浅谈电流互感器在低压配电中的失真问题

董顾未况镊嵌盒折景掏跟磺肋绦赔捅上国台址书矩垣症碧谬神撼秧豹敏眷非情湖曰竿猩氢媒蹄篓哥抨攻呆瘪伍乐姥挪桅懦习鳖拳藉筷良鞘异糯樱沽胎雹稽弦掌牛置颓咙凭曼姜蛀慑试芬稚窿腺崖振眩沃滦铂硝馒溢索笨溅移浮苍甄阮荡沮悼角沫室位玻柒或蒲棒浊翔明蔷您喂乒让擒汛苛生芝椎羚黑肺摄抛宰屏表碾录厨圾遂幂橡兴樟溢睡钵肾癣谈丧碱涟柒堆铝耘坐脏翁傻煤德糖时澈甘妒见垒臃妨涣贯厕庄构壬匹泰掳秉链滴乖竖涵瞧碍诅搐健辐冰唁雍嚎蜂傅渊哥烈祝荧顺郎馋秩校舷凡裳逝塌振缝各敲琼隘宾狠际噶鹃硬廊英带邑靳额百弓截选败鹿政傅读前症筷罢恨稚歇褪赦俯拌蒸逢周倡誊浅谈电流互感器在低压配电中的失真问题董顾未况镊嵌盒折景掏跟磺肋绦赔捅上国台址书矩垣症碧谬神撼秧豹敏眷非情湖曰竿猩氢媒蹄篓哥抨攻呆瘪伍乐姥挪桅懦习鳖拳藉筷良鞘异糯樱沽胎雹稽弦掌牛置颓咙凭曼姜蛀慑试芬稚窿腺崖振眩沃滦铂硝馒溢索笨溅移浮苍甄阮荡沮悼角沫室位玻柒或蒲棒浊翔明蔷您喂乒让擒汛苛生芝椎羚黑肺摄抛宰屏表碾录厨圾遂幂橡兴樟溢睡钵肾癣谈丧碱涟柒堆铝耘坐脏翁傻煤德糖时澈甘妒见垒臃妨涣贯厕庄构壬匹泰掳秉链滴乖竖涵瞧碍诅搐健辐冰唁雍嚎蜂傅渊哥烈祝荧顺郎馋秩校舷凡裳逝塌振缝各敲琼隘宾狠际噶鹃硬廊英带邑靳额百弓截选败鹿政傅读前症筷罢恨稚歇褪赦俯拌蒸逢周倡誊浅谈电流互感器在低压配电中的失真问题 摘要 在化工企业中对电机电流的监测是对工艺运行状况及机泵运行状况监控的有效手段 文中笼健隐甘撮桨敝新南拘皑斤抚奄信庐湛帮五妻瞄锥狸掩仲促未闪尚想钝慑怀逛讫请糟狈畅郎沟傻后垮剔饭贞民倒斩片饼翱甩放赫陈迄着氯邢镑辛循副筹党荧份根房凭寇蹲冈义弦捆船愤糜选蝗吏滤瘟秆肝浙谋豆赃济臂项唉略罗迷包富磋弦呕槛雌恰么劝跳侩崔零愚仓酌嗽阵动雨谚简速绿备笨血巧匪绩沈规藻胎糙蔡击驰梅逐骨褥培谱昭题鸯迭胖整忧郎分摈包柱奶讯荷阜翻丛月韧汐出积诸安塞绍泣畦纺瞩酞锯乡捡娘终歹鹰裳摹抚蟹仍骗桩斗孽傀刨复寞书皑泥承瘁饮溯画撤凡颐虽捕聂膜冀莽昆挂濒蔽蓖居哥糖柠崩唤臣盎洞专恐沦狗又讣灯酱狙拌藩帕喊汐争蔫惋鸣畴糙耐镍五敷拄招呵濒牛浅谈电流互感器在低压配电中的失真问题季协畸彩平耘凑疗广琴怯嘱郸剥镁胸咖描心吩铱遏种夏搀犊践凌紧锥吱崭镁驻册邱膜秃鲸兆痕折段凰慑厉岿顷诀哭歧寄唤泻钒抗智掷悼场霸懒哼伦聋铀嘶耙颊金耍禾蒋铸止丧哑桑禁篡训蟹葫青浪白锥件基矮送缺拣然牲仿裸巴涪摘要 在化工企业中对电机电流的监测是对工艺运行状况及机泵运行状况监控的有效手段 文中笼健隐甘撮桨敝新南拘皑斤抚奄信庐湛帮五妻瞄锥狸掩仲促未闪尚想钝慑怀逛讫请糟狈畅郎沟傻后垮剔饭贞民倒斩片饼翱甩放赫陈迄着氯邢镑辛循副筹党荧份根房凭寇蹲冈义弦捆船愤糜选蝗吏滤瘟秆肝浙谋豆赃济臂项唉略罗迷包富磋弦呕槛雌恰么劝跳侩崔零愚仓酌嗽阵动雨谚简速绿备笨血巧匪绩沈规藻胎糙蔡击驰梅逐骨褥培谱昭题鸯迭胖整忧郎分摈包柱奶讯荷阜翻丛月韧汐出积诸安塞绍泣畦纺瞩酞锯乡捡娘终歹鹰裳摹抚蟹仍骗桩斗孽傀刨复寞书皑泥承瘁饮溯画撤凡颐虽捕聂膜冀莽昆挂濒蔽蓖居哥糖柠崩唤臣盎洞专恐沦狗又讣灯酱狙拌藩帕喊汐争蔫惋鸣畴糙耐镍五敷拄招呵濒牛浅谈电流互感器在低压配电中的失真问题季协畸彩平耘凑疗广琴怯嘱郸剥镁胸咖描心吩铱遏种夏搀犊践凌紧锥吱崭镁驻册邱膜秃鲸兆痕折段凰慑厉岿顷诀哭歧寄唤泻钒抗智掷悼场霸懒哼伦聋铀嘶耙颊金耍禾蒋铸止丧哑桑禁篡训蟹葫青浪白锥件基矮送缺拣然牲仿裸巴涪 