工程師設(shè)計功率監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)該根據(jù)具體的特性謹(jǐn)慎選擇所需要的電流互感器:
(1)精確度。在大多數(shù)應(yīng)用場合,測量精確度對整個系統(tǒng)的效率有著直接的影響。功率測量的精確程度主要取決于電流互感器的精確度。一級功率表可能需要精確度高于1%的電流互感器，而該精確度一般與昂貴的材料和制造工藝相關(guān)。其替代方案是對所應(yīng)用的每一臺互感器都對功率表進(jìn)行標(biāo)定?？紤]到每臺互感器的具體特性，允許將功率表設(shè)定在其最精確的操作模式以及將變量從一臺互感器傳遞到另外一臺互感器。正如文中所述對于線性度、漂移和可重復(fù)性以及對其整體不精確的讀數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償，開啟了各種新技術(shù)研究的大門。
(2)漂移?；ジ衅鞯钠婆c初始系統(tǒng)標(biāo)定無關(guān)的讀數(shù)超時持續(xù)性有關(guān)。其特性的一些變化可能由于周圍環(huán)境濕度和溫度或元件老化等原因引起。漂移電位低意味著互感器對這些限制因素具有很高的抵抗能力,是構(gòu)建高性能穩(wěn)定可靠功率表的一個非常重要的特性。
(3)線性度?；ジ衅鞯木€性度指的是在整個操作模式范圍內(nèi)其特性的穩(wěn)定性。模擬感應(yīng)部件的高線性度對大范圍一次電流進(jìn)行精確測量來說必不可少,尤其是在低電流值的情況下。
(4)相移。實際有功功率或能量測量的精確度不僅與交流電流和電壓互感器的精確度和線性度的幅度有關(guān),而且與兩個相關(guān)值測量之間可能發(fā)生的相移有關(guān)。當(dāng)然,相移應(yīng)該盡可能的低。
(5)集成。由于采用自供電,因此除了接到主要功率監(jiān)控裝置的兩根輸出線之外，電流互感器不需要任何其他的接線。很多這種互感器都提供經(jīng)過標(biāo)定的標(biāo)準(zhǔn)輸出，以便在功率監(jiān)控系統(tǒng)中進(jìn)行集成。典型的1a和5a或333mv輸出均與市場上的大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)功率表相匹配。高精度功率表需要根據(jù)每臺互感器進(jìn)行特定的標(biāo)定。然后這些互感器可能會產(chǎn)生低電流輸出，在系統(tǒng)運行過程中接觸這些低電流會比傳統(tǒng)的1a/5a信號要安全。此外，電流輸出幾乎不受干擾的影響，因此當(dāng)需要采用長距離導(dǎo)線將互感器連接至功率表時，應(yīng)優(yōu)先選用電流信號輸出而非電壓信號輸出。
(6)價格?；ジ衅鞯膬r格固然重要,尤其是三相功率測量需要3臺精確電流互感器。但是,不應(yīng)單獨考慮電流互感器的價格,要同時考慮其安裝和維護(hù)成本。盡管實芯互感器價格更高,但是總的來說,其性能更可靠以及更便于安裝和取代鉗形互感器,還是降低了系統(tǒng)成本。
1.實芯電流互感器
由于分流器比無觸點電流互感器更容易產(chǎn)生功率損失以及安裝和安全問題,因此功率測量系統(tǒng)一般采用無觸點電流互感器。傳統(tǒng)的實芯電流互感器基于互感器原理,即初級和次級繞組通過一根鐵芯連接。測量電流感應(yīng)鐵芯內(nèi)的磁場,從而在次級繞組內(nèi)產(chǎn)生一個電流,這個電流與初級電流除以次級繞組匝數(shù)的商成正比。這些普通的電流互感器設(shè)計用于測量50/60hz典型范圍內(nèi)的正弦交流電流。由于采用了普通材料和工藝,該項技術(shù)非常普及。
實芯電流互感器為設(shè)計專用于新型設(shè)備的功率表提供經(jīng)濟(jì)合理的標(biāo)準(zhǔn)解決方案。但是對于涉及現(xiàn)有機(jī)器和設(shè)施的功率監(jiān)控的眾多應(yīng)用場合來說,這些互感器并不合適,其中在可能使用的所有場所更新實芯互感器之前,必須切斷電源并且斷開導(dǎo)線。安裝功率計量系統(tǒng)時如果要求斷電,哪怕時間很短(例如中斷生產(chǎn)線、電信或數(shù)據(jù)中心電源、某些核電站設(shè)備等),一般來說也是不可能的,究其原因是費用太高或異常危險。
2.鉗形電流互感器
無觸點自供電鉗形電流互感器能夠僅與一個導(dǎo)體相連，而無需擰到或焊接到復(fù)雜的支架上，這樣安裝和維護(hù)更簡單。為了避免復(fù)雜的接線，這些互感器可以安裝在電氣控制盤內(nèi)，以實現(xiàn)對難以接近或惡劣的環(huán)境中運行的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。鉗形互感器的優(yōu)點在于無需對一臺帶電裝置的運行產(chǎn)生干擾即可將其重新裝配進(jìn)去，這經(jīng)常使鉗形互感器成為工程師設(shè)計功率表的唯一選擇。
當(dāng)然這些優(yōu)點都是有代價的，這使得鉗形電流互感器比實芯互感器價格更貴、精確度也更低。因此，了解可以應(yīng)用的各種技術(shù)之間的區(qū)別并根據(jù)特定應(yīng)用限制條件進(jìn)行選擇就顯得非常重要。
鉗形電流互感器通?；谏鲜鲇糜趯嵭净ジ衅鞯脑?。但是在這種情況下,磁芯是由兩個能夠分離的截然不同的部分組成。不確定度主要來自兩部分之間的不良接觸,以及次級繞組在磁芯的周圍分布不均勻而且僅分布在兩部分其中之一的周圍。這種互感器的價格和性能與設(shè)備的物理和機(jī)械特性有關(guān),在互感器鐵芯的兩個部分之間需要非常平滑的接觸面以及足夠的壓力,這種情況一般具有產(chǎn)生足夠壓緊力的靈活部件或材料,以及可靠的開放式機(jī)構(gòu)的特點。