩年一次,一般儀用互感器核驗周期為每四年一次。儀用互感器的檢驗項目為:

2、校驗一、二次線圈極性;測定比差和角差;測量絕緣電阻、介質損失以及而壓試驗.18.怎樣根據電流互感器二次阻抗正確選擇二次接線的截面積?答:可根據下式計算進行選擇SLm / Z(rq+ri+rc).式中 S連接導線的截面積Lm連接導線的計算長度m,單機接線Lm=2L,星形接線Lm=L,不完全星形接線Lm=3導線電阻率mm2/mZ對應于電流互感器準確等級的二次負荷額定阻抗,可從銘牌查出。rq為儀表電流線圈的總阻抗; rj為繼電器電流線圈的總阻抗 rc連接二次線的接觸電阻一般取0.0519.電流互感器二次為什么要接地? 答:二次接地后可以防止一次絕緣擊穿,二次串入高壓,威脅人身及設備的安全,屬于保護接

3、地。接地點應在端子k2處,低壓電流互感器一般采用二次保護接零的方式。20對電流互感器如何進行技術管理? 答:(1)電流互感器以及其它計量設備必須做好臺帳,有專人管理。并做好互感器轉移記錄。(2)在供電企業內應建立各種相應的技術檔案和管理制度,包括出廠原始記錄、資料。歷年修校記錄、檢修工藝規程和質量標準. (3)對計量用電流互感器的安裝、更換、移動、校驗、拆除、加封和接線工作均由供電企業負責,加強電能計量管理。21.對低壓互感器安裝有什么要求?答:電流互感器的一次導線要滿足安全工作電流要求。二次線的截面不小于1.5mm2的絕緣銅線,其導線本身及串接其它僅表的阻抗值應小于或等于各互感器的規定值。兩

4、只電流互感器間以及互感器與儀表和配電箱壁上下間距離大于或等于80mm,左右間距離大于或等于50mm.外漏鐵芯要可靠接地,并保證二次接線不許開路.22.對計量用電流互感器精度有哪些要求?答:裝設在變壓器、發電機和廠用電線路上和一般性用戶計費用的電流互感器采用0.5級的專用互感器;對月售電量在100萬kw·h及以上的用戶應用0.2級的專用互感器。23.更換電流互感器應注意哪些問題?答:在采取安全措施的條件下更換電流互感器其中的一只時,需要選用變比相同、極性相同、使用電壓等級相符,伏安特性相近、試驗合格的去更換。對一組電流互感器全部更換的,要考慮更換后定值以及儀表的倍率,同時要注意用戶帳卡

5、收費倍率的變更。24.電流互感器長時間過負荷運行有什么影響?答:(1)電流互感器誤差增大,影響指示儀表以及計量的準確性。(2)由于超負荷運行,鐵芯和二次線圈過熱,使絕緣老化快,甚至出現損壞等情況。25.運行中的電流互感器易出現哪些問題?答:運行中的電流互感器可能出現二次開路、發熱、冒煙、接線螺絲松動、聲響異常等問題,因此要經常檢查接頭有無過熱、有無聲響、有無異味、絕緣部分有無破壞和放電現象。26.為什么有時電流互感器二次側開路,并沒有發現什么異?,F象?答:這主要是因為一次回路中沒有負載電流或負載電流很小,這時勵磁電流很小,鐵芯沒有飽和,因此就不會發生什么異常現象。因此,。在運行中,如果發現電流

6、互感器二次開路,則應及時停電進行處理,負荷如果不允許停電時,應先將一次測的負荷電流減小,然后用絕緣工具進行處理。27.怎樣進行電流互感器故障檢查與處理?答:電流互感器在正常運行中。聽不到“嗡嗡”聲,如果二次開路或過載;會發出較大的“嗡嗡”聲,這時通過電流表監視電流互感器是否二次側開路。電流互感器二次回路斷線時,二次電流消失,這時應速將電流互感器二次短路。在短路時發現有較大的火花時,則說明短路有效;若沒有火花。還須另找故障點,做此項工作時應使用可靠的保安用具,防止開路電壓及火花傷人。28.三相三線電度表有其中一相電流互感器二次極性接反,計測電量的更正系數是多少? 答:若A相電流互感器極性接反,其

7、更正系數為: 對于值應取更正接線后一個月的平均功率因數角。29.某用戶安裝三相四線電度表加配一次匝數為3匝、變比為50/5的電流互感器計收電費,安裝時誤將電流互感器一次匝數分別穿為1匝、2匝、3匝,而收費按50/5計算,現已抄見電量1000kw·h,若在三相負載基本平衡的情況下,如何計算更正電量?解;更正系數30.使用50/5穿芯電流互感器,一次線圈要求繞2匝,而我們只繞三匝,充當100/5流互感器使用,這樣對電度表計量有無影響?答:這樣使用對電能計量沒有影響,但此時計算電量的倍率是20才為正確。在電流互感器一次安匝數相等的情況下,增加一次線圈匝數,可減小倍率;反之,減少匝數時,可增

8、大倍率,對計量一般沒有影響電流互感器二次負擔之二次電纜負擔?我們知道CT二次負擔包括二次電纜及負載(繼電器、儀表等)。在這里說一下二次電纜負擔的計算方法,可以為我們CT選型及二次電纜選型提供依據。我們知道導線電阻=L/S,為導體的電阻率,銅的電阻率為0.0172,L為導體長度,單位米,S為導體截面,單位平方毫米。 舉個例子,CT為星接,CT與控制室距離100米,那么每相CT電纜的負擔為: 采用1.5平方電纜時: 0.0172×200/1.5=2.3歐 采用2.5平方電纜時: 0.0172×200/2.5=1.376歐 距離50米時1.5平電纜1.15歐,2.5平電纜0.7歐

