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智能電網(wǎng)新選擇:芯森電子CR1A系列電流傳感器在直流屏如何應(yīng)用?

珠海芯森電子 ? 2025-06-26 15:08 ? 次閱讀
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社會(huì)在向前發(fā)展的過(guò)程當(dāng)中,不可再生資源越用越少,可再生能源(風(fēng)能、太陽(yáng)能、水能、生物質(zhì)能等)的應(yīng)用越來(lái)越多。2025年一季度,全國(guó)可再生能源發(fā)電量達(dá)到了8160億千瓦時(shí),占全部發(fā)電量的35.9%。自2009年起,國(guó)家電網(wǎng)就開(kāi)始了智能電網(wǎng)的實(shí)施布局,到2020年我國(guó)已基本建成了堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng),技術(shù)和裝備水平達(dá)到甚至超越國(guó)際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)。

能源轉(zhuǎn)型下的電力監(jiān)測(cè)新需求

隨著智能電網(wǎng)和可再生能源的快速發(fā)展,電力系統(tǒng)中不可或缺的直流屏也向智能化發(fā)展。那么在直流屏,如何精確、高效測(cè)量電流成為一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。傳統(tǒng)電流傳感器(如分流器、磁平衡傳感器)因插入損耗、溫漂誤差、響應(yīng)速度慢、易受干擾等問(wèn)題已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足系統(tǒng)需求,而基于霍爾閉環(huán)原理的芯森CR1A系列傳感器,憑借其技術(shù)優(yōu)勢(shì)或?qū)⒊蔀橹悄茈娋W(wǎng)中的新選擇。

  1. 認(rèn)識(shí)芯森電子 CR1A 系列:霍爾閉環(huán)技術(shù)的突破

1.1 核心技術(shù)原理:霍爾閉環(huán)電流傳感器

霍爾效應(yīng)是指當(dāng)電流通過(guò)置于磁場(chǎng)中的導(dǎo)體或半導(dǎo)體時(shí),在垂直于電流和磁場(chǎng)的方向上會(huì)產(chǎn)生一個(gè)橫向電勢(shì)差的現(xiàn)象。這一現(xiàn)象最早由美國(guó)物理學(xué)家埃德溫·霍爾于1879年發(fā)現(xiàn)。基于霍爾效應(yīng)的傳感器能夠用于檢測(cè)磁場(chǎng)強(qiáng)度,從而間接測(cè)量電流。

閉環(huán)補(bǔ)償(零磁通)原理:在霍爾傳感器的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)補(bǔ)償線(xiàn)圈。當(dāng)霍爾元件檢測(cè)到磁場(chǎng)變化時(shí),補(bǔ)償線(xiàn)圈會(huì)根據(jù)該變化產(chǎn)生一個(gè)反向磁場(chǎng)以抵消原磁場(chǎng),使得霍爾元件處的磁場(chǎng)保持為零。這樣做的好處是可以提高測(cè)量的線(xiàn)性度和精度,并減少溫度對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。

相反傳統(tǒng)分流器,其缺點(diǎn)卻是致命的:需要將被測(cè)電流接入分流器,存在功率損耗;對(duì)高頻信號(hào)不準(zhǔn)確;無(wú)法電氣隔離。因此傳統(tǒng)分流器已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)代智能電網(wǎng)的需求。

1.2 CR1A 系列的關(guān)鍵性能指標(biāo)

CR1A系列是基于霍爾原理的閉環(huán)(補(bǔ)償)電流傳感器,包括CR1A 50 H00、CR1A 100 H00、CR1A 200 H00、CR1A 300 H00產(chǎn)品型號(hào),原邊額定電流覆蓋±50A至±300A,適配不同規(guī)模的直流屏需求。原邊與副邊是絕緣的,具備優(yōu)異的線(xiàn)性(線(xiàn)性度誤差≤0.1%)和精度(±0.5%FS)、低溫漂、無(wú)插入損耗、響應(yīng)速度快(頻帶寬度200kHz)等特點(diǎn),產(chǎn)品符合IEC 60664-1、IEC 61800-5-1、IEC 62109-1等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),適用于多種測(cè)量場(chǎng)景。工作溫度范圍-40℃~85℃,覆蓋戶(hù)外儲(chǔ)能站、工業(yè)廠(chǎng)房等復(fù)雜場(chǎng)景。

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  1. CR1A 系列在直流屏中的核心應(yīng)用

2.1 直流屏是什么?它在電力系統(tǒng)中扮演什么角色?

