傳統三相電表使用電流互感器(CT)檢測相電流和零線(xiàn)電流。CT的優(yōu)勢之一是能夠在數百伏的電力線(xiàn)與電表地(通常連接到零線(xiàn))之間提供固有的電隔離。CT可以實(shí)現良好的線(xiàn)性度；通過(guò)調整匝數比和負載電阻，可以靈活地測量各種類(lèi)型的電流。然而，CT用于電表時(shí)也有一些缺點(diǎn)。首先，外部直流磁場(chǎng)可能會(huì )使CT的磁芯飽和?，F在，非常強大的稀土直流磁體很容易為普通民眾所獲得并應用于竊電。其次，電源電子設備也能使CT飽和，例如用于分布式太陽(yáng)能發(fā)電的直連逆變器，它在線(xiàn)路上產(chǎn)生直流電流。制造商可以通過(guò)屏蔽和使用直流兼容CT來(lái)克服這兩種影響，但這會(huì )增加成本。有人說(shuō)，無(wú)論是何種CT，都可以找到一個(gè)永磁體來(lái)干擾它。第三，CT會(huì )引入一個(gè)與線(xiàn)電流頻率相關(guān)的測量相位延遲。如果應用僅關(guān)注線(xiàn)電流的基波成分，那么補償此延遲相對容易。然而，測量諧波成分日益變得重要，而要補償基波和所有諧波的總延遲則非常困難。
其它電流傳感器在三相電表應用中使用較少，包括羅氏線(xiàn)圈等di/dt傳感器或霍爾效應傳感器。雖然這些傳感器在某些應用中具有優(yōu)勢，但也存在特殊的困難。例如，羅氏線(xiàn)圈具有出色的線(xiàn)性度，可以檢測非常高的電流，但難以制造，而且難以實(shí)現良好的抗擾度，不適合精確的低電流測量。在防竊電方面，羅氏線(xiàn)圈也容易受交流磁場(chǎng)干擾?；魻栃獋鞲衅饕髮囟仁д{進(jìn)行主動(dòng)補償，而且本身很容易受磁場(chǎng)影響。
分流電阻與三相電能計量
近年來(lái)，在成本、磁場(chǎng)抗擾度和尺寸等因素的推動(dòng)下，分流電阻在單相電表中的使用迅速增加。許多情況下，單相電表以線(xiàn)電壓為基準，因而無(wú)需額外的隔離。在三相電表中，必須在各分流電阻與電表內核之間提供一個(gè)隔離柵，這是嚴重的挑戰。熱量也是一個(gè)問(wèn)題，迫使分流電阻一般只能用于最大電流不超過(guò)120 A的電表。
我們先考慮一個(gè)三相系統的A相及其負載。假設利用分流電阻來(lái)檢測相電流(圖1)。 
圖1. 利用分流電阻檢測相電流時(shí)的A相電流和電壓檢測
這恰好是一個(gè)單相電表配置：分流電阻位于電力線(xiàn)上，一個(gè)分壓器檢測相至零線(xiàn)電壓。分流電阻和分壓器上的電壓由一個(gè)模數轉換器(ADC)檢測。地為分流電阻與分壓器共用的極點(diǎn)。單相電表大部分用于住宅，其最大電流一般低于120 A。這一限制加上低成本要求，使得分流電阻成為單相電能計量中使用最廣泛的電流傳感器。
所有三相都復制這一方案，各ADC有其自己的地(圖2)。 
圖2. 利用分流電阻檢測相電流時(shí)的三相電流和電壓檢測
管理所有活動(dòng)的微控制器(MCU)與零線(xiàn)處于相同的電位，為了在A(yíng)DC與MCU之間進(jìn)行通信，必須隔離數據通道。這樣，每個(gè)ADC都有其自己的隔離電源(圖3)。
加入技術(shù)交流群
評論