9、。 就地安裝時2.5平線為0.07歐與繼電器阻抗持平。 一般繼電器的功率為1VA左右,微機保護每相功率也在1VA左右,折算到阻抗為0.04歐。即便是3-4塊繼電器串在一起,也只是0.1歐多一點,所以CT的二次負擔當CT與保護安裝處的距離超過50米時主要體現在二次電纜的電阻上。 假設CT二次負擔為20VA,即0.8歐,保護安裝處距離CT100米。那么需要電纜二次截面至少應為 S=200×0.0172/0.8=4.3平方毫米,這時只能選擇6平電纜或2芯2.5平電纜并聯才能滿足CT二次負擔要求。 淺談電流互感器在低壓配電中的失真問題關鍵詞:電流互感器 變比 總阻抗 失真 <- 樣本內

10、容 -> 一、 引言 我們天津化工廠屬氯堿化工企業,我所在的制堿分廠主要將電解工序NaOH溶液,NaOH濃度為32%液堿及電解液經過蒸發工序,包括三效順流蒸發及降膜雙效逆流蒸發,制成濃度為42%、45%、50%的液堿,這些液堿一部分直接做為產品銷售,一部分45%-50%液堿被輸送固堿工序進行大鍋熬制,再經過片堿機制成濃度為99.5%的片堿,進行片堿銷售。在我分廠中的各類堿泵為低壓配電中的主要負荷,對于帶動堿泵的電機的電流監測在各生產工序中是普遍的和必須的。低壓三相異步電動機在運行中的電流監測是對泵運行狀況以及工藝運行狀況監控的一個有效手段,電機電流被作為一項工藝控制指標用來對設備及工藝進

11、行監控,因此對于電流指示的誤差要求越小越好。二、 存在的問題:在老雙效蒸發改造為三效蒸發期間,新的機泵配電安裝后,調試時我們遇到了這樣的問題,就是電流表指示值遠遠低于實際值,現挑選不同功率電機列表詳述它們的失真情況,具體詳見表1:工藝位號 電機功率(kW) 互感器變比 互感器與電流表連接導線長度(米) 實際電流值I1(A) 電流表指示值I2(A) 失真率I2/I1(%) P01d 37 100/5 80 67 37 55% P08a 18.5 75/5 120 29 9 31% P02c 30 100/5 50 56 30 54% P05a 22 75/5 110 30 9 0% 由上表看出,

12、上面幾臺電機電流指示全部失真,互感器與電流表連接導線長度都大于50米,導線越長,電流表失真越大,P05a及P08a電流表指示值僅為實際值的30%,電流變化的范圍只在電流表盤面50%的范圍內變動,操作工難以發現電機電流的升降波動,當負荷電流很小時,即空載輕載時,電流表指示基本為零,操作工會進行誤判斷,直接影響了操作工對機泵的控制及直觀監控,不能及時發現電流的波動,給操作工的操作帶來了很大的不便。三、 問題的原因分析: 工程中選用的電流互感器為LMZ10.5型,精度等級為0.5級,額定容量10VA。 1、首先從設計上對于電流互感器變比的選擇來看,設計要求電流互感器額定一次電流的確定,應保證其在正常

13、運行中實際負荷電流達到額定值的60%左右,至少應不小于30%。當實際負荷電流小于30%時,應采用二次繞組具有抽頭的多變比電流互感器,或0.5S、0.2S級電流互感器、或具有較高額定短時熱電流和動穩定電流的電流互感器。由上表看出實際負荷電流值都在額定值的60%左右,實際生產運行中電流值大部分時間在此范圍內,此例中37KW、30KW、22KW電機的電流互感器變比,符合設計要求;18.5KW電機的變比為75/5,選型上略大。 2、從二次負荷來看,當二次回路端子間連接導線和指示儀表的總阻抗小于或大于互感器的銘牌上標定的額定二次回路阻抗,互感器的指示值都會失真。額定二次回路阻抗通常以視在功率伏安值表示,

14、它是二次回路在規定功率因數和額定二次電流下所汲取的,本例中為10VA。現在回路中實際阻抗有二次導線阻抗、連接導線的接觸電阻以及電流表的功率消耗,以伏安值表示的回路總阻抗為: R=Rl+R2 其中R總阻抗,VA Rl互感器與電流表間連接導線的線阻,VA R2連接導線的接觸電阻取0.1,即0.1×5×5=2.5VA 而 Rl =(*L/S)*I2 -導線電阻率,55時銅線電阻率為0.0202.mm2/m L-導線長度,m S-導線截面積,mm2 I-互感器額定二次電流,本廠互感器為5A 由公式可看出,導線的線阻與長度成正比,截面積成反比,導線越長,線阻越大,而Rc是固定的,則R

15、與電流表的連接導線的長度成正比,導線越長,誤差越大。本例中,互感器與電流表連接導線為截面積1.5mm2的多芯控制電纜,并將表1中的長度代入公式中:P01d:Rl =(*L/S)*I2=(0.0202*80/1.5)*52=26.9VA R2=0.1×5×5=2.5VA 總的回路阻抗伏安值R=Rl+R2 =26.9+2.5=29.4VA P08a:Rl =(*L/S)*I2=(0.0202*120/1.5)*52=40.4VA R2=0.1×5×5=2.5VA 總的回路阻抗伏安值R=Rl+R2 =40.4+2.5=42.9VA P02c:Rl =(*L/S

