电流互感器开口 安科瑞

摘 要：分析开口式电流互感器的原理，介绍了准确级和准确级限值的概念，同时并在此基础上，结合工程实例分析。低压电流互感器在低压计量方面的选用。
　　关键词 低压配电系统 低压电流互感器 工作原理 准确级 选型
　　1.引言
　　随着我国电力工业中城网及农网的改造，以及低压配电系统的自动化程度不断提高，开口式电流互感器作为低压配电系统中的一种重要电气元件，在电网改造中的作用越来越明显，已被广泛地应用于测量、计量、继电保护、系统监测、接地保护和各种电力系统分析之中。
　　2. 开口电流互感器工作原理
　　开口低压电流互感器的工作原理如图1所示，开口电流互感器的一次绕组串联在被测线路中，I1为线路电流即电流互感器的一次电流，N1为电流互感器的一次匝数，I2电流互感器二次电流(通常为5A、1A)，N2为电流互感器的二次匝数，Z2e为二次回路设备及连接导线阻抗。当一次电流从电流互感器P1端流进，P2端出，在二次Z2e接通的情况下，由电磁感应原理，电流互感器二次绕组有电流I2从S1流过，经Z2e至S2，形成闭合回路。由此可得电流在理想状态下I1×N1=I2×N2，所以有I1/I2=N1/N2=K，K为电流互感器的变比。但是由于开口式电流互感器的铁芯切开后，使铁芯的性能下将的比较厉害，所以必须将互感器的铁芯截面积加大，而且提高安匝数，将I1×N1=I2×N2≥100AN。
　　3.开口电流互感器的选型
　　3.1产品介绍
　　开口式电流互感器是在传统低压母线式电流互感器的基础上进行研发，兼容电缆和铜排安装方式，根据一次电流的测量范围100A-5000A，产品采用分体式设计方案1-骨架线圈，2-透明翻盖，3-安装螺母，4-接线端子，5-铁芯，6-弹簧，7-外壳，8-安装螺钉。
　　3.2 产品安装
　　将互感器的安装螺丝、螺母打开，卸下互感器的，将所有互感器防止在安装现场，然后将互感器的二次接到测量、保护装置;将互感器的上体装入配电系统的一次母排，合上互感器的，将互感器的安装螺丝穿过互感器上、的固定孔，拧上螺母，将互感器的上、固定在一起，然后将互感器通过互感器两侧的安装固定孔将互感器固定在母排上，完成互感器的安装。整个过程比较快速简单。
　　3.3 施工细节
　　根据我司产品规格书中的参数，并根据用户现场的实际情况选用合适的开口电流互感器，
　　将继电器或测量仪表与保护用开口电流互感器二次接好，确保电流互感器二次不能开路，将开口电流互感器上、下两部分都打开，并注意电流互感器的P1面上、下两部分一致，并将继电器在现场安装好，所有现场全部放置好，大电流一次母线穿铜排场合等待停电。
　　停电后将所有回路的开口电流互感器，全部同时安装在母排上，并将开口电流互感器上、下两部分通过螺丝、螺母安装好。
　　后将开口电流互感器通过我们标配的配件将互感器固定在母排上，同时将继电器输出信号线连接至断路器的辅助触点，完成整个安装过程。
　　综上对比，改造项目中使用开口式电流互感器性价比，可以快速实现对低压配电智能化低成本的多回路监控，有利于低压智能配电进一步推广和应用。
　　4 结论
　　开口式电流互感器已在上海、苏州、深圳、云南、重庆、杭州、天津、济南、西安、内蒙古等地工矿企业工程配电监控系统中得到应用，降低了投资成本，产生了较好的社会和经济效益。
　　[1]江苏安科瑞电器制造有限公司.电量传感器选型手册,201407版.
