张林锋
（安科瑞电气股份有限公司，上海 嘉定 201801)
摘 要：分析电流互感器的原理，介绍了特殊测量用途电流互感器即计量用电流互感器在低压配电系统中的应用，同时结合工程实例中的错误接线分析会给计量造成的影响。
关键词 低压配电系统 计量用电流互感器 工作原理 接线方式
1.引言
随着我国电力系统不断完善和发展，以及低压配电系统的自动化程度不断提高，计量用电流互感器作为低压配电系统中的一种重要电气元件，已被广泛地应用于电力计量监测装置之中。
2.电流互感器工作原理
低压电流互感器的工作原理如图1所示，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。
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图1
3.计量用电流互感器的选型
计量用电流互感器是特殊用途测量用电流互感器，准确级为0.2S和0.5S，与计费电能表和计量装置配合使用的电流互感器。
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图2 AKH-0.66 计量用电流互感器
3.1根据目前国家电网公司计量规范Q/GDW 572—2010，由国家统一招标，统一要求、统一管理的计量用电流互感器主要有LQZJ-0.66、LMZD-0.66，其主要特点见表1
表1 AKH-0.66测量用电流互感器的型号规格
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电流互感器型号 |
输入、输出 |
主要规格 |
|
LQZJ4-0.66系列 |
输入：30-1500A 输出：0-5A（0-1A） |
LQZJ4-0.66/30、LQZJ4-0.66/40、 LQZJ4-0.66/50 |
|
LMZD-0.66系列 |
输入：10-1500A 输出：0-5A（0-1A） |
LMZD1-0.66、LMZD2-0.66、 LMZD3-0.66 、LMZD4-0.66 LFZD-0.66 |
3.2根据国家标准越来越多的企业根据自己内部计量的要求，选用低成本、安装方便计量准确的母线式电流互感器，主要型号有AKH-0.66，其主要特点见表2
表2 AKH-0.66测量用电流互感器的型号规格
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电流互感器型号 |
输入、输出 |
主要规格 |
|
AKH-0.66/G系列 |
输入：5-3000A 输出：0-5A（0-1A） |
G-30I、G-40I、G-60I、G-80I、 G-60I、G-60II、G-80II、G-100II |
4.计量用电流互感器在低压配电系统中的问题及应用实例
计量用电流互感器在低压配电系统中，准确级0.2级、0.2S级区分是用户经常碰到的问题，以及错误接线（极性接反）对计量的影响。
4.1准确级0.2级、0.2S级区别见表3
表3误差和相位差限值
|
准确级 |
在下列额定电流（%）下的 电流误差 （ ±%） |
在下列额定电流（%）下的相位差 |
|||||||||||||
|
±（′） |
±crad |
||||||||||||||
|
1 |
5 |
20 |
100 |
120 |
1 |
5 |
20 |
100 |
120 |
1 |
5 |
20 |
100 |
120 |
|
|
0.2 |
|
0.75 |
0.35 |
0.2 |
0.2 |
|
30 |
15 |
10 |
10 |
|
0.9 |
0.45 |
0.3 |
0.3 |
|
0.2S |
0.75 |
0.35 |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
30 |
15 |
10 |
10 |
10 |
0.9 |
0.45 |
0.3 |
0.3 |
0.3 |
4.2计量用电流互感器的错误接线（极性接反）对计量的影响
（1）计量接线方式三相三线
正确接线时的有功功率为：P=Pa+ Pc =UabIa.cos(30°+φa)+ Ucb.Ic.cos(30°-φc);
三相电路平衡时，Uab=Ucb=√3U，Ia=Ic=√3I，即，P=3UI cosφ
假如A相电流互感器极性接反，祥见图2
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图2
这样我们可以得出：公用线的电流Io是相电流的√3倍；
电能表一的电流滞后电压的角度为：30°+φa+180°=210°+φa；
电能表二电流滞后电压的角度为：30°-φc；
所以错误接线时的有功功率为：
P´=Pa´+ Pc´=Uab.Ia.cos(210°+φa)+ Ucb.Ic.cos(30°-φc)=UIsinφ;
若功率因数cosφ=0.9，则当A相计量互感器极性接反，漏计电能为实际计量电能的：
P/ P´-1=3UIcosφ/UI sinφ-1=3×0.9/0.4359-1=5.19倍;
准确的接线如图3
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图3
(2)计量接线方式三相四线
正确接线时的有功功率为：P=Pa+ Pb+ Pc =UaIa.cosφa+ Ub.Ib.cosφb+Uc.Ic.cosφc;
三相电路平衡时，Ua=Ub=Uc=U，Ia=Ib=Ic=I，即，P=3UIcosφ
假如A相电流互感器极性接反，祥见图4
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图4
这样我们可以得出：公用线的电流Io是相电流的2倍,A相电流为-Ia；
所以错误接线时的有功功率为：
P´=Pa+Pb+Pc=-UaIa.cosφa+Ub.Ib.cosφb+ Uc.Ic.cosφc= UIcosφ;
则当A相计量互感器极性接反，漏计电能为实际计量电能的：
P/ P´-1=3UIcosφ/UIcosφ-1=2倍;
准确接线如图5
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图5
4.3电流互感器使用过程中的注意事项
4.3.1电流互感器在接线时，同名端必须要保持一致，即P1、S1；P2、S2。
4.3.2电流互感器在正常运行时，二次不得开路，防止二次开路产生高电压，影响人身和设备安全。
5.结束语
本文对低压配电系统中的不同类型电流互感器进行了简单概述，推荐给电力系统各位专家和电气工程师们参考，有利于不同类型低压电流互感器在低压智能配电系统的广泛应用。
参考文献
[1]安科瑞电气股份有限公司.电量传感器选型手册,201407版.
[2]任致远，周中.电力电测数字仪表原理与应用指南,中国电力出版社，2007.
作者简介：张林锋，男，本科，安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为电量传感器设计，手机：18702112036，座机：021-69155719，QQ:2880157876