双绕组电流互感器的设计及应用

　　引言

　　对馈线众多的低压配电线路，目前主要有以下方法来实现系统监测：1.采用电流互感器接多功能电力监控仪加485通讯表实现多路系统监测；2采用电流互感器接变送器来实现；、使用上述两种方案成本高、投资大。

　　普通低压电流互感器具有体积小、质量轻、准确度高、容量大、安装方便等特点，且测量范新型围比较大，二次输出信号5A或1A，但对于远程传输和系统监控采集就没有办法来实现信息传递，必须通过变送器或电力仪表。针对市场需求，江苏安科瑞电器制造有限公司开发出AKH-0.66S系列双绕组电流互感器，一次电流测量范围5-6300A，二次有两组输出，一组输出5A或1A，另一组输出0-20mA，且一次电流可过载8-10倍，可直接用于系统采集和远传，与ARTU-M32配套使用，可简化系统结构，降低成本，提高系统可靠性。

　　1.产品设计

　　1.1结构特点

　　本产品结构新颖，外形美观大方，透明翻盖设计有防窃电装置，接线方便。互感器外壳材料采用PC/ABS合金，该材料具有耐高温、机械强度高、环保等特点；主绕组铁芯采用有取向冷扎硅钢片，副绕组铁芯采用坡莫合金，该材料具有性能稳定，机械强度高，导磁率极高等特点；漆包线采用高强度漆包线，该材料具有绝缘强度高，耐温性强等特点。

　　双绕组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，5A-1250A采用一体式设计方案，主要规格有S-30I、S-40I、S-50II；1250A-6300A采用分体式结构设计，主要规格有S-60II、S-80II、S-100II、S-120II、S-200II为分体式，产品外观及剖面图如图1、图2所示。

　　图1 AKH-0.66 S系列双绕组电流互感器外观图

　　1-端子1S1；2-端子2S1；3-端子1S2；4-端子1S2；5-副绕组；6-主绕组

　　图2剖面图

　　1.2工作原理

　　双绕组电流互感器的工作原理图如图图3所示，新型双绕组电流互感器一次电流I1由主绕组P1端流进P2，主绕组一次绕组匝数为N1，主绕组二次电流I2由端子1S1流出，经过电流表至端子1S2，副绕组二次绕组匝数为N2，副绕组输出端2S1和2S2输出AC0-20mA小电流信号，供给测控装置采集。所以有：

　　I1×N1+I2×N2=I0×N1（1）

　　I2×N2+I3×N3=I0′×N2（2）

　　由式（1）、（2）式可得：

　　I2×N2=I0×N1-I1×N1

　　I0×N1+I3×N3=I0×N1+I0′×N2

　　式中I0为主绕组的励磁电流，I0′为副绕组的励磁电流。I0和I0′是影响双绕组电流互感器的准确级主要因数，而提高其准确级就必须对主、副绕组进行补偿，补偿误差的常见方式主要有：铁芯补偿、整数匝补偿、分数匝补偿和磁分路补偿，因为双绕组电流互感器本身要考虑过载，所以主绕组误差不需要考虑进行铁芯补偿，整数匝补偿对相位差不起作用，磁分路补偿一般补偿小电流10%及以下时效果好，而分数匝补偿最为理想（主绕组二次绕组匝数少可采用多根导线并绕）；因为副绕组一次电流一般为5A、1A，输出为毫安级小电流信号，副绕组二次绕组匝数多，二次导线采用单根导线绕制，所以最为理想的补偿方式就是铁芯补偿，使用初始导磁高的铁芯（如超微晶）可提高准确级，且成本低。因此运用合理的误差补偿方式是提高双绕组电流互感器准确级的关键。