1、电流互感器的作用
　　(1)将一次系统的电流信息准确传递到二次侧相关设备。
　　(2)将一次系统的大电流变换为二次侧的小电流，使得测量、计量仪表和继电保护等装置标准化、小型化，并降低了对二次设备绝缘的要求。
　　(3)将二次设备以及二次系统与一次系统高压设备在电气方面很好的隔离，保证了二次设备和人身的安全。
摘 要：分析开口式电流互感器的原理，结合在半导体行业(如中芯国际)应用实例，分析开口电流互感器在低压配电系统中，主要是改造项目中的应用及施工细节，为用户快速实现智能配电提供解决方案，该方案具有成本低、投资少、安装接线简便等优点，有利于开口电流互感器在半导体行业中的进一步推广和应用。
　　关键词：开口式电流互感器 半导体行业 改造项目 工作原理 应用 施工细节
　　目前市场大部分低压电流互感器主要用于新项目的建设，由于经济的飞速发展，企业对节能减排意识逐渐提高，许多企业的电气特点是：
　　1)电气柜运行的时间长;
　　2)大部分电流互感器只是对系统电流进行测量，也没有相应的计量装置和保护装置，计量装置只有一块供电局的总表，而对所有车间电能无法进行考核，系统线路保护装置根本没有，;
　　3)谐波含量比较大场合，给APF有源滤波提供采集信号;
　　4)大部分线路干线为大规格铜排，拆卸需要大量的人力和时间，安装常规电流互感器不方便;
　　5)企业生产时间比较紧迫，不能长时间停电。
　　所以如需对上述电气进行改造，采用开口式电流互感器可以为用户节约大量的投资。
　　而在半导体行业中不但要实现能效管理，电气安全更加重要，企业基本上24小时不间断生产，生产中配电系统经常会出现过电流现象，对这个控制也至关重要。
　　1 产品设计
　　1.1结构特点
　　本产品结构新颖，外形美观大方,透明翻盖设计接线方便。外壳材料采用PC/ABS合金，具有耐高温、机械强度高、环保等特点;铁芯采用有取向冷扎硅钢片，具有性能稳定，机械强度高，导磁率较高等特点;骨架线圈中的漆包线采用高强度漆包线，具有绝缘强度高，耐温性强等特点。
　　1.2工作原理
　　工作原理如图1所示，开口电流互感器的一次绕组串联在被测线路中，I1为线路电流即电流互感器的一次电流，N1为电流互感器的一次匝数，I2电流互感器二次电流(通常为5A、1A)，N2为电流互感器的二次匝数，Z2e为二次回路设备及连接导线阻抗。当一次电流从电流互感器P1端流进，P2端出，在二次Z2e接通的情况下，由电磁感应原理，电流互感器二次绕组有电流I2从S1流过，经Z2e至S2，形成闭合回路。由此可得电流在理想状态下I1×N1=I2×N2，所以有I1/I2=N1/N2=K，K为电流互感器的变比。但是由于开口式电流互感器的铁芯切开后，使铁芯的性能很差，所以必须将的铁芯截面积加大，而且提高安匝数，将I1×N1=I2×N2≥100AN。
　　1.3产品选型
　　开口式电流互感器是在传统低压母线式电流互感器的基础上进行研发，兼容电缆和铜排安装方式，根据一次电流的测量范围，100A-5000A采用分体式设计方案，可以分为测量用开口式电流互感器和保护用开口式电流互感器。
　　AKH-0.66K系列开口式电流互感器主要应用于配电系统改造项目，安装方便，无须拆一次母线，亦可带电操作，不影响客户正常用电，为用户改造项目节省人力、物力、财力，提率。该系列电流互感器可与继电器保护、测量以及计量装置配套使用。
　　1.4产品安装
　　如图3所示，将互感器的安装螺丝、螺母打开，卸下互感器的，将所有互感器防止在安装现场，然后将互感器的二次接到测量、保护装置;将互感器的上体装入配电系统的一次母排，合上互感器的，将互感器的安装螺丝穿过互感器上、的固定孔，拧上螺母，将互感器的上、固定在一起，然后将互感器通过互感器两侧的安装固定孔将互感器固定在母排上，完成互感器的安装。整个过程比较快速简单。
　　2.产品应用
　　开口电流互感器主要应用在配电改造项目中，开口式电流互感器同常规闭口互感器一样输出为标准的5A或1A，测量精度高，容量大，可与测量仪器、仪表配套使用，部分产品过载能力强可与装置配套使用。
　　2.1应用实例
　　1)方案一
　　以上海宏利半导体低压馈线为例如图4所示，每条馈线均需测量三相电流,将电流信号供给继电器,以防止系统电流过载或短路。每条馈线的A相、B相、C相的一次母排规格为120×10×3，铜排高度1.5米，每相额定电流为2500A,采用AKH-0.66/120×50II 闭口式电流互感器采集电流信号，施工时,必须拆卸每相铜排,每相铜排重量为480kg,所以安装人员至少需要2人,至少需要3个小时才能拆卸完毕。互感器安装接线20分钟,安装铜排还需要3个小时.那么每条馈线至 少需要19个小时才能安装完毕,而工厂必须停电20小时左右.
　　2)方案二
　　以半导体行业苏州三星同样的低压馈线为例如图6所示，每条馈线均需测量三相电流,将电流信号供给测量仪表。每条馈线的A相、B相、C相的一次母排规格为120×10×3，铜排高度1.5米，每相额定电流为2500A,采用AKH-0.66/K-120×60 开口式电流互感器采集电流信号，施工时,无须拆卸每相铜排,一名安装人员只要将互感器打开安装螺丝\螺母,将互感器套在母排上,合上互感器,再用螺丝\螺母固定好,再将互感器固定在母排上,整个过程只需要30分钟就可以完成安装接线才能拆卸完毕,而工厂停电只需要40分种左右.
