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技術(shù)文章

測量用電流互感器在風(fēng)能發(fā)電中的應(yīng)用

技術(shù)文章

淮亞利

(安科瑞電氣股份有限公司,上海 嘉定 201801)

 摘 要:分析電流互感器的原理,介紹了測量用電流互感器的定義、準(zhǔn)確級(jí)、和儀表保安系數(shù)的概念,結(jié)合工程實(shí)例分析,談?wù)劦蛪簻y量用電流互感器在風(fēng)能發(fā)電領(lǐng)域中應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 低壓配電系統(tǒng) 低壓電流互感器  工作原理  準(zhǔn)確級(jí)  儀表保安系數(shù)  風(fēng)能發(fā)電

1.引言

    隨著我國電力系統(tǒng)不斷發(fā)展,國家對(duì)新能源發(fā)展越來越重視,國家出臺(tái)相關(guān)政策鼓勵(lì)企業(yè)發(fā)展新能源,風(fēng)力發(fā)電正在世界上形成一股熱潮,而且風(fēng)力發(fā)電在芬蘭、丹麥等國家比較盛行,我國也在西部也大力推行,因?yàn)轱L(fēng)力發(fā)電沒有燃料問題,也不會(huì)造成輻射和污染,是一種優(yōu)良的發(fā)電方式,而電廠中對(duì)電流信號(hào)的測量,必須通過遠(yuǎn)傳才能實(shí)現(xiàn)測量,為此電流互感器作為一個(gè)重要的元件,已被廣泛地應(yīng)用于風(fēng)能電廠配電系統(tǒng)配合各種測量儀器、儀表使用。

2.工作原理

    電流互感器的工作原理如圖1所示,電流互感器的一次繞組串聯(lián)在被測線路中,I1為線路電流即電流互感器的一次電流,N1為電流互感器的一次匝數(shù),I2電流互感器二次電流(通常為、1A),N2為電流互感器的二次匝數(shù),Z2e為二次回路設(shè)備及連接導(dǎo)線阻抗。當(dāng)一次電流從電流互感器P1端流進(jìn),P2端出,在二次Z2e接通的情況下,由電磁感應(yīng)原理,電流互感器二次繞組有電流I2從S1流過,經(jīng)Z2e至S2,形成閉合回路。由此可得電流在理想狀態(tài)下I1×N1=I2×N2,所以有I1/I2=N1/N2=K,K為電流互感器的變比。

 

 圖1

3.測量用電流互感器的選型

3.1測量用電流互感的先關(guān)概念

3.1.1測量用電流互感器是為指示儀表、積分儀表和其他類似電器提供電流的電流互感器。

3.1.2測量用電流互感器廣泛用于對(duì)低壓配電系統(tǒng)電流的測量,主要準(zhǔn)確(對(duì)電流互感器給定的等級(jí))級(jí)有:0.1、0.2、0.5、1等,其相應(yīng)的準(zhǔn)確級(jí)在國家標(biāo)準(zhǔn)中的要求見表1。

表1  電流誤差限值

準(zhǔn)確級(jí)

在下列額定電流(%)下的電流誤差     ±%

在下列額定電流(%)下的相位差

±(′)

±crad

5

20

100

120

5

 

100

120

5

20

100

120

0.1

0.4

0.2

0.1

0.1

15

8

5

5

0.45

0.24

0.15

0.15

0.2

0.75

0.35

0.2

0.2

30

15

10

10

0.9

0.45

0.3

0.3

0.5

1.5

0.75

0.5

0.5

90

45

30

30

2.7

1.35

0.9

0.9

1.0

3.0

1.5

1.0

1.0

180

90

60

60

5.4

2.7

1.8

1.8

3.1.3儀表保安系數(shù)是指實(shí)際電流與電流互感器額定電流之比值,用FS表示。必需注意在配電系統(tǒng)發(fā)生故障電流通過電流互感器一次繞組時(shí),互感器的儀表保安系數(shù)越小,與互感器配套使用的儀器、儀表就越安全,F(xiàn)S值受負(fù)載影響比較大。

3.2測量用電流互感器的型號(hào)規(guī)格、技術(shù)參數(shù)等

3.2.1測量用電流互感器有很多型號(hào)規(guī)格,但是根據(jù)每個(gè)系列的特點(diǎn)以及穿孔大小的不同我們將測量用電流互感器型號(hào)規(guī)格統(tǒng)計(jì),以江蘇安科瑞AKH-0.66 系列測量用低壓電流互感器為例,如表2所示。