直流屏又稱(chēng)直流電源系統(tǒng)。一種為變電站、發(fā)電廠(chǎng)、通信機(jī)房等場(chǎng)所的控制、信號(hào)、保護(hù)和自動(dòng)裝置等設(shè)備提供直流電源的設(shè)備。

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直流屏,作為電力系統(tǒng)控制與保護(hù)的基礎(chǔ),其主要結(jié)構(gòu)組成包括交流配電單元、充電模塊、降壓模塊、直流饋電單元、監(jiān)控模塊以及絕緣監(jiān)測(cè)模塊等關(guān)鍵部分。

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2.2 CR1A 系列如何賦能直流屏升級(jí)?

1.直流電流精確測(cè)量

  • 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)直流屏中各支路的電流大小。在充電模塊中,通過(guò)測(cè)量充電電流,確保其不超過(guò)額定值,避免過(guò)充損壞電池。

2.系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控與告警

  • 為監(jiān)控模塊提供電流數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。當(dāng)電流異常(如過(guò)流、短路導(dǎo)致的電流驟增)時(shí),觸發(fā)告警機(jī)制。
  • 具體功能
    • 顯示各支路電流實(shí)時(shí)值,便于運(yùn)維人員查看。
    • 記錄電流歷史數(shù)據(jù),用于分析系統(tǒng)負(fù)載變化趨勢(shì)。
    • 當(dāng)電流超過(guò)預(yù)設(shè)閾值(如超過(guò)支路額定電流的 120%)時(shí),通過(guò)聲光告警或通信接口向后臺(tái)發(fā)送告警信號(hào)。

3.保護(hù)直流系統(tǒng)安全

  • 過(guò)流保護(hù):當(dāng)負(fù)載發(fā)生短路或異常過(guò)載時(shí),CR1A電流傳感器檢測(cè)到電流突變,配合直流屏內(nèi)的斷路器或熔斷器,快速切斷故障回路,防止設(shè)備損壞或火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。
  • 電池充放電保護(hù)
    • 充電時(shí),若電流過(guò)大,傳感器反饋信號(hào)至充電模塊,自動(dòng)調(diào)整充電電流,避免蓄電池因過(guò)流發(fā)熱。
    • 放電時(shí),監(jiān)測(cè)電池放電電流,當(dāng)電流異常(如放電過(guò)快)時(shí),提示電池可能存在故障,防止過(guò)度放電導(dǎo)致電池壽命縮短。

4.能源管理與效率優(yōu)化

  • 負(fù)載分析:通過(guò)監(jiān)測(cè)各負(fù)載支路的電流,幫助運(yùn)維人員了解系統(tǒng)用電分布,優(yōu)化負(fù)載分配,提高能源利用效率。
  • 電池狀態(tài)評(píng)估:結(jié)合電流數(shù)據(jù)與電壓、溫度等參數(shù),估算蓄電池的剩余容量(SOC)和健康狀態(tài)(SOH),為電池維護(hù)和更換提供依據(jù)。
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綜上,芯森電子CR1A系列電流傳感器通過(guò)高精度、低溫漂、響應(yīng)速度快、隔離式的電流測(cè)量,為直流屏的安全運(yùn)行、狀態(tài)監(jiān)控和能源管理提供了核心數(shù)據(jù)支撐。未來(lái),隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用需求的不斷提高,CR1A系列電流傳感器將進(jìn)一步升級(jí)迭代優(yōu)化其性能,以滿(mǎn)足更高的應(yīng)用需求。同時(shí),芯森電子將繼續(xù)致力于研發(fā)更先進(jìn)的電流傳感器技術(shù),為智能電網(wǎng)和可再生能源技術(shù)的發(fā)展提供更強(qiáng)有力的支持。

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