　　2.2施工细节
　　以上海中芯国际现场要求需要，将继电器与开口电流互感器二次接好，确保电流互感器二次不能开路，将开口电流互感器上、下两部分都打开，并注意电流互感器的P1面上、下两部分一致，并将继电器在现场安装好，所有现场全部放置好，大电流一次母线穿铜排场合等待停电。
　　停电后将所有回路的开口电流互感器，全部同时安装在母排上，并将开口电流互感器上、下两部分通过螺丝、螺母安装好。
　　后将开口电流互感器通过我们标配的配件将互感器固定在母排上，同时将继电器输出信号线连接至断路器的辅助触点，完成整个安装过程。
　　综上对比，改造项目中使用开口式电流互感器性价比，可以快速实现对半导体行业中低压配电智能化低成本的多回路监控，有利于低压智能配电进一步推广和应用。
　　3结论
　　开口式电流互感器已在半导体行业工程配电监控系统中得到应用，降低了投资成本，产生了较好的社会和经济效益。
　　[1]安科瑞电气股份有限公司.电量传感器选型手册,201407
2、变比和准确度级
　　电流互感器的二次参数包括变比和准确度级。
　　变比：表示一次电流与二次侧电流的比值，是继电保护整定计算及计量专业的重要参数。
　　变比的选择，首先应考虑额定工况下测量仪表的指示精度和满足保护装置额定输入电流及工作精度的要求。例如，当保护装置的额定输入电流为5A时，在正常工况下，测量级的电流互感器二次输出电流应在1~4.5A之间比较合理。如果太小，(如小于0.5A)就不合理了。保护级的电流互感器，由于要保证在系统故障时不饱和，一般变比要大于测量级的电流互感器变比。
　　注意，电流互感器一次绕组，串联变比不变容量增大一倍;并联变比增大一倍，容量不变。二次绕组，串联变比不变，容量增大一倍;并联变比减小一半，容量不变。
　　准确度级：目前，国内采用的电流互感器的准确度级有六个：0.1、0.2、0.5、1、3、5级。按照计量、测量类和保护类两类讨论，计量测量类需要运行时测量，满足正常负荷下测量要求，保护类在故障态时进行保护，满足极限情况下的要求。
　　计量、测量准确等级：0.1、0.2、0.5等。如0.5级表示在额定工况下，电流互感器的传递误差不大于0.5%。
　　保护准确等级：一般采用P级，例如，5P20，表示20倍额定电流下误差是5%，所以保护级虽然精度不如计量测量级，但具有很强的抗饱和能力。
　　所以CT的绕组不能使用错误，否则*出现饱和现象，对于继电保护部分将出现误动或拒动(纵差保护*误动，因为检测差流过大。后备保护由于采集数值过小又会出现拒动的情况)。
开启式电流互感器也称为开口式(分列式)电流互感器、开合式电流互感器、卡式电流互感器、铁芯分离式电流互感器，主要适用于工业中城网、农网改造项目，改装线路时可随意安装在线路的任何地方，而不用重新布线，安装方便，可带电操作，不影响客户正常用电，为用户改造项目节省人力、物力、财力，提率。该系列电流互感器可与继电器保护、测量以及计量装置配套使用。
1.电流互感器二次开路故障的检查
　　(1)回路仪表指示异常降低或为零。如用于测量表计的电流回路开路，会使三相电流表指示不一致、功率表指示降低、计量表计(电度表)不转或转速缓慢。如果表计指示时有时无，可能是处于半开路(接触不良)状态。
　　将有关的表计指示对照、比较，经分析可以发现故障。如变压器原、副边负荷指示相差较多，电流表指示相差太大(经换算，考虑变比后)，可怀疑偏低的一侧有无开路故障。
　　(2)电流互感器本体有无噪声、振动等不均匀的异音。此现象在负荷小时不明显。开路后，因磁通密度增加和磁通的非正弦性，硅钢片振动力很大，响声不均匀，产生较大的噪声。
　　(3)电流互感器本体有无严重发热，有无异昧、变色、冒烟等。此现象在负荷小时也不明显。开路时，由于磁饱和严重，铁心过热，外壳温度升高，内部绝缘受热有异味，严重时会冒烟烧坏。
　　(4)电流互感器二次回路端子.，元件线头等有无放电，打火现象。此现象可在二次回路维护工作和巡视检查时发现。开路时，由于电流互感器二次产生高电压，可能使互感器二次接线柱、二次回路元件线头、接线端子等处放电打火，严重时使绝缘击穿。
　　(5)继电保护发生误动作或拒绝动作口此情况可在误跳闸后或越级跳闸事故发生后，检查原因时发现并处理。
　　(6)仪表、电度表、继电器等冒烟烧坏。此情况可以及时发现。仪表、电度表、继电器烧坏，都会使电流互感器二次开路(不仅是绝缘损坏)。功率表、无功功率表、电度表、远动装置的变送器、保护装置的继电器等烧坏，不仅使电流互感器二次开路，同时也会使电压互感器二次短路。应从端子排上将交流电压端子拆下，包好绝缘。
　　以上现象，是检查发现和判断开路故障的一些线索。正常运行中，一次负荷不大，二次无工作，且不是测量电流回路开路时，一般不容易发现。运行人员可根据上述现象及实际经验，检查发现电流互感器二次开路故障，以便及时采取措施。