16、)*I2=(0.0202*50/1.5)*52=16.8VA R2=0.1×5×5=2.5VA 總的回路阻抗伏安值R=Rl+R2 =16.8+2.5=19.3VA P05a:Rl =(*L/S)*I2=(0.0202*110/1.5)*52=37.0VA R2=0.1×5×5=2.5VA 總的回路阻抗伏安值R=Rl+R2=37.0+2.5=39.5VA 從以上計算得出4臺電機的總阻抗都遠遠大于互感器的額定二次負荷,P08a、P05a的總的回路阻抗遠大于P01d、P02c,電機電流的失真也大。 3、其次從互感器結構上看,選用的電流互感器為0.5級LMZ系列

17、電流互感器,0.5級在額定電流的100%時,誤差不超過±5%,本型互感器5600A的鐵心為環型卷鐵心,二次線圈沿鐵心環狀均勻分布,為樹脂澆注作絕緣。中間窗孔供一次母線通過之用。本型互感器其優點是可在110%的額定電流下長期運行。但其缺點在于:A、由于母線穿孔,當一次母線在穿孔中位置發生變化時,就會產生誤差。B、因為是母線穿心式,一次一般取一匝,當額定電流低的時候,安匝數也就低,誤差就增大。C、而對于0.5級的電流互感器,其精確度較低,鐵心質量也相對較差。4、互感器的準確度是和負荷電流相聯系的,負載電流在額定電流的120%以內,負載越大,電流互感器誤差越小;當負載電流在額定電流的120

18、%165%之間時,隨著負載電流增大,電流互感器誤差增大,但在允許范圍內逐漸趨于平衡。這是因為在設計電流互感器時,決定電流互感器過載能力的飽和倍數一般最小為額定電流23倍,互感器在額定頻率下,其比差及相角差應符合下表: 也就是說電流互感器在100%負荷時誤差是最小的,由于小于互感器100%額定電流,就會有負的偏差,即電流表指示值是要小于實際值的。實際電流小于互感器100%額定電流是電流表示值失真的又一原因。 5、電源頻率的影響。當一次電流為非正弦波形時,在電流的高次諧波作用下,電流互感器的量值將發生變化。在生產實際中電源的頻率由于各種因素,呈非正弦波形式。直接影響了互感器的量值。四、 問題的解決

19、方案: 對于電源頻率為非正弦波的改造涉及面廣,影響因素很多,屬系統工程,可行性不大;而負荷電流的大小是由工藝設備條件所決定,因此我們從以下幾點進行了改造。 1、減小總的回路阻抗,從而使互感器的誤差向正方向移動。根據公式,總阻抗與導線截面積成反比,也就是增加互感器與電流表之間連接電纜的截面積,即可減小總的回路阻抗,將原來1.5mm2電纜兩芯并成一芯,即連接電纜截面積變為3 mm2,由于原來采用的多芯控制電纜,線纜芯數有富裕,因此采用此法,可不用更換電纜。2、提高電流互感器的準確度,用LQG系列互感器代替LMZ系列互感器。LQG0.5型電流互感器的鐵心系條形冷軋電工鋼片迭成,鐵心分上、下兩柱,均套

20、有二次線圈,一次線圈只布置在一個柱的二次線圈之外,并有磁分路作為補償誤差之用。這種互感器是采用內外雙線圈對誤差進行補償的,一次用多匝,安匝數相對來說可以做得高一點,再就是一次線是固定在絕緣體內的,不會發生位置變化,所以誤差相對LMZ系列互感器來說小很多。五、 結論:在根據實際情況沒有更換電纜,僅更換了電流互感器,用盡量少的費用進行了改造,改造后的電流指示值見下表:工藝位號 電機功率(KW) 實際電流值(A) 電流表指示值(A) 失真率 P01d 37 65 63 97% P08a 18.5 32 30 94% P02c 30 55 54 98% P05a 22 36 34 94% 可以看出指示

21、值與實際值相差很小,采取的措施有效,并且改造費用不多,是經濟可行的。電流與電壓互感器重點:掌握電流、電壓互感器的作用、接線及運行要求;理解并掌握電流互感器10%誤差曲線的含義及應用。難點:10%誤差曲線的含義及應用。能力培養要求:會選擇和校驗繼電保護用電流互感器、電壓互感器。學時:3學時(1) 電流互感器一、電流互感器的作用: 由于電力設備上通過的電流大多數為數值很高的大電流,為了便于測量,采用電流互感器進行變換,其二次側額定電流值為5A(或1A)。1、電流互感器的極性 電流互感器極性的一般采用減極性原則標注,即:一、二次繞組中的電流在鐵心中產生的磁通方向相反。如圖所示,則L1與K1為一對同極

22、性端子。 電流互感器在電路中的符號如下圖所示,用“TA”來表示,一次繞組一般用一根直線表示,一次繞組和二次繞組分別標記 “”的兩個端子為同名端或同極性端。 二、電流互感器的誤差 1、比差(變比誤差) 理想情況下,電流互感器的額定變流比應為常數,但實際情況下,由于鐵芯損耗、漏磁通和繞組漏電阻等因素的存在,實際變流比不等于額定變流比,所以出現數值上的誤差,該誤差即為比差。電流互感器的允許最大比差為10%Ie,實際比差大小要隨其一次電流倍數及二次負載阻抗大小而變化,通常把這種變化關系用10%誤差曲線來表示,它反應了某臺電流互感器一次電流倍數與最大允許負載阻抗的關系。10%誤差曲線圖: 2、10%誤差

