低压开口电流互感器选型方案 插接式电流互感器

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。

开口规格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。
　　保护功能主要与继电保护装置配合，在线路发生短路过载等故障时，向继电保护装置提供信号切断故障电路，保护电力系统的安全。它的工作条件与测量用互感器完全不同，后者正常一次电流工作范围有合适的准确度即可，当通过故障短路电流时，希望互感器尽早饱和，以保护测量仪表不受短路电流损害。而前者在比正常电流大几倍或几十倍电流时才开始工作，其误差(电流和相位误差)要求在误差曲线范围内，而同时考核电流误差和相位差时用复合误差。
　　目前国内互感器品种多为开口型测量电流互感器，或是保护型电流互感器，江苏安科瑞电器制造有限公司成功将该两种功能组合为一体推出了新型的开口式保护型电流互感器，并成功的应用在某大型集团公司内部改造项目上，填补了国内的空白。
　　开口式保护型电流互感器主要适用于多根母排穿越的继电保护回路，该产品为保护系统检测短路故障而开发，具有不同准确级和准确限值系数，可扩展为不同穿孔尺寸，广泛应用于低压配电保护系统。
　　下面以安科瑞电气股份有限公司AKH-0.66/K-P系列低压开口式保护型电流互感器为例,介绍该类互感器的功能和技术参数。
　　安科瑞电气股份有限公司AKH-0.66/K-P
　　AKH-0.66/K-P系列电流互感器外壳采用阻燃、耐温140℃的进口聚碳酸酯注塑成形，铁芯采用取向冷轧硅钢带卷绕而成，二次导线采用高强度电磁漆包线，产品结构新颖，造型美观，安装方便，体积小，质量轻，准确度高，容量大。
　　用于采集低压过载、短路信号，与保护继电器配套使用，一次测量范围300-5000A，二次输出5A、1A，主要准确级有：5P10。
　　符合标准
　　产品符合标准GB1208-2006
　　技术指标
　　保护CT一次电流300-5000A，二次电流5A，1A
　　额定工作电压AC0.66kV(等效AC0.69kV，GB/T156-2007)
　　额定频率50-60Hz
　　环境温度-30℃~70℃，耐温120℃
　　海拔高度≤3000m
　　工频耐压3000V/1min 50Hz
　　用于没有雨雪直接侵袭，无严重污染及剧烈震动的场所
　　选型说明
　　根据一次电流及母线截面等参数选择对应的规格产品。一次导线穿越互感器窗孔。
　　工作电流长期不**过1.1倍额定值，允许在1.2倍额定值时短时使用，时间不**过1h;
　　根据被测电流大小，选定额定电流比，一般选用比被测电流大2/3左右的额定电流;
　　产品极性表示为：一次接线标志P1、P2，相应二次接线标志S1、S2;S1表示P1的同名端，S2表示P2的同名端;
　　测量仪表接于S1、S2端上，此时所接回路的总负荷不应**过互感器的额定负荷，当安装仪表位置与电流互感器相距甚远或回路负载较大时，应**选用二次电流为1A的规格;
　　注意根据母排的规格和根数，选用相匹配窗口大小的互感器。
　　范例：
　　型 号： AKH-0.66 K-P-120×60
　　电流变比： 500A/5A
　　准 确 级： 5P10
　　额定负荷： 3.75VA

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，串联变比不变容量一倍;并联变比一倍，容量不变。二次绕组，串联变比不变，容量一倍;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，否则容易出现饱和现象，对于继电保护部分将出现误动或拒动(纵差保护容易误动，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)。

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**)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，电气安全较加重要，企业基本上不间断生产，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**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，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

江苏安科瑞电器制造有限公司是安科瑞电气股份有限公司（证券代码：300286 SZ.）的全资子公司，是电动机保护器、导轨电能表、有源滤波柜、工矿用电、远程预付费系统、智能无线测温系统、三相智能电能表、微机保护装置厂家等系列产品的生产基地。公司位于江苏省江阴市，目前现代化生产厂房面积达3万平方米，电子组装生产线均采用无铅生产工艺，生产检测设备自动化程度高，公司采用的信息管理系统，是江苏省两化融合试点企业。公司通过在产品、技术、生产工艺上的技术积累和持续创新，围绕国家产业政策和市场导向，成功实现科技转型，由原来普通数显仪表和电量传感器的生产转到智能网络电力仪表、智能马达保护装置、智能光伏汇流装置、电能质量装置、电气火灾装置、消防电源设备、隔离电源柜、有源滤波装置、光伏汇流箱、光伏并网逆变器等产品的产业化，目前已发展成为一家集研发、生产、销售于一体的江苏省。公司还先后与上海电科所、东南大学、中国矿业大学等科研院所、高校组成产学研联合体，围绕智能电网用户端的电力、电能管理和电气安全开展产品研发，其中与上海电科所合作开发的“1/4抽屉柜智能马达管理单元的研发和产业化”项目被列为*科技特派员项目。公司以用户端智能网络电力仪表及系统集成为主导产业，坚持“为客户设计**”的经营理念，走化、市场化、规模化道路，努力实现“立足中国、放眼世界，争做好的智能配电供应商”的战略目标，为客户提供可靠用电、节约用电、安全用电的完整解决方案，在智能电网用户端、新能源、物联网等领域不断探索开发新产品。