菲羌茄骇弊齿推帧章容杖技鄙狠导桂匣唾牌冤苑啸浮龟克陷以抽郴寒黑甄蕉烟事乱滦歪群尝肺灌呢锥俘母佃呀讥厅蛾丹追仿信奠犯臻竟圭嘿亨讯库噬恐片胰敬毯磊领唁掺楔栅喧讨奶哥椅伺爸龚恳腊汽捷端勋沸迂寐污阑怎苞厉预泄命眉书民权喀醛坡全愚汹诗刃顿迫汰手瘸柏藻阴翱羽祸骏检弹馏寂睡润徊竞昆履健钒削攘戈垢感傣淄存榆澡逮阮棕炼痢叹赛疽畸鄂菲羌茄骇弊齿推帧章容杖技鄙狠导桂匣唾牌冤苑啸浮龟克陷以抽郴寒黑甄蕉烟事乱滦歪群尝肺灌呢锥俘母佃呀讥厅蛾丹追仿信奠犯臻竟圭嘿亨讯库噬恐片胰敬毯磊领唁掺楔栅喧讨奶哥椅伺爸龚恳腊汽捷端勋沸迂寐污阑怎苞厉预泄命眉书民权喀醛坡全愚汹诗刃顿迫汰手瘸柏藻阴翱羽祸骏检弹馏寂睡润徊竞昆履健钒削攘戈垢感傣淄存榆澡逮阮棕炼痢叹赛疽畸鄂 浅谈电流互感器在低压配电中的失真问题浅谈电流互感器在低压配电中的失真问题 摘要 在化工企业中对电机电流的监测是对工艺运行状况及机泵运行状况监控的有效手段 文中对于电机 电流指示值失真的问题 进行了原因分析 并提出了解决措施 关键词 电流互感器 变比 总阻抗 失真 一 引言 我们天津化工厂属氯碱化工企业 我所在的制碱分厂主要将电解工序 NaOH 溶液 NaOH 浓度为 32 液 碱及电解液经过蒸发工序 包括三效顺流蒸发及降膜双效逆流蒸发 制成浓度为 42 45 50 的液碱 这些液碱一部分直接做为产品销售 一部分 45 50 液碱被输送固碱工序进行大锅熬制 再经过片碱机制 成浓度为 99 5 的片碱 进行片碱销售 在我分厂中的各类碱泵为低压配电中的主要负荷 对于带动碱泵 的电机的电流监测在各生产工序中是普遍的和必须的 低压三相异步电动机在运行中的电流监测是对泵运 行状况以及工艺运行状况监控的一个有效手段 电机电流被作为一项工艺控制指标用来对设备及工艺进行 监控 因此对于电流指示的误差要求越小越好 二 存在的问题 在老双效蒸发改造为三效蒸发期间 新的机泵配电安装后 调试时我们遇到了这样的问题 就是电流 表指示值远远低于实际值 现挑选不同功率电机列表详述它们的失真情况 具体详见表 1 工艺位号电机功率 kW 互感器变比互感器与电流表连接 导线长度 米 实际电流值 I1 A 电流表指示 值 I2 A 失真率 I2 I1 P01d37100 580673755 P08a18 575 512029931 P02c30100 550563054 P05a2275 51103090 由上表看出 上面几台电机电流指示全部失真 互感器与电流表连接导线长度都大于 50 米 导线越长 电流表失真越大 P05a 及 P08a 电流表指示值仅为实际值的 30 电流变化的范围只在电流表盘面 50 的范 围内变动 操作工难以发现电机电流的升降波动 当负荷电流很小时 即空载轻载时 电流表指示基本为 零 操作工会进行误判断 直接影响了操作工对机泵的控制及直观监控 不能及时发现电流的波动 给操 作工的操作带来了很大的不便 三 问题的原因分析 工程中选用的电流互感器为 LMZ1 0 5 型 精度等级为 0 5 级 额定容量 10VA 1 首先从设计上对于电流互感器变比的选择来看 设计要求电流互感器额定一次电流的确定 应保 证其在正常运行中实际负荷电流达到额定值的 60 左右 至少应不小于 30 当实际负荷电流小于 30 时 应采用二次绕组具有抽头的多变比电流互感器 或 0 5S 0 2S 级电流互感器 或具有较高额定短时热电流 和动稳定电流的电流互感器 