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无功补偿装置电流互感器的选择

我国电力系统一直采用二次电流为5A的电流互感器和5A的测量,保护用仪表以及继电器。这是当年参照苏联标准并延续下来的惯例。

     当初制定二次电流为5A的电流互感器标准主要是考虑了绕制比较简单,因为当时尚没有专门用于绕制电流互感器的绕线机。但是二次电流为5A的电流互感器标准除了绕制比较简单以外,没有任何优点。国家标准GB1208《电流互感器》中规定额定二次电流标准值为1A和5A。

      当传输距离较大时,1A和5A相比有较多优点:由于线路功率与通过电流平方成正比,二次电流为1A和5A相比,1A的功耗仅5A的4%。

      在设计1A系统时,一般只需计算测量和保护仪表的阻抗,通常可以忽略接触电阻和线路电阻,使用传输距离加大,导线截面减小。

      从近几年引进工程中的成套配电装置来看,多数采用二次电流为1A的电流互感器,目前世界上许多国家在电流互感器技术标准中明确规定出额定二次电流为1A及5A。如西德国家标准中规定1A的电流互感器为标准型互感器,而5A的电流互感器为特殊规格互感器。国际电工委员会在IEC185—1996出版物中第5项规定电流互感器的额定二次电流标准值为1A、2A及5A。

      目前随着计算机和数控仪表的普及和发展,额定二次电流为1A及以下规格的电流互感器选型已较普遍。5A的电流如果直接用电阻取样很麻烦,如果选择取样电压为2V,则取样电阻的功耗就达到10W,不仅取样电阻的温度系数会影响测量的精度,而且电流互感器接近满载其误差也会加大,控制器散热也会出现问题。如果降低取样电压,就必须使用放大器将信号进行放大,这样放大电路又会带来附加误差,并且使控制结构复杂化。

      大多数无功补偿控制器使用中间转换电流互感器将5A的电流信号转换为较低的电流量。例如使用5/0.01A的电流互感器将5A的电流信号转换为10mA的电流信号。由于电流信号经过两只互感器传递,因此对二次电流互感器的精度要求较高,否则仍然会有较大的误差,通常相位误差比幅值误差更严重,而相位误差对无功补偿装置的影响可能是致命的。

      最好的办法是直接使用二次电流为0.1A规格的电流互感器,这种电流互感器有定型产品,可以在市场上买到,价格也不算贵。这样就可以使用取样电阻直接取样,如果将取样电压选择为2V,这时取样电阻功耗不过0.2W,于是不仅取样电路的设计变得非常简单,而且精度也得到保证。从电流互感器到控制器的信号传送距离也变得无关紧要。

      可能有人会顾虑使用二次电流为0.1A规格的电流互感器无法兼容其它的计量仪表,这种顾虑通常是多余的,因为计量用的电流互感器通常是专用的,通常的配电系统都为无功补偿装置另外设置互感器。在必须使用二次电流为5A的电流互感器时,可以增加一只5/0.1A的转换互感器也可以自已加工,选用5VA变压器铁心,一次线圈用直径1.3mm的漆包线绕10匝,二次线圈用直径0.19mm的漆包线绕500匝。

      鉴于上述,微机控制器全部采用二次电流0.1A的电流互感器。


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