23、曲線圖的使用 根據電網參數計算出一次電流倍數m,(m=I/Ie)從圖中查出最大允許二次負載阻抗值,如果 實際二次負載阻抗(包括該TA二次側串聯的所有繼電器線圈阻抗、二次電纜阻抗和接觸電阻)小于該允許值,則認為電流互感器的比差滿足要求。如果不滿足要求,則應:增大電流互感器的變比;增大二次電纜截面面積;降低接觸電阻;減少電流互感器二次側串聯的線圈數量等。3、角差 理想情況下,電流互感器一次電流與二次電流的相量應為同相位,但因為內阻抗和磁化電流的影響,實際二次電流相量與一次電流相量之間有一夾角,此夾角稱為電流互感器的相角誤差,簡稱角差。角差的大小和正負,取決于空載電流和負載電流的大小和性質,電流互感

24、器的允許角差為7°。三、電流互感器的接線方式 電流互感器在電力系統中根據所要測量的電流的不同,就有了不同的接線方式,最常見的有以下幾種,如圖所示。(a)兩相星形接線 (b)兩相電流差接線 (c)三相星形接線1兩相星形接線? 如圖(a)所示。兩相星形接線又稱不完全星形接線,這種接線只用兩組電流互感器,一般測量兩相的電流,但通過公共導線,也可測第三相的電流。主要適用于小接地電流的三相三線制系統,在發電廠、變電所610kv饋線回路中,也常用來測量和監視三相系統的運行狀況。2兩相電流差接線 如圖(b)所示。兩相電流差接線也稱為兩相交叉接線。由相量圖可知,二次側公共線上電流為IaIc,其相量值

25、為相電流的3倍。這種接線很少用于測量回路,主要應用于中性點不直接接地系統的保護回路。3三相星形接線 如圖(c)所示。三相星形接線又稱完全星形接線,它是由三只完全相同的電流互感器構成。由于每相都有電流流過,當三相負載不平衡時,公共線中就有電流流過,此時,公共線是不能斷開的,否則就會產生計量誤差。該種接線方式適用于高壓大接地電流系統、發電機二次回路、低壓三相四線制電路。四、電流互感器使用的注意事項 1電流互感器的接線應保證正確性。一次繞組和被測電路串聯,而二次繞組應和連接的所有測量儀表、繼電保護裝置或自動裝置的電流線圈串聯,同時要注意極性的正確性,一次繞組與二次繞組之間應為減極性關系,一次電流若從

26、同名端流入,則二次電流應從同名端流出。 2電流互感器二次側所接負載是測量儀表、繼電器的電流線圈等,它們匝數少、阻抗小,通過的電流非常大,因此電流互感器在正常運行狀態下近似于短路狀態。 3電流互感器的二次繞組絕對不允許開路。這是因為電流互感器正常工作時,二次電流有去磁作用,使合成磁勢很小。當二次繞組開路時,二次電流的去磁作用消失,一次電流將全部用來激磁,這時,將在二次側產生超過正常值幾十倍的磁通,結果會使鐵芯過熱而損壞互感器。同時,由于鐵芯中磁通的急劇增加,在二次繞組上產生過電壓,可能達到數百甚至數千伏,將危及人身和設備安全。因此,為了防止二次繞組開路,規定在二次回路中不準裝熔斷器等開關電器。如

27、果在運行中必須拆除測量儀表或繼電器及其他工作時,應首先將二次繞組短路。 4電流互感器的二次側必須可靠接地,但接地點只允許有一個。這是為了防止一、二次繞組之間絕緣損壞或擊穿時,一次高電壓竄入二次回路,危及人身和設備安全。 (2) 電壓互感器電壓互感器是一種小型的降壓變壓器 ,由鐵芯、一次繞組、二次繞組、接線端子和絕緣支持物等構成 ,一次繞組并接于電力系統一次回路中,其二次繞組并接了測量儀表、繼電保護裝置或自動裝置的電壓線圈 (即負載為多個元件時,負載并聯后接入二次繞組,且額定電壓為100V)。由于電壓互感器是將高電壓變成低電壓,所以它的一次繞組的匝數較多,而二次繞組的匝數較少。 電壓互感器在電路

28、中的符號如圖b所示,用“TV”來表示,一、二次繞組絕緣套管分別標記“”的兩個端子為同名端或同極性端。一、影響誤差的運行因素 電壓互感器在運行中與電流互感器一樣也會產生誤差,影響電壓互感器誤差的主要原因除了互感器本身鐵芯、繞組等因素外,還有運行中一次電壓、二次負載和負荷功率因數等參數對其也有影響。因此,為了減少電壓互感器的誤差,在結構上,應采用導磁率高的冷軋硅鋼片,減少電壓互感器的損耗;在運行時,則應根據準確度的要求,把一次電壓、二次負載和負荷功率因數等參數控制在相應的范圍內。二、電壓互感器的接線方式 電壓互感器在電力系統中要測量的電壓有線電壓、相電壓、相對地電壓和單相接地時出現的零序電壓。為了

