校驗(yàn)電流互感器升流器容量的確定方法
升流器容量的確定
在校驗(yàn)電流互感器時,除了標(biāo)準(zhǔn)電流互感器和互感器校驗(yàn)儀外,還需要升流器提供給電流互感器10%~120%額定電流。校驗(yàn)時,需要調(diào)壓器調(diào)節(jié)電源,給升流器提供能量,升流器再給電流互感器提供一次額定電流。調(diào)壓器的輸出電壓和電流決定了調(diào)壓器的額定容量 S調(diào)即:S調(diào)=UI(VA)同樣升流器的容量S升與輸出電壓U和電流Ⅰ的關(guān)系也應(yīng)滿足要求。
要合理地設(shè)計升流器各檔容量,就必須對升流器的具體使用情況進(jìn)行分析。在電流互感器檢定線路中,升流器主要消耗的容量有:(1)標(biāo)準(zhǔn)互感器和被測試互感器本身及其所消耗的容量。一般互感器本身消耗的容量為5~50VA,標(biāo)準(zhǔn)互感器所帶負(fù)載為5VA, 被測試互感器所帶負(fù)載為 5~50VA, 升流器主要消耗的容量合計不超過140VA, 基本上與額定一次電流大小無關(guān)。
互感器一次回路聯(lián)接導(dǎo)線所消耗的容量。如果在不同的額定-次電流下,聯(lián)接導(dǎo)線長度和電流密度都基本相同,那么聯(lián)接導(dǎo)線所消耗的容量就與電流成正比。當(dāng)電流大于2000A 時, 聯(lián)接導(dǎo)線的電抗值大于電阻值,且電抗值只與導(dǎo)線長度及其所包圍的空間面積有關(guān),而與導(dǎo)線的電流密度無關(guān),于是電抗所消耗的無功容量就與電流的平方成正比。
根據(jù)以上分析,檢定互感器用的升流器實(shí)際需要的容量S 與額定一次電流Ⅰ的關(guān)系如下:
當(dāng)I1<10A時,S=100~200(VA)
即小電流時,檢定互感器用的升流器容量為常數(shù),與額定一次電流的大小無關(guān)。
當(dāng)I1=10~2000A時,S=K1I1+100~200(VA)
式中K1=2~4(V)與聯(lián)接導(dǎo)線的長度和電流密度,以及回路的接觸電阻有關(guān)。當(dāng)I1>200A時, 100~200VA 這個常數(shù)項(xiàng)可以略去不計,則容量與電流成正比。電壓為常數(shù),即U=K1=2~4V。
當(dāng)I1>2000A,S=R2I12
式中K2=(0.5~1)×10-3(Ω)主要與聯(lián)接導(dǎo)線的長度及其所包圍空間面積有關(guān),即在大電流時,檢定互感器用的升流器容量與電流平方成正比,阻抗為常數(shù),Z=K2=0.5~1(mΩ)。
對于檢定電流互感器專用的升流器,由于檢定線路的功率隨一次電流減小而下降,因此對于輸出電流為5~2000A的升流器,要求每檔的功率相應(yīng)為:2000A、5kVA;500A、2kVA; 100A、0.5kVA; 10A以下為 0.1~0.2kVA。因?yàn)殡娏骰ジ衅鞯囊淮坞娏髟?0A以下時,其一次輸入阻抗隨一次電流的減小而幾乎成平方的增大。因此一次電流越小,選用升流器的輸出電壓越高。例如:10A選10~20V,5A選 20~40V,1A選 80~160V,0.1A選 500~1000V。這符合負(fù)載電流接近升流器的額定輸出電流時升流器的實(shí)際功率最大。
根據(jù)以上分析,檢定互感器用的升流器應(yīng)采用冷軋硅鋼片環(huán)形穿心式。環(huán)形穿心式升流器具有結(jié)構(gòu)簡單、制作和使用方便的特點(diǎn)。既可單臺小容量單獨(dú)使用,又可并聯(lián)成大容量聯(lián)合使用,線圈漏抗小,輸出相同的大電流。所需容量比方形鐵芯固定線圈升流器小,選用穿心式升流器不僅要選額定功率,還要選最大的額定輸出電流,即穿心-匝時的額定電流。
例如同是20kVA的升流器,一個一匝額定輸出電流為2kA,額定電壓為10V, 另一個一匝額定電流為10kA,額定電壓為2V,前者的體積和重量都要比后者大得多,而且前者不能代替后者,而后者只要穿心5匝就可代替前者,只是這時使用不如前者方便。因此,穿心式適用于1000A以上的大電流升流器,而且電流越大越合適,對于檢定大電流互感器特別有利。