物联网系统中市电电量计量方案(二)

发布于:2024-07-11 ⋅ 阅读:(22) ⋅ 点赞:(0)

上文我们主要介绍了电量计量中最重要的组成部分——电量计量芯片(如果没有阅读该文章的,可以点击这里)。本文会再为大家介绍电量计量的另外一个组成部分——电流互感器。

电流互感器的定义
电流互感器是一种可将一次侧大电流转换为二次侧小电流进行测量的设备。其内部由闭合的铁心和绕组组成,如下图所示。其中,左侧线圈较少,一般串联在需要测量电流的线路中,被称为一次侧;右侧线圈较多,通常与测量仪表(通常是电流表)的回路串联。
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电流互感器工作原理
在电力供电线路中,一次(干线)电流大小差异极大,从几安到几万安不等。为了便于测量、保护和控制,需要将一次电流转换为较为统一的二次电流。此外,一次线路上的电压通常较高,直接测量非常危险。
电流互感器的作用就是实现电流的变换和电气隔离。
电流互感器包括接被测电流的绕组(匝数为 N1),称为一次绕组(或原边绕组、初级绕组);以及接测量仪表的绕组(匝数为 N2),称为二次绕组(或副边绕组、次级绕组)。电流互感器一次绕组电流 I1 与二次绕组 I2 的电流比,被称为实际电流比 K。电流互感器在额定电流下工作时的电流比被称为电流互感器额定电流比,用 Kn 表示。
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对于指针式的电流表而言,电流互感器的二次电流通常在安培级(如 5A 等)。而在数字化仪表中,采样信号一般在毫安级(如 0-5V、4-20mA 等)。微型电流互感器的二次电流也为毫安级,主要起到连接大互感器和采样之间的桥梁作用。

电流互感器分类
- 按用途分类:

  • 测量用电流互感器(或电流互感器的测量绕组):主要功能为测量交流电的大电流,将其转换为标准化电流,以方便后续测量。该互感器在电气隔离方面扮演重要角色,使直接测量线路上的电流电压变得安全。
  • 保护用电流互感器(或电流互感器的保护绕组):通常与继电装置一同使用,当线路出现故障时,能够向继电装置发送信号,从而切断电路,起到保护供电系统的作用。
    - 按绝缘介质分类:
  • 干式电流互感器:采用普通绝缘材料经浸漆处理作为绝缘材料。
  • 浇注式电流互感器:采用环氧树脂或其他树脂混合材料进行浇注成型。
  • 油浸式电流互感器:由绝缘纸和绝缘油作为绝缘材料,通常为户外型,在我国各种电压等级中均为常用。
  • 气体绝缘电流互感器:其主绝缘由气体构成。
    - 按安装方式分类:
  • 贯穿式电流互感器:主要用于穿过屏板或墙壁。
  • 支柱式电流互感器:安装在平面或支柱上,也可用作一次电路导体支柱。
  • 套管式电流互感器:无一次导体和一次绝缘,直接套装在绝缘的套管上。
  • 母线式电流互感器:无一次导体但有一次绝缘,直接套装在母线上使用。

电流互感器选型参数
电流互感器的选型参数主要包括以下几个方面:

  • 额定电流:指电流互感器在设计条件下长期正常运行的电流值。选择时应确保实际运行电流在额定电流的 20%~120%范围内,以保障互感器的稳定性。
  • 额定电压:表示互感器能够承受的最大工作电压。选择时应确保电压值与系统电压匹配。
  • 负载需求:选择电流互感器时,还需要考虑下游设备的负载需求。例如,如果下游是保护装置或计量仪表,需要确保所选的互感器能够提供足够的电流,以满足这些设备的正常工作需求。
  • 出口信号、频率范围、额定负载、分度精度和耐压:这些也是选择电流互感器时需要考虑的关键参数,它们将直接影响互感器的性能和使用效果。

电流互感器应用场景
电流互感器在多个领域有广泛的应用,主要用于实现电流的准确测量和控制。以下是一些主要的应用场景:
电力系统:电流互感器在电力系统中扮演着至关重要的角色。它们被广泛应用于变电站、配电室、发电厂等场所,用于测量高压线路中的电流,并将高电流转化为低电流,以便于变压器、电能计量器、保护继电器和自动控制装置等电气设备的使用。通过电流互感器的准确测量,可以及时发现电流异常,从而保护设备的安全运行。
通讯系统:在通讯系统中,电流互感器主要用于防雷和抗干扰,确保通讯的稳定性和可靠性。
计算机室:计算机等设备对电压要求较高,电流互感器在此被用于电源监控和故障检测。它们能够将高电流降为可测或可控的低电流,以保证设备的安全稳定运行,同时提高计算机室的运行效率和安全性。
轨道交通:电流互感器在轨道交通领域也有广泛应用,主要用于列车接触网的监测和控制。通过电流互感器,可以将高电流降为可测或可控的低电流,保证列车接触网的正常运行,并实现远程监视和控制,提高轨道交通的安全性和可靠性。
工业自动化:在工业生产过程中,电流互感器被用于监测和控制电机的电流,及时发现电机运行异常,避免设备故障和生产事故的发生。此外,它们还用于电流反馈控制系统,实现对电机速度和转矩的精确控制。
新能源领域:电流互感器在光伏发电和风力发电系统中被用于电流监测和控制,确保新能源设备的稳定运行。

电流互感器的厂商
电流互感器市场上有多家知名的厂商,它们各自提供不同规格和性能的电流互感器以满足不同领域的需求。以下是一些主要的电流互感器厂商:

  • 大一互DYH:始建于1972年,具有较长历史的专业互感器制造商,专业从事互感器的研发制造与销售,是大型中压互感器企业。
  • 正泰电器(CHNT正泰):浙江正泰电器股份有限公司是工业电器和新能源的龙头企业,其电流互感器产品在市场上也有广泛应用。
  • ABB:作为全球领先的电力和自动化技术公司,ABB也提供一系列高质量的电流互感器产品。
  • 特变电工(TBEA):作为中国领先的能源装备制造商,特变电工的电流互感器在电力系统中有着广泛的应用。
  • 施耐德(Schneider):作为全球能效管理和自动化领域的专家,施耐德也提供一系列电流互感器产品。
  • 比普:比普品牌创建于2017年,主营的产品包括电流互感器,以及其他如高压断路器、氧化锌避雷器、隔离开关等。比普的电流互感器以其稳定性和准确性而受到市场的认可。
  • 聚英:浙江聚英风机工业有限公司,成立于1995年,专业从事风机、风冷设备技术研发、生产制造、销售服务。尽管该公司以风机业务为主,但也提供电流互感器产品,并以其优良的性能和结构特点在市场中占有一席之地。
  • 民熔:上海民熔电气有限公司是国内高压输配电业务的专业制造商之一,其电流互感器产品在市场上也有广泛的应用。
    此外,如亿互、北互DLBF、XD西电、华亿, 永册、德力西、toone等也是知名的电流互感器品牌。这些厂商都具备强大的研发和生产能力,提供多种规格的电流互感器产品,以满足不同用户的需求。

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