發(fā)布日期: 2025-05-22 16:11:25
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電流傳感器作為電力系統(tǒng)中測量電流的專用器件,在大電流、高精度測量領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。在電力系統(tǒng)中,電流的實時監(jiān)測不僅能直觀地反映出電網(wǎng)的運行狀態(tài),從而對資源進行合理配置,還能及時發(fā)現(xiàn)和排查出故障區(qū)域和故障類型,防止出現(xiàn)更大的事故。近年來,隨著新能源領(lǐng)域的發(fā)展,大規(guī)模非線性負(fù)荷接入電網(wǎng),引入了大量諧波分量,并且在電力電子技術(shù)與測控技術(shù)飛速發(fā)展的情況下,越來越多系統(tǒng)的電流測量信號時變性大大增強,傳統(tǒng)電流測量方法已經(jīng)無法滿足測量需求,所以必須要開發(fā)新型電流測量方法。
目前應(yīng)用于電力系統(tǒng)中的電流傳感器主要可以分成四類:基于閉環(huán)反饋的直交流電流互感器,主要是電流互感器;基于歐姆定律的分流器,主要包括交直流分流器、沖擊分流器;基于磁場測量的電流傳感器,主要包括羅氏線圈、磁電阻電流傳感器等;以及基于磁光效應(yīng)的光學(xué)電流互感器,例如光纖電流傳感器。在19世紀(jì)中葉,William Thomson發(fā)現(xiàn)了磁電阻(magnetic resistance, MR)現(xiàn)象,即坡莫合金在磁場作用下,其自身的電阻值會發(fā)生變化。但當(dāng)時沒有得到大家的重視,反而原理與之相似的巨磁電阻(giant magneto resistance, GMR)效應(yīng)得到了廣泛研究,近20年來隧道磁阻效應(yīng)才開始得到關(guān)注。 利用磁電阻效應(yīng)進行電流測量的技術(shù)便開始逐漸發(fā)展起來,根據(jù)磁電阻感應(yīng)單元結(jié)構(gòu)的不同,磁電阻主要分為三類:各向異性磁阻(anisotropic magneto resistance, AMR)、巨磁電阻以及隧道磁阻(tunnel magneto resistance, TMR)。
隨著智能電網(wǎng)和微電網(wǎng)的發(fā)展壯大,對傳感器有了更高的標(biāo)準(zhǔn)和要求。基于磁阻效應(yīng)的電流傳感器有非常好的應(yīng)用效果和良好的應(yīng)用前景,是新一代高精度測量用傳感器。相對于其他傳感器,TMR電流傳感器體積小、精確度和線性度高、成本低、帶寬大、性能優(yōu)良,非常適合作為如今電力系統(tǒng)的小電流測量傳感器。而且對磁隧道結(jié)材料的不斷優(yōu)化、集成磁通聚集器、電路結(jié)構(gòu)的改進、將多個TMR芯片組合成TMR陣列結(jié)構(gòu)都能很大程度地降低測量誤差,提高測量精度和靈敏度?？傊?基于隧道磁阻效應(yīng)的電流傳感器能夠滿足電力行業(yè)的絕大部分的電流測量要求,和其他電流傳感器配合,還能對高壓直流輸電系統(tǒng)進行測量。（來源：電測與儀表）
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