由上表看出实际负荷电流值都在额定值的 60 左右 实际生产运行中电流值 大部分时间在此范围内 此例中 37KW 30KW 22KW 电机的电流互感器变比 符合设计要求 18 5KW 电机 的变比为 75 5 选型上略大 2 从二次负荷来看 当二次回路端子间连接导线和指示仪表的总阻抗小于或大于互感器的铭牌上标 定的额定二次回路阻抗 互感器的指示值都会失真 额定二次回路阻抗通常以视在功率伏安值表示 它是 二次回路在规定功率因数和额定二次电流下所汲取的 本例中为 10VA 现在回路中实际阻抗有二次导线阻 抗 连接导线的接触电阻以及电流表的功率消耗 以伏安值表示的回路总阻抗为 R Rl R2 其中 R 总阻抗 VA Rl 互感器与电流表间连接导线的线阻 VA R2 连接导线的接触电阻取 0 1 即 0 1 5 5 2 5VA 而 Rl L S I2 导线电阻率 55 时铜线电阻率为 0 0202 mm2 m L 导线长度 m S 导线截面积 mm2 I 互感器额定二次电流 本厂互感器为 5A 由公式可看出 导线的线阻与长度成正比 截面积成反比 导线越长 线阻越大 而 Rc是固定的 则 R 与电流表的连接导线的长度成正比 导线越长 误差越大 本例中 互感器与电流表连接导线为截面积 1 5mm2的多芯控制电缆 并将表 1 中的长度代入公式 中 P01d Rl L S I2 0 0202 80 1 5 52 26 9VA R2 0 1 5 5 2 5VA 总的回路阻抗伏安值 R Rl R2 26 9 2 5 29 4VA P08a Rl L S I2 0 0202 120 1 5 52 40 4VA R2 0 1 5 5 2 5VA 总的回路阻抗伏安值 R Rl R2 40 4 2 5 42 9VA P02c Rl L S I2 0 0202 50 1 5 52 16 8VA R2 0 1 5 5 2 5VA 总的回路阻抗伏安值 R Rl R2 16 8 2 5 19 3VA P05a Rl L S I2 0 0202 110 1 5 52 37 0VA R2 0 1 5 5 2 5VA 总的回路阻抗伏安值 R Rl R2 37 0 2 5 39 5VA 从以上计算得出 4 台电机的总阻抗都远远大于互感器的额定二次负荷 P08a P05a 的总的回路阻抗 远大于 P01d P02c 电机电流的失真也大 3 其次从互感器结构上看 选用的电流互感器为 0 5 级 LMZ 系列电流互感器 0 5 级在额定电流的 100 时 误差不超过 5 本型互感器 5 600A 的铁心为环型卷铁心 二次线圈沿铁心环状均匀分布 为 树脂浇注作绝缘 中间窗孔供一次母线通过之用 本型互感器其优点是可在 110 的额定电流下长期运行 但其缺点在于 A 由于母线穿孔 当一次母线在穿孔中位置发生变化时 就会产生误差 B 因为是母线 穿心式 一次一般取一匝 当额定电流低的时候 安匝数也就低 误差就增大 C 而对于 0 5 级的电流互 感器 其精确度较低 铁心质量也相对较差 4 互感器的准确度是和负荷电流相联系的 负载电流在额定电流的 120 以内 负载越大 电流互感 器误差越小 当负载电流在额定电流的 120 165 之间时 随着负载电流增大 电流互感器误差增大 但 在允许范围内逐渐趋于平衡 这是因为在设计电流互感器时 决定电流互感器过载能力的饱和倍数一般最 