储能系统中精确的“流量计”——电流互感器

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电子发烧友网报道（文/黄山明）电流互感器（CurrentTransformer，CT）主要是一种用于测量和隔离交流电流的设备。主要基于电磁感应原理工作，由闭合的铁心和绕组组成。
                       

                        电流互感器的初级绕组匝数很少，通常是储能系统或电力系统中的一根导线，通过这根导线的电流就是我们想要测量的电流。在一些应用中，初级绕组可能只有一匝，甚至直接是母线本身。
                       
                        而次级绕组匝数较多，缠绕在一个闭合的磁芯上。这个磁芯通常由高导磁材料制成，比如硅钢片或铁氧体，目的是为了提高磁耦合效率。
                       
                        当电流流过初级绕组时，会产生一个磁场。这个磁场会在磁芯中形成磁通量，进而在这个闭合的磁路中感应出一个相应的磁场。由于次级绕组也缠绕在这个磁芯上，所以次级绕组中会感应到一个电压，根据法拉第电磁感应定律，这个感应电压会导致次级绕组中产生电流。
                       
                        电流互感器设计成初级电流与次级电流之间有一个固定的比例关系。假设CT的比例是100:1，那么每当初级侧有100安培的电流通过时，次级侧就会有1安培的电流（假设理想情况下没有损耗）。
                       
                        除了测量之外，电流互感器还提供了一种电气隔离的方法。因为次级电路并不直接连接到主电路，所以可以保护测量设备和人员免受高压和大电流的危害。
                       
                        在测量范围上，不同规格的电流互感器有固定的测量范围，如5A、10A、50A等。精度上，如果在额定电流附近能够达到较高水平，一般为0.2级、0.5级等，但在小电流测量时精度可能下降。
                       
                        一般情况下，电流互感器通常用于电力系统的测量与保护，如在变电站、配电室、储能系统等场所，用于测量和计量电力系统中的大电流，为电流表、电度表、功率表等提供电流信号，同时为继电保护装置提供电流数据，实现过流、短路等保护功能。
                       
                        市场中的电流互感器方案
                       
                        当前在电流互感器市场中，ABB、西门子、SchneiderElectric等国际电气巨头凭借先进的技术、强大的研发能力和良好的品牌声誉，在全球电流互感器市场中占据重要地位，尤其在高端产品领域和大型电力项目中具有较强的竞争力。
                       
                        而中国企业正在加速追赶中，已经在中低端市场具有较大的份额。并且凭借较高的性价比和本地化服务优势，满足了国内大量的市场需求。同时，一些中国企业也在不断加大研发投入，提升技术水平，向高端市场进军。
                       
                        而针对储能系统应用，目前市场中已经有不少成熟的解决方案。例如安科瑞电气推出的AKH-0.66/K系列、AKH-0.66L系列，其中AKH-0.66/K系列适用于户用储能项目，具有AC5A的标准输出信号，安装简便，精度高，带载能力强。
                       
                        而AKH-0.66L系列则广泛应用于电气火灾监控、电动机保护等领域，能够与多个系统兼容，如ARCM电气火灾监控系统、ARD电动机保护系统等。这些互感器可以精确测量电流并提供实时数据反馈，帮助优化储能系统的充放电策略。
                       
                        中科阿尔法提供的电流传感器也可用于工业、商业和通信系统的交流或直流电流检测。它们可以用于电机控制、负载检测和管理、电源和DC-DC转换器、光伏逆变器、UPS、过流保护等场合。这些传感器对于储能系统的安全高效运行至关重要，因为它们可以帮助防止逆流电流，保证系统的稳定性，并优化能源利用效率。
                       
                        还有如正泰电器的BH-0.66Ⅲ型电流互感器，主要用于户内，适用于额定电压为0.66kV及以下、额定频率为50Hz的交流电路。与Ⅰ、Ⅱ型相比，这种类型的互感器具有更大的容量、更高的精度、更少的附件以及更加便捷的安装特性。这使得它非常适合集成到现代储能解决方案中，提供高效且可靠的电流监测。当然，正泰电器的其他许多电流互感器也能够被应用与储能系统中，这里就不一一列举了。
                       
                        选择合适的电流互感器，通常需要从环境适应性、测量精度、响应速度、通信接口、安全性等几个维度出发，挑选适合项目的方案。
                       
                        小结
                       
                        电流互感器是一个重要的工具，用于电力系统的监控和保护，它可以精确地反映初级电流的变化，同时保持次级电路的安全隔离。也是储能产品中的关键组件，它提供了必要的信息来确保这些系统能够安全、高效地运行。而每个制造商都有自己的专长和技术优势，因此在选择电流互感器时，应当根据具体的项目需求进行评估，以确保选择最适合的产品。