發布日期: 2025-05-22 16:11:25
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電流傳感器作為電力系統中測量電流的專用器件,在大電流、高精度測量領域中得到廣泛應用。在電力系統中,電流的實時監測不僅能直觀地反映出電網的運行狀態,從而對資源進行合理配置,還能及時發現和排查出故障區域和故障類型,防止出現更大的事故。近年來,隨著新能源領域的發展,大規模非線性負荷接入電網,引入了大量諧波分量,并且在電力電子技術與測控技術飛速發展的情況下,越來越多系統的電流測量信號時變性大大增強,傳統電流測量方法已經無法滿足測量需求,所以必須要開發新型電流測量方法。
目前應用于電力系統中的電流傳感器主要可以分成四類:基于閉環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;以及基于磁光效應的光學電流互感器,例如光纖電流傳感器。在19世紀中葉,William Thomson發現了磁電阻(magnetic resistance, MR)現象,即坡莫合金在磁場作用下,其自身的電阻值會發生變化。但當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)效應得到了廣泛研究,近20年來隧道磁阻效應才開始得到關注。 利用磁電阻效應進行電流測量的技術便開始逐漸發展起來,根據磁電阻感應單元結構的不同,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)。
隨著智能電網和微電網的發展壯大,對傳感器有了更高的標準和要求。基于磁阻效應的電流傳感器有非常好的應用效果和良好的應用前景,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、性能優良,非常適合作為如今電力系統的小電流測量傳感器。而且對磁隧道結材料的不斷優化、集成磁通聚集器、電路結構的改進、將多個TMR芯片組合成TMR陣列結構都能很大程度地降低測量誤差,提高測量精度和靈敏度。總之,基于隧道磁阻效應的電流傳感器能夠滿足電力行業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進行測量。（來源：電測與儀表）
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