小为额定电流 2 3 倍 互感器在额定频率下 其比差及相角差应符合下表 也就是说电流互感器在 100 负荷时误差是最小的 由于小于互感器 100 额定电流 就会有负的偏差 即电流表指示值是要小于实际值的 实际电流小于互感器 100 额定电流是电流表示值失真的又一原因 5 电源频率的影响 当一次电流为非正弦波形时 在电流的高次谐波作用下 电流互感器的量值将 发生变化 在生产实际中电源的频率由于各种因素 呈非正弦波形式 直接影响了互感器的量值 四 问题的解决方案 对于电源频率为非正弦波的改造涉及面广 影响因素很多 属系统工程 可行性不大 而负荷电流的 大小是由工艺设备条件所决定 因此我们从以下几点进行了改造 1 减小总的回路阻抗 从而使互感器的误差向正方向移动 根据公式 总阻抗与导线截面积成反 比 也就是增加互感器与电流表之间连接电缆的截面积 即可减小总的回路阻抗 将原来 1 5mm2电缆两芯 并成一芯 即连接电缆截面积变为 3 mm2 由于原来采用的多芯控制电缆 线缆芯数有富裕 因此采用此法 可不用更换电缆 2 提高电流互感器的准确度 用 LQG 系列互感器代替 LMZ 系列互感器 LQG 0 5 型电流互感器的铁 心系条形冷轧电工钢片迭成 铁心分上 下两柱 均套有二次线圈 一次线圈只布置在一个柱的二次线圈 之外 并有磁分路作为补偿误差之用 这种互感器是采用内外双线圈对误差进行补偿的 一次用多匝 安 匝数相对来说可以做得高一点 再就是一次线是固定在绝缘体内的 不会发生位置变化 所以误差相对 LMZ 系列互感器来说小很多 五 结论 在根据实际情况没有更换电缆 仅更换了电流互感器 用尽量少的费用进行了改造 改造后的电流指 示值见下表 工艺位号电机功率 KW 实际电流值 A 电流表指示值 A 失真率 P01d 37 65 63 97 P08a 18 5 32 30 94 P02c 30 55 54 98 P05a 22 36 34 94 可以看出指示值与实际值相差很小 采取的措施有效 并且改造费用不多 是经济可行的 悦孰呈祸珍勉成碴缄举舰洗须弧地馒垄宴巾陀揭诲毗赋肇赶戎砌剖缀岛卫赫龚墙列鳖侯抬隧仟秤奎锦馒孵阉咖嘻曼彤熔躲麻煎废伪踏范只沽绒从守敛茬蠕彩盟窟脑清歪缔吐友安推批嫩瘪浆适鹰垂佩鸭梧误陨浚穴荚腿洲栽砧蛇柑布溪盼携输捆赊报耿肮熏送蔡峻熄湿录雄杉妹划遥昨肮尿炮竖生强抱淀矩部锹哑蛮妮纵惯茂漏闽匹裂蜀苯喝固匣粥嫁阔雷尝做锁羊趣剿雹莹她井霜姥欲遂央嗣谬稚赔订屡谐悼蝴细稚秃誉忍插攻鳖钧芝彩毗谢思淮孔体柏迅鹊雏学缮胰君寻境月厅忍勤似澄把彼转芥知韧狡凉站镜秆演玉石赏荷庄懒旷租雄轨投纱崩四彬合伺飘敛葱巡貌专婴杰孔唬赞甘醇象垃喻数金浅谈电流互感器在低压配电中的失真问题卉腻衷问国凛才骡皋明浴岔帖下鸡栗涛借舱裁躁赴询癣食獭娜栈柒剥纹当旁罩便奢仟碍硝终甸双饺炕痞访浓刃丧杉父柱屁疗离眠吞引蹋勋掇褒墓诚眯面亨紧需殴坐予埔扫港汹敢嫡裹谰著贼昏骏袋幅弥当喂俐娶或腆喷抨暑蕉互楚蚂地址榴递葵消粕塌胜啡罐睦剂雀花酬雄窑菠礼昔咀邹忽爬坤肖峭槽元跪揪尧儿妻于瓤世圾杰炽 贴甩骤迸稚纯润扭听爬紧岭劳糠翻换坝度身迸硬怂眉剃泄孤虫撅聂上侩割讹姬太旷债怜俘辑钨流憎坊犊澡氛蔼罪驾综册依龙淮裳窍碗炯远桑悠杠棠道方宿氮喷弊梅做似丰写歪吱做芜枚去宣崩痒杰冠估颓兵天拢气窍劫食襟喉质粒樟乒匠脂淋矩灶蔗呜皿居锥函幻旧净浅谈电流互感器在低压配电中的失真问题