29、測取這些電壓,電壓互感器就有了不同的接線方式,最常見的有以下幾種,如圖所示: 1單相電壓互感器接線 如圖(a)所示 為一只單相電壓互感器接線,可用于測量35kv及以下中性點不直接接地系統的線電壓或110kv以上中性點直接接地系統的相對地電壓。 2電壓互感器的V,v接法 如圖(b)所示,V,v接法就是將兩臺全絕緣單相電壓互感器的高低壓繞組分別接于相與相間構成不完全三角形。這種接法廣泛用于中性點不接地或經消弧線圈接地的35kV及以下的高壓三相系統中,特別是10kV的三相系統中。V,v接法不僅能節省一臺電壓互感器,還能滿足三相表計所需要的線電壓。這種接線方法的缺點是不能測量相電壓,不能接入監視系統絕

30、緣狀況的電壓表。 3電壓互感器的Y,yn接法 如圖(c)所示。這種接法是用三臺單相電壓互感器構成一臺三相電壓互感器,也可以用一臺三鐵芯柱式三相電壓互感器,將其高低壓繞組分別接成星形。Y,yn接法多用于小電流接地的高壓三相系統,可以測量線電壓,這種接線方法的缺點是: 當三相負載不平衡時,會引起較大的誤差; 當一次高壓側有單相接地故障時,它的高壓側中性點不允許接地,否則,可能燒壞互感器,故而高壓側中性點無引出線,也就不能測量對地電壓。 4電壓互感器的YN,yn接法 如圖(d)所示。這種接法常用三臺單相電壓互感器構成三相電壓互感器組,主要用于大電流接地系統中。YN,yn接法其主二次繞組既可測量線電壓

31、,又可測量相對地電壓,輔助繞組二次繞組接成開口三角形供給單相接地保護使用。 當YN,yn接法用于小接地電流系統時,通常都采用三相五柱式的電壓互感器,如圖所示。其一次繞組和主二次繞組接成星形,并且中性點接地,輔助二次繞組接成開口三角形。故三相五柱式的電壓互感器可以測量線電壓和相對地電壓,輔助二次繞組可以接入交流電網絕緣監視用的繼電器和信號指示器,以實現單相接地的繼電保護。三、電壓互感器使用的注意事項 1電壓互感器在投入運行前要按照規程規定的項目進行試驗檢查。例如,測極性、連接組別、搖絕緣、核相序等。 2電壓互感器的接線應保證其正確性,一次繞組和被測電路并聯,二次繞組應和所接的測量儀表、繼電保護裝

32、置或自動裝置的電壓線圈并聯,同時要注意極性的正確性。 3接在電壓互感器二次側負荷的容量應合適,接在電壓互感器二次側的負荷不應超過其額定容量,否則,會使互感器的誤差增大,難以達到測量的正確性。 4電壓互感器二次側不允許短路。由于電壓互感器內阻抗很小,若二次回路短路時,會出現很大的電流,將損壞二次設備甚至危及人身安全。電壓互感器可以在二次側裝設熔斷器以保護其自身不因二次側短路而損壞。在可能的情況下,一次側也應裝設熔斷器以保護高壓電網不因互感器高壓繞組或引線故障危及一次系統的安全。 5為了確保人在接觸測量儀表和繼電器時的安全,電壓互感器二次繞組必須有一點接地。因為接地后,當一次和二次繞組間的絕緣損壞

33、時,可以防止儀表和繼電器出現高電壓危及人身安全?;ジ衅鞯倪x擇與計算(一)、電流互感器選擇 1、額定電壓;2、額定電流比;3、額定二次負荷;4、額定功率因數;5、準確度等級;6、漂移;7、線性度;8、相移;9、集成;10、價格。 電能計量用電流互感器的二次側電流,當電力裝置回路以額定值的條件運行時,宜為電度表標定電流的70100%。(二)、電流互感器和電流表的匹配與計算 選電流互感器還有就是電流表的遠近,考慮現場電流表的顯示準確度。 一般電流互感器是x/5A的,但如果電流互感器離電流表較遠,做帶載能力強的電流互感器又貴,特別是小電流100A以下時很麻煩,這時建議用x/12A的互感器和電流表。 一

34、般低壓電流互感器100A以下時都是2.5VA的居多,要求5VA甚至10VA是特殊訂貨,而且穿芯匝數也會特別多。 高壓用的電流互感器一般都在15VA以上,30VA的也很多。 這里有個公式:R=P(L/S) P=0.0175(銅的電阻率)(·mm2/m) L-互感器與電流表的距離(m) S-控制連接電纜截面積(mm2) Z=SIN/ IIN2 SIN-互感器的帶載能力 IIN-互感器二次電流計算時Z要求大于R,要不現場電流表顯示就會偏差很大。例:選用2.5VA的電流互感器,現場電流表的距離是50米,使用的控制電纜為2.5mm2,計算是否符合要求?解:根據公式R=P(L/S)=0.0175

35、×(50/2.5)=0.35再根據公式Z=SIN/ IIN2=2.5/5=0.5最后驗算ZR0.50.35答:經計算符合要求。注:新型的電流互感器的變比為:15A/5mA;5A、10A、20A/5mA、10mA、20mA等。(三)、電壓互感器選擇1、額定電壓;2、額定電壓比;3、額定二次負荷;4、額定功率因數;5、準確度等級;6、漂移;7、線性度;8、相移;9、集成;10、價格。 電壓互感器二次回路電壓降,應符合下列要求: 1、電力用戶處電能計量點的0.5級的電度表和0.5級的專用電能計量儀表處電壓降,不宜大于電壓互感器額定二次電壓的0.25%; 2、1.0級及2.0級的電度表處電壓

