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當(dāng)初制定二次電流為5A的電流互感器標(biāo)準(zhǔn)主要是考慮了繞制比較簡單,因?yàn)楫?dāng)時尚沒有專門用于繞制電流互感器的繞線機(jī)。但是二次電流為5A的電流互感器標(biāo)準(zhǔn)除了繞制比較簡單以外,沒有任何優(yōu)點(diǎn)。國家標(biāo)準(zhǔn)GB1208《電流互感器》中規(guī)定額定二次電流標(biāo)準(zhǔn)值為1A和5A。
當(dāng)傳輸距離較大時,1A和5A相比有較多優(yōu)點(diǎn):由于線路功率與通過電流平方成正比,二次電流為1A和5A相比,1A的功耗僅5A的4%。
在設(shè)計1A系統(tǒng)時,一般只需計算測量和保護(hù)儀表的阻抗,通常可以忽略接觸電阻和線路電阻,使用傳輸距離加大,導(dǎo)線截面減小。
從近幾年引進(jìn)工程中的成套配電裝置來看,多數(shù)采用二次電流為1A的電流互感器,目前世界上許多國家在電流互感器技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定出額定二次電流為1A及5A。如西德國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定1A的電流互感器為標(biāo)準(zhǔn)型互感器,而5A的電流互感器為特殊規(guī)格互感器。國際電工委員會在IEC185—1996出版物中第5項(xiàng)規(guī)定電流互感器的額定二次電流標(biāo)準(zhǔn)值為1A、2A及5A。
目前隨著計算機(jī)和數(shù)控儀表的普及和發(fā)展,額定二次電流為1A及以下規(guī)格的電流互感器選型已較普遍。5A的電流如果直接用電阻取樣很麻煩,如果選擇取樣電壓為2V,則取樣電阻的功耗就達(dá)到10W,不僅取樣電阻的溫度系數(shù)會影響測量的精度,而且電流互感器接近滿載其誤差也會加大,控制器散熱也會出現(xiàn)問題。如果降低取樣電壓,就必須使用放大器將信號進(jìn)行放大,這樣放大電路又會帶來附加誤差,并且使控制結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。
大多數(shù)無功補(bǔ)償控制器使用中間轉(zhuǎn)換電流互感器將5A的電流信號轉(zhuǎn)換為較低的電流量。例如使用5/0.01A的電流互感器將5A的電流信號轉(zhuǎn)換為10mA的電流信號。由于電流信號經(jīng)過兩只互感器傳遞,因此對二次電流互感器的精度要求較高,否則仍然會有較大的誤差,通常相位誤差比幅值誤差更嚴(yán)重,而相位誤差對無功補(bǔ)償裝置的影響可能是致命的。
辦法是直接使用二次電流為0.1A規(guī)格的電流互感器,這種電流互感器有定型產(chǎn)品,可以在市場上買到,價格也不算貴。這樣就可以使用取樣電阻直接取樣,如果將取樣電壓選擇為2V,這時取樣電阻功耗不過0.2W,于是不僅取樣電路的設(shè)計變得非常簡單,而且精度也得到保證。從電流互感器到控制器的信號傳送距離也變得無關(guān)緊要。
可能有人會顧慮使用二次電流為0.1A規(guī)格的電流互感器無法兼容其它的計量儀表,這種顧慮通常是多余的,因?yàn)橛嬃坑玫碾娏骰ジ衅魍ǔJ菍S玫模ǔ5呐潆娤到y(tǒng)都為無功補(bǔ)償裝置另外設(shè)置互感器。在必須使用二次電流為5A的電流互感器時,可以增加一只5/0.1A的轉(zhuǎn)換互感器也可以自已加工,選用5VA變壓器鐵心,一次線圈用直徑1.3mm的漆包線繞10匝,二次線圈用直徑0.19mm的漆包線繞500匝。
鑒于上述,微機(jī)控制器全部采用二次電流0.1A的電流互感器。