使用分流式電流傳感器的好處

　　本文介紹了使用分流式電流傳感器的好處。

　　基本運(yùn)行

　　在世界各地，隨著人們不斷投資于智能化程度更高的電網(wǎng)，傳統(tǒng)的機(jī)電式電能表已變得不足以使電網(wǎng)現(xiàn)代化帶來的利益最大化。其結(jié)果是，這些較舊的機(jī)電式電表正在被電子式智能電表所取代。這些全新的電子式電表在運(yùn)行時(shí)通過使用模數(shù)轉(zhuǎn)換器來檢測(cè)電源電壓以及從負(fù)載(如一所房子)汲取的電流。為了以適當(dāng)?shù)姆绞綑z測(cè)電源電流，要用電流傳感器把從客戶負(fù)載處汲取的電流轉(zhuǎn)換成能由模數(shù)轉(zhuǎn)換器檢測(cè)的電壓?？捎脕硗瓿蛇@種轉(zhuǎn)換的一種特殊電流傳感器是分流器。

　　如下面的圖1所示，分流器根據(jù)歐姆定律運(yùn)行 —— 其中電源電流流過分流器的輸入端子，產(chǎn)生的跨分流器輸出端子的電壓被饋入模數(shù)轉(zhuǎn)換器供檢測(cè)。由于跨分流器輸出端子的電壓與流過分流器的電流是成比例的，所以通過應(yīng)用適當(dāng)?shù)谋壤蜃樱瑱z測(cè)到的電壓可被轉(zhuǎn)換回來以表示電流。

　　注意，盡管下圖僅展示了分流器上的兩個(gè)端子，但在實(shí)踐中經(jīng)常用到五端子分流器。在這個(gè)方案中，五個(gè)端子中的四個(gè)都被用來提供四端子檢測(cè)功能，以便允許精確測(cè)量跨分流器的電壓。第五個(gè)端子既被用來向電表提供電力，也被用來測(cè)量傳送到客戶負(fù)載的電源電壓。

　　圖1在電能計(jì)量系統(tǒng)中的分流器使用

　　分流器的優(yōu)勢(shì)

　　討論完分流器的基本運(yùn)行，讓我們來談?wù)勈褂梅至髌鞯囊恍┖锰?。首先，它們是不具有任何磁性組件的簡(jiǎn)單電流傳感器。因此，它們不容易受到磁篡改，這一點(diǎn)不同于電流互感器(CT)傳感器。在市場(chǎng)(其中電能竊用問題讓人憂心忡忡)上，這個(gè)有利之處正是分流器經(jīng)常被用作電流傳感器的原因。

　　此外，分流器還相對(duì)便宜。由于靜電計(jì)市場(chǎng)的成本約束性，這使得在單相電表中采用分流器當(dāng)作電流傳感器的舉措具有高度吸引力。

　　分流器的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是，它可用來測(cè)量直流(DC)電流，這一點(diǎn)也和CT或羅柯夫斯基線圈有所不同。對(duì)特定應(yīng)用而言，該優(yōu)勢(shì)特別有用。一個(gè)這樣的應(yīng)用(可受益于該優(yōu)勢(shì))是將分流器用于服務(wù)器電源的分項(xiàng)計(jì)量，因?yàn)橛行?shù)據(jù)服務(wù)器可使用來自不間斷電源(UPS)的DC電力。

　　當(dāng)接觸較高頻率的信號(hào)時(shí)，分流器還顯示出比CT更低的諧波相移。這使采用分流器的做法成為電源質(zhì)量監(jiān)測(cè)器極富吸引力的選擇 —— 電源質(zhì)量監(jiān)測(cè)器可分析電壓和電流的諧波，以確保提供給消費(fèi)者的電源電壓的質(zhì)量以及消費(fèi)者負(fù)載所產(chǎn)生的電流波形的質(zhì)量。

　　最后，與CT不同的是，分流器不具備跨溫度或輸入電流的任何固有相移;但請(qǐng)記住，這并不意味著沒必要執(zhí)行相位補(bǔ)償。因?yàn)榇嬖诳梢痣妷汉碗娏髦g非預(yù)期相移的其它相移源(如抗混疊濾波器)，所以為了在功率因數(shù)較小時(shí)確保高準(zhǔn)確度，相位補(bǔ)償仍將必不可少。既然如此，這確實(shí)意味著當(dāng)輸入電流或溫度改變時(shí)，可能根據(jù)所選擇的CT發(fā)生相位誤差變化。其結(jié)果是，使用電流互感器時(shí)的系統(tǒng)相位誤差會(huì)比使用分流器時(shí)的系統(tǒng)相位誤差變化大。這種較大的相位誤差變化會(huì)使簡(jiǎn)單準(zhǔn)確地進(jìn)行相位校準(zhǔn)變得更難，因此有可能導(dǎo)致跨溫度或電流測(cè)量的功率誤差發(fā)生變化。