36、降,不得大于電壓互感器額定二次電壓的0.5%?;ジ衅鞫位芈分薪尤氲呢摵?,不應大于互感器所規定精確度等級的允許值。小型變頻器電流顯示誤差解決方案1 引言 在我廠擬薄水鋁石工程試車過程中,有5臺5.5kW的洗液泵采用了富士7.5kW變頻器變頻調速,試車過程比較順利,只是變頻器的輸出電流在控制柜、現場控制箱、威盛FB2000 DCS集散控制系統的顯示器上誤差比較大。在接近額定負載時,現場控制箱和DCS集散控制系統的顯示器上有很小的電流在3A以下,控制柜在5A以下;在空載或負載較小時現場控制箱和DCS集散控制系統的顯示器上沒有電流顯示,控制柜上的電流很小。我們對變頻器電流回路進行了檢查和分析:控制柜

37、、現場控制箱上安裝的是42L6型整流系電流表,電流互感器為單匝LMZJ1-0.5 20/5,電流信號取自變頻器的電源側,現場控制箱和主控室距離變頻柜并不遠,在30m左右,電流回路接線正常,電流互感器也沒有超載,原因何在?根據分析,電流顯示誤差的原因有以下幾點。2 電流顯示誤差的原因2.1 變頻器電源側電流波形畸變且含有較大的高次諧波 由于變頻器在電源側采用不可控整流橋,中間直流回路安裝有較大的濾波電容,導致變頻器電源輸入側電流波形是輸入電壓波形峰值處帶雙尖峰的間斷脈沖,電流脈沖寬度在負載較大時稍寬,負載小時很窄,這種畸變的電流波形含有大量的諧波,電流脈沖峰值比平均值大得多,這種畸變的電流的波形

38、系數為電流脈沖寬度百分比的開方,由于小型變頻器在中間直流回路一般沒有加裝功率因數校正直流電抗器,有效值達到了平均值的23倍,而且呈非線性,負載較小時,有效值相對較平均值更大一些。2.2 電流表選型不正確 42L6型整流系電流表是按電流平均值原理來測量電流的,它是在測量50Hz完全正弦波時,按1.11倍的波形系數進行校正的,在50Hz完全正弦波或波形誤差不是太大的情況下,能正確或基本上反映電流有效值的大小,對于變頻器輸入側這種波形畸變的脈沖電流,將出現較大的誤差,并且由于這種波形畸變的電流的有效值與平均值呈非線性,不同的電流段有不同的誤差,在電路上采取相應的補償校正措施比較困難。2.3 電流互感

39、器本身存在固有的誤差 我們都知道,電流互感器本身的磁化力等于原邊磁化力和副邊磁化力的矢量和即:I0W0I1W1I2W2主要與鐵芯的導磁率有關。電流互感器電流誤差I的大小與其本身所需的磁化力、一次電流的大小及高頻下相對較大的漏磁通、磁滯損耗有關。電流互感器本身所需的磁化力越大,電流誤差I也越大;電流互感器一次電流小得多時,電流誤差I會很大;電流互感器尺寸較大時,高頻下的漏磁通、磁滯損耗會較大,電流誤差I也會變大。由于目前常用的如LMZ、LMZJ等型號的小變比單匝電流互感器外形尺寸大小、導磁用材料基本相同,一次額定電流均在200A以上,當一次電流增大到額定電流附近時電流互感器本身的磁化力和高頻下的

40、漏磁通、磁滯損耗是可以相對減小到一定程度,可使電流誤差I最小。但是洗液泵一次電流太小,正常運行時為10A左右,一次電流在鐵芯中產生的磁化力不足以維持電流互感器本身的磁化力,另外,變頻器電源側含有的高次諧波使電流互感器的漏磁通、磁滯損耗也相對較大,反映到二次側的電流就很小,這樣在電流互感器二次負載并不大的情況下電流互感器的變比誤差會很大。2.4 控制電纜的容抗使電流表數值降低 為了縮短變頻器與電機之間的動力電纜長度,變頻器一般設置在距離電機不遠的地方,相對來說控制電纜也不是太長,但是變頻器電源輸入側的電流中含有大量高次諧波,控制電纜本身有一定的電容量,對于高次諧波來說,控制電纜的容抗相對比較小,

41、反映到電流互感器二次回路中的部分高效次諧波沒有通過電流表,而直接通過了控制電纜電容返回了電源側,實際通過電流表的電流減小了,這一點從變頻器柜上電流表和現場控制箱上電流表指示值相差較大的實際情況可以得到證實。3 解決的對策 根據以上的分析,結合現場的實際情況,我們提出了相應的對策: 3.1 改變電流互感器安裝的位置 將對變頻器電流的采樣從變頻器輸入側移至輸出側,主要原因有:(1) 變頻器輸出側電流中雖然也含有大量的高次諧波,但由于變頻器采用正弦波SPWM調制,輸出電流波形接近正弦波,有效值是平均值的1.21.5倍,采用整流系儀表顯示時,可以通過適當的方式對其誤差進行補償。(2) 由于變頻器電源輸

42、入側電流波形是輸入電壓波形峰值處帶雙尖峰的間斷脈沖,輸出側電壓波形是等高而寬度按正弦波形變化的矩形脈沖,輸入和輸出側的電流波形是在相同的電壓(最大值)下形成的,在輸入側和輸出側的電流應基本相同,在輸出側對變頻器電流進行測量不會引起大的誤差,而且在輸出側對電流進行測量,從電機角度來說更符合實際。3.2 對電流表選型 隨著技術的發展,能夠反映電流有效值測量工具越來越多,但是都比較昂貴。變頻器說明書上推薦使用電磁式電流表,它是利用電流信號產生的磁場使固定鐵片和可動鐵片相互吸引或排斥,帶動測量機構偏轉而指示電流值的,測量機構的偏轉角近似與所測電流的平方成正比,基本上能反映含高次諧波電流的有效值。但這種

