母线式电流互感器变比与电能表倍率
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2008年04月17日 22:11:52
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张忠禄 吉林省长春水利电力高等专科学校(130012) LMZ1-0.5、LMK1-0.5型电流互感器,为低压户内用母线式浇注绝缘、塑料外壳绝缘的电流互感器,俗称穿心式电流互感器,广泛应用于低压系统,供测量、电能计量和继电保护回路使用。由于它可直接用载流导体(母线、电缆或绝缘导线)穿过窗孔作为一次绕组,并可根据需要,改变一次绕组(软电缆或绝缘导线)的缠绕圈(匝)数,以适应不同额定电流的回路,因此,使用起来灵活方便。又由于它的结构简单、尺寸较小、价格便宜,所以在农网低压配电回路中得到了广泛的应用,特别是电力排灌站、农机厂等负荷较大回路中应用较多。但据笔者了解,在使用中,由于有的农村电气工作人员或管理人员,对该电流互感器的变比、电能表的倍率等概念误解,常因此造成计费电能表计费差错或产生不必要的损失与纠纷。

张忠禄 吉林省长春水利电力高等专科学校(130012)

LMZ1-0.5、LMK1-0.5型电流互感器,为低压户内用母线式浇注绝缘、塑料外壳绝缘的电流互感器,俗称穿心式电流互感器,广泛应用于低压系统,供测量、电能计量和继电保护回路使用。由于它可直接用载流导体(母线、电缆或绝缘导线)穿过窗孔作为一次绕组,并可根据需要,改变一次绕组(软电缆或绝缘导线)的缠绕圈(匝)数,以适应不同额定电流的回路,因此,使用起来灵活方便。又由于它的结构简单、尺寸较小、价格便宜,所以在农网低压配电回路中得到了广泛的应用,特别是电力排灌站、农机厂等负荷较大回路中应用较多。但据笔者了解,在使用中,由于有的农村电气工作人员或管理人员,对该电流互感器的变比、电能表的倍率等概念误解,常因此造成计费电能表计费差错或产生不必要的损失与纠纷。

1 电流互感器额定变比与一次绕组缠绕匝数

众所周知,电流互感器的额定变比na的定义是其一次额定电流I1n与其二次额定电流I2n的比值,即na=I1n/I2n。二次额定电流已标准化定为5A或1A,故选择额定电流变比实际上是选择一次额定电流。一次额定电流一般按所在一次回路长期通过的最大工作电流来选择。为了保证电流互感器有较好的电流传变特性,特别是电能计量用电流互感器,为了保证其准确度等级,应使其工作在一次绕组近于额定电流的工况。

设计、制造电流互感器时,是按照一定的磁通势F(即通常所说的安匝数)和对应的磁感应强度B(即通常所说的磁通密度)而进行的。

当忽略励磁磁通势时,电流互感器在正常工作时,一、二次的磁通势近似相等,即I1N1=I2N2(I1、


I2和N1、N2分别为电流互感器一、二次绕组电流和一、二次绕组匝数),在额定一次电流情况下,设计磁通势(设计安匝)I1nN1=I2n

N2(I1n/I2n为电流互感器一、二次额定电流)。已制造好的电流互感器的额定磁通势是确定的。例如:铭牌上标明额定变比是,na=100A/5A,一次绕组缠绕匝数为2,那么,它的额定磁通势就是Fn=I1nN1n=100×2=200A(安匝)。

在使用时,如果需改变电流互感器的变比与铭牌上标明的变比不同,那么,互感器一次绕组缠绕匝数怎么确定呢?例如:需将上例中电流互感器改为额定变比为n′a=50/5,那么,就可将一次绕组缠绕匝数按照Fn=I1nN1n=I′1nN′1n的关系变为N′1n=Fn/I′1n=200/50=4(匝)。

又如:额定磁通势为105A(安匝)的LMZ1-0.5和LMK1-0.5型电流互感器,应用在不同一次额定电流时的一次匝数可以为5A(30匝)、10A(15匝)、15A(10匝)、30A(5匝)、50A(3匝)、75A(2匝)、150A(1匝)。

2 怎样计算电能表测得的电能量

电能表计度器窗口上读得的示数,乘以计度器的倍率m才是电能表测得的电能量(kW·h)。这里的倍率m绝不能理解成互感器的变比。如果电能表是经过互感器接入电路的,还必须将电能表的示数再乘以实际所接入的电流互感器的额定变比n′a和所接入的电压互感器的额定变比n′v,才是实际的电能量。有时,与电能表实际联用的互感器变比n′a、n′v与电能表铭牌上标注的电流互感器额定变比na、电压互感器的额定变比nv不同,这时,应将电能表的示数乘以实用倍率M(也称计费倍率)才是实际电能量,实用倍率M按下式计算:

M= (1)

式中 m——计度器倍率,kW·h/字;它表示字轮上一个字代表以“kW·h”为单位的电能量数

n′a、n′v——与电能表联用的电流、电压互感器实际额定变比

na、nv——经互感器接入式的电能表铭牌上标注的电流、电压互感器的额定变比

一个抄表周期内,电能表测得的实际电能量按下式计算:

W=(W2-W1)M (2)

式中 W2、W1——后次、前次抄表示数

低压系统中的配电回路的三相电能表,常采用直接接入式电能表,其铭牌上没有标注na、nv、m,则其na=1、nv=1、m=1。如:将这种电能表通过LMZ1-0.5型互感器(变比为n′a)接入电流回路,电能表的电压线圈直接接入电压回路,则其nv=1,这样,按(1)式和(2)式分别计算实用倍率M和在一个抄表周期内电能表测得的实际电能量W就很简单了,即这时有:

M= ·m= ·m=n′am=n′a

在此例设定的特殊情况下,实用倍率(计费倍率)等于电流互感器的变比。即:

W=(W2-W1)M=(W2-W1)n′a

再一次强调,变比n′a不能与计费倍率M或计度器的倍率m混淆,不能将变比理解为倍率。

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