表2 AKH-0.66測量用電流互感器的型號(hào)規(guī)格                       

電流互感器型號(hào)

輸入、輸出

主要規(guī)格

AKH-0.66/I系列

輸入:5-3000A

輸出:0-(0-1A)

30I、40I、60I、80I

AKH-0.66/II系列

輸入:150-6300A

輸出:0-(0-1A)

40II、50II、60II、80II、100II、120II、130II、

60×50II、80×50II、100×50II、180×50II、220×50II

、170×100II、220×165II、260×100II、280×90II

AKH-0.66/III系列

輸入:250-6300A

輸出:0-(0-1A)

50III、60III、80III、100III、120III、130III

AKH-0.66/M8系列

輸入:5-150A

輸出:0-(0-1A)

M8

圖2  AKH-0.66 II 型測量用低壓電流互感器外形圖

3.2.2測量用電流互感器的技術(shù)參數(shù)

額定工作電壓AC0.66kV(等效AC0.69kV,GB156-2003)

額定頻率50-60Hz

環(huán)境溫度-30℃~70℃,zui高耐溫120℃

海拔高度≤3000m

工頻耐壓3000V/1min 50Hz

3.3測量用電流互感器在風(fēng)能配電系統(tǒng)中的問題及應(yīng)用實(shí)例

    測量用電流互感器在低壓配電系統(tǒng)中二次輸出和1A的選擇,是一些電氣工程師經(jīng)常遇到的問題。

    2009年12月在浙江華儀電氣風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)場,由于風(fēng)場配電現(xiàn)場和監(jiān)控室不在一起,距離比較遠(yuǎn),現(xiàn)場電流互感器與控制室之間距離大約200米,有的甚至300米,二次傳輸導(dǎo)線為2.5平方毫米,使用的電流互感器有AKH-0.66/30I 200/ 0.5級(jí) 5VA 穿心1匝 等許多規(guī)格,使用的電流表為CL72-AI,該項(xiàng)目比較大,該項(xiàng)目在將完工,部分工程試運(yùn)行時(shí),發(fā)現(xiàn)所有電流表顯示與現(xiàn)場電流*不準(zhǔn)確。

    經(jīng)分析,電流互感器額定容量就是電流互感器額定二次電流I2e,通過二次回路額定負(fù)載Z2e時(shí)所消耗的視在功率S2e,即,S2e=I2e2Z2e; 因數(shù)顯表消耗的視在功率只有0.05VA,很小,所以我們可以不考慮 ,Z2e=ρ.2L/S=0.0176Ω. mm2/m×2×200 m /2.5=2.82Ω,S2e= I2e2Z2e=2×2.82Ω=70.5VA,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電流互感器的額定容量5VA,所以此時(shí)應(yīng)該選擇200/1A的電流互感器,2010年2月份該項(xiàng)目更換了所有的比電流互感器,同時(shí)由于電流表為數(shù)顯表,變比可以重新設(shè)定為200/1,使整個(gè)系統(tǒng)恢復(fù)正常。從本實(shí)例可以得出電流互感器接數(shù)顯電流表時(shí),傳輸距離對(duì)比如表3                     

 表3傳輸距離對(duì)比

二次導(dǎo)線截面積(mm2)

額定二次電流(A)

互感器容量(VA)

單程傳輸距離(m)

1.5

5

2.5

4.2

1

106

2.5

5

5

14.2

1

355

4

5

10

45

1

1136

0.2

0.02

0.2

2840

3.4電流互感器使用過程中的注意事項(xiàng)

3.4.1電流互感器在接線時(shí),同名端必須要保持一致,即P1、S1;P2、S2。

3.4.2電流互感器在正常運(yùn)行時(shí),二次不得開路,防止二次開路產(chǎn)生高電壓,影響人身和設(shè)備安全。

4.結(jié)束語

    本文對(duì)低壓配電系統(tǒng)中的不同類型電流互感器進(jìn)行了簡單概述,給電力系統(tǒng)各位專家和電氣工程師們參考,有利于不同類型低壓電流互感器在低壓智能配電系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]安科瑞電氣股份有限公司.電量傳感器選型手冊(cè),201407版.

[2]任致遠(yuǎn),周中.電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南,中國電力出版社,2007.

作者簡介:淮亞利,女,本科,安科瑞電氣股份有限公司,主要研究方向?yàn)殡娏總鞲衅髟O(shè)計(jì),,:,:   

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