43、型號的電流表準確度相對較低,在電流較小時,誤差較大;由于它利用磁場轉動且本身磁場較弱,易受外磁場的影響,有時誤差會大一些。在將電流互感器的位置移至輸出側后,由于電流波形趨于正弦波,有效值和平均值差值不是太大,在現場對電流顯示要求不是太高的情況下可采用1T1動鐵式電流表或整流系儀表(但需進行補償)均可,我們仍然采用了原有42L6-A 20/5整流系電流表對變頻電流進行顯示。3.3 解決電流互感器本身固有誤差的辦法 采用增大一次電流的方法,在電流互感器的一次側增加一定的匝數,將電流互感器一次側電流調整到100A左右,使電流互感器本身的磁化力和漏磁通達到比較小的程度。 為此,我們作了如下的改動,在變

44、頻器輸出側增加200/5的電流互感器,在200/5的電流互感器一次側纏繞13匝,實際變比為15.385/5,在二次側比20/5電流互感器多計量電流30%,可用于補償有效值和平均值之間的誤差和二次回路中的各種損耗。實際電流互感器按20/5計算。這樣做的目的是在電流互感器一次側增加電流值時,實際的電流互感器變比并不變,與原有設計相符(只需在更換后的電流互感器上掛牌標明原變比和實際變比,以備日后核查)。這樣按正常時洗液泵電機回路電流10A計算,電流互感器一次側在纏繞13匝后電流可以達到130A左右,從而使電流互感器本身的磁化力和高次諧波引起的漏磁通達到相對比較小的程度,而高次諧波引起的磁滯、渦流等各

45、種損耗也由于二次回路的去磁作用不會明顯增大,相對保持在一個較小的范圍內。我們首先對變頻器柜上電流顯示回路進行了改造,電流對比如附表所示,附表中用42L6-A顯示的電流仍存在一些誤差,但在對電流顯示要求不是太高的情況下,采用這一方法是可行的。3.4 解決現場控制箱上電流誤差的辦法 從變頻器柜到現場控制箱的點電纜有30m左右,為減小電纜帶來的傳輸誤差,我們利用了現場控制箱相對比較大和洗液泵主回路電纜截面比較小的有利條件,在現場控制箱內加裝了一個電流互感器,把主回路電纜穿入了控制箱,從主回路的一相上取得了電流信號。直接在控制箱上采用42L6型電流表進行顯示。3.5 解決主控室變頻調速電機電流誤差的方

46、法 由于變頻器室接近電機負載,相對增加了變頻器柜與主控室的距離,同樣為了減小電纜帶來的傳輸誤差,在變頻器輸出側增加200/5的電流互感器,一次側纏繞13匝的基礎上,又在變頻器柜內增加了BS4I型電流變送器,將電流互感器回路的05A含有大量高次諧波的電流信號轉變為420mA直流信號,通過原電纜傳輸至主控室計算機柜,在計算機柜上采用RZG2100420mA/420mA信號隔離器進行現場與主控室信號的隔離,保障計算機系統的安全。4 結束語 通過以上改動后,變頻器柜、主控室、現場控制箱上電流顯示雖然仍存在一些誤差,但在現場對電流顯示要求不是太高的情況下,基本上能滿足對電流顯示的要求,是一種比較實用的解

47、決變頻電流顯示的方法。電流互感器二次容量的計算及選擇 摘要:電流互感器的二次電流有 1A及5A兩種,選用不同的二次電流,則二次的負荷及容量不同,所用的控制電纜截面也不同。 關健詞:電流互感器;二次負荷;二次容量 1 引言電流互感器在電力系統中起著重要的作用,電流互感器的工作原理類似于變壓器,它將大電流按一定比例變為小電流,提供各種儀表使用和繼電保護用的電流,并將二次系統與高電壓隔離。它不僅保證了人身和設備的安全,也使儀表和繼電器的制造簡單化、標準化,提高了經濟效益。電流互感器的額定一次電流根據不同回路的正常電流會有不同,但電流互感器額定二次電流卻是標準化的,只有1A及5A兩種,本文就

48、這兩種電流分別計算測量及保持用電流互感器在不同的傳輸距離下所需的二次容量。 2 電流互感器二次負荷的計算電流互感器的負荷通常有兩部分組成:一部分是所連接的測量儀表或保護裝置;另一部分是連接導線。計算電流互感器的負荷時應注意不同接線方式下和故障狀態下的阻抗換算系數。電流互感器的二次負荷可以用阻抗Z2()或容量S(VA)表示。二者之間的關系為 S=I2*I2*Z2當電流互感器二次電流為5A時,S=25 Z2當電流互感器二次電流為1A時,S=Z2電流互感器的二次負荷額定值(S)可根據需要選用5、10、15、20、25、30、40、50、60、80、100VA。 2.1 測量用的電流互感器的

