浅谈电流互感器在低压配电中的失真问题.doc

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（%） P01d 37 100/5 80 67 37 55% P08a 18.5 75/5 120 29 9 31% P02c 30 100/5 50 56 30 54% P05a 22 75/5 110 30 9 0% 　　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0.1Ω，即0.1×5×5=2.5VA 　　而 Rl =(ρ*L/S)*I2 ① 　　ρ---导线电阻率，55℃时铜线电阻率为0.0202Ω.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①中： 　　P01d：Rl =(ρ*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 =(ρ*L/S)*I2=（0.020