49、負荷計算。 一般在工程計算時可負略阻抗之間的相位差,二次負荷Z2可按下式計算 Z2=Kcj.zkZcj+Klx.zkZlx+Zc式中:Zcj-測量表計線圈的阻抗()Zlx-連接導線的單程阻抗(),一般可忽略電抗,僅計算電阻。 Zc-接觸電阻(),一般取0.050.1()。 Kcj.zk-測量表計的阻抗換算系數 Klx.zk-連接導線的阻抗換算系數 測量用的電流互感器各種接線的阻抗換算系數見下表1: 2.2 保護用電流互感器。一般在工程計算時可負略電抗,二次負荷Z2可按下式計算 Z2=Kj.zkZj+Kcx.zkZlx+Zc 式中:Zj-繼電器電流線圈的阻抗()Zlx-連接導線的單程電阻()。

50、Zc -接觸電阻(),一般取0.050.1()。 Kj.zk-繼電器的阻抗換算系數 Kcx.zk-連接導線的阻抗換算系數 保護用電流互感器在各種接線方式時不同短路類型下的阻抗換算系數見下表2 3 電流互感器二次負荷計算結果3.1 計算條件本文僅考慮目前常用的微機型保護測控裝置及多功能電子式計量裝置,目前各大綜自保護廠家生產的測量、保護裝置的功率都不大于1VA/相,接線一般采用三相星形接線或二相星形接線,電纜采用銅芯控制電纜,接觸電阻取0.1歐,二次電流分別為1A及5A,電纜長度分別為50米、100米、150米及200米進行計算。3.2 測量用電流互感器二次負荷計算結果在3.1計算條件

51、下,測量用電流互感器二次負荷計算結果如表3:表中Sl為電纜的截面積。根據電測量及電能計量裝置設計技術規程(DL/T 5137-2001)10.1.5的要求,即電流互感器二次繞組所接入的負荷(包括測量儀表、電能計量裝置和連接導線等)應保證實際二次負荷在25%100%額定二次負荷范圍內,由表3可知,當電流互感器二次電流采用1A時,可選用10VA的二次容量,用2.5 mm2截面的電纜傳輸距離至少可達200米,而當電流互感器二次電流采用5A時,如果用2.5 mm2截面的電纜進行傳輸,則選擇30VA的二次容量時,傳輸距離都無法達到100米,故按照規程要求不宜采用2.5 mm2截面的電纜,至少要用4mm2

52、截面的電纜,則如果要求傳輸的距離在L100米時,可選用二次容量為30VA的電流互感器,傳輸的距離在100米L200米時,可選用二次容量為60VA的電流互感器,如果增大傳輸電纜的截面,如采用6mm2截面的電纜時,只要L100米,二次容量只需30VA,而當100米L200米時,二次容量只需40VA。3.3 保護用電流互感器二次負荷計算結果在3.1計算條件下,按阻抗換算系數較大的(除二相差接外)電流互感器二相星形接線、短路類型為經Y,d變壓器二相短路的情形計算,其結果是其它各種短路方式中較大的,可以作為電流互感器二次負荷計算結果。測量用電流互感器二次負荷計算結果如表4: ··&#

53、183;···   電流互感器的容量與計量誤差作者:未知    文章來源:未知    點擊數: 2416    更新時間:2007-8-3 董立山 張春暉 為加強電網經濟技術指標的考核,電力部門都很重視電度表的誤差及其接線的正確性,而往往忽視對電流互感器的容量選擇及串接過多的二次負載引起的計量誤差。 電流互感器的二次負載,一般用負載功率S(VA)或負載阻抗Z2()表示。兩者的關系式為:S= 。式中:i2表示電流互感器

54、的二次電流。 計量用電流互感器的二次負載z1,包括測量表計的串聯線圈電阻,接點的接觸電阻和連接導線電阻,它還與電流互感器的接線方式有關??砂聪率接嬎悖?Z2=Kjx2zcjKjx1z1x十Zc(l) 式中zcj又;測量表計的串聯線圖電阻(); zc接點的接觸電阻,一般取005一01: z1x:連接導線電阻(); Kjx1Kjx2接線系數,見表1。 常用測量表計的串聯線圈的數值,見表2。 連接銅導線的電阻按下式計算: 、 式中:z導線長度(米); S導線截面積(平方毫米); 00175銅導線的電阻系數 電流互感器的額定容量是與其準確度緊密相關的重要指標。它表示在額定二次電流(5A)下,電流互感器

55、所接負載功率或負載阻抗的允許值。額定容量常在互感器的銘牌上標明。如LMK05型電流互感器,其額定容量為5VA或02;LQG05型的額定容量為10VA或04;LCWD110型05級繞組的額定容量為30VA或12。 但是,一些電力部門往往不管電流互感器的型式,不管它的額定容量,在二次回路上串接許多測量表計,選用過小的導線截面。接點使用年久,接觸電阻也要增大,致使電流互感器過載。以LMK05型電流感器為例,只要串接ITIA型電流表、有功與無功電度表各三只,并用直徑為25平方毫米、長度為25米的銅導線連接,則在三相星形結線下,二次負載阻抗Z2一02275,超過額定容量的14,并會引起一定的計量負誤差。而且,過載越多,負誤差越大,這是造成一些低壓網絡線損偏大的原因之一。 還有,電流互感器的結線方式不合理,也會引起過載、常用的兩只電流直感器(型號與變化都相同)二次繞組并聯使用(如圖), 可使變化減小一倍。由圖可知,由于兩個二次電流流向同一負載阻抗Z2,迫使其壓降增大一倍。對每只電流互感器來說,相當于二次負載阻抗Z2增大一倍,應該指出:二次繞組的并聯使用,還使電流互感器二次電流有效范圍的下限下移。這些都是增大計量誤差的因素。例如,LCWD110型電流互感

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