原创物联网智能家居行业节能方案分享_电流互感器详解

 2024-9-26 12:25  129 0 分类: 物联网

物联网系统中为什么要使用电流互感器

物联网系统中使用电流互感器的原因主要体现在以下几个方面：

1、精确测量电流

高精度转换：电流互感器能够将高电流线路中的电流通过电磁感应原理转换成相应的低电流信号，这一过程保持了电流之间的比例关系，使得测量更加精确。
电气隔离：电流互感器不仅提供电流转换功能，还实现了电气隔离，保护了测量设备不受高电压或高电流的直接影响，增加了系统的安全性和可靠性。

2、实时监测与保护

异常检测：通过监测电流互感器的输出信号，物联网系统可以快速检测到异常电流、短路或过载情况，并及时触发保护装置，避免电气设备和系统受损或发生事故。
故障诊断：电流互感器提供的数据还可以用于识别电路中的故障，提供有关故障类型及位置的信息，便于进行故障诊断和及时修复。

3、能源管理与优化

能耗分析：电流互感器提供的实时电流数据是能源管理的重要组成部分，它有助于进行详细的能耗分析，从而优化电力系统的效率和可靠性。
负载管理：通过监测电流互感器反馈的电流信息，物联网系统可以实时调整负载分配，确保电力系统的稳定运行，并避免过载导致的能源浪费和设备损坏。

4、数据集成与智能控制

数据收集：电流互感器是物联网系统中数据采集的重要节点之一，其提供的电流数据可以与系统中的其他传感器数据一起被收集、处理和分析。
智能决策：基于电流互感器提供的数据，物联网系统可以做出更加智能的决策，如自动调节设备运行状态、优化能源分配等，以实现更高效的能源利用和更智能的运维管理。

5、适应多种应用场景

广泛应用：电流互感器适用于各种电力系统、工业自动化、智能电网等场景，为物联网系统提供了灵活的数据采集和监测手段。
高可靠性：电流互感器能够在恶劣的工作环境中稳定工作，如高温、高湿、强电磁干扰等场景，确保物联网系统的稳定性和可靠性。

6、具体应用场景

电力系统：电流互感器在电力系统中扮演着至关重要的角色。它们被广泛应用于变电站、配电室、发电厂等场所，用于测量高压线路中的电流，并将高电流转化为低电流，以便于变压器、电能计量器、保护继电器和自动控制装置等电气设备的使用。通过电流互感器的准确测量，可以及时发现电流异常，从而保护设备的安全运行。
通讯系统：在通讯系统中，电流互感器主要用于防雷和抗干扰，确保通讯的稳定性和可靠性。
计算机室：计算机等设备对电压要求较高，电流互感器在此被用于电源监控和故障检测。它们能够将高电流降为可测或可控的低电流，以保证设备的安全稳定运行，同时提高计算机室的运行效率和安全性。
轨道交通：电流互感器在轨道交通领域也有广泛应用，主要用于列车接触网的监测和控制。通过电流互感器，可以将高电流降为可测或可控的低电流，保证列车接触网的正常运行，并实现远程监视和控制，提高轨道交通的安全性和可靠性。
工业自动化：在工业生产过程中，电流互感器被用于监测和控制电机的电流，及时发现电机运行异常，避免设备故障和生产事故的发生。此外，它们还用于电流反馈控制系统，实现对电机速度和转矩的精确控制。
新能源领域：电流互感器在光伏发电和风力发电系统中被用于电流监测和控制，确保新能源设备的稳定运行。

综上所述，电流互感器在物联网系统中扮演着至关重要的角色，它通过精确测量电流、实时监测与保护、能源管理与优化、数据集成与智能控制以及适应多种应用场景等方面的功能，为物联网系统的稳定运行和高效管理提供了有力支持。

本文会再为大家详解电量计量器件家族中的一员——电流互感器。

电流互感器的定义

电流互感器是一种能将一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量的设备。它的内部是由闭合的铁心和绕组组成的，如图所示为电流互感器的内部概述图，左侧线圈较少，通常串在需要测量电流的线路中，称为一次侧；右侧线圈较多，通常串接在测量仪表（通常是电流表）的回路中。

电流互感器的原理

在电力供电线路中，一次（干线）电流大小非常悬殊，从几安到几万安都有。为便于测量、保护和控制，需要将一次电流转换为比较统一的二次电流，另外一次线路上的电压一般都比较高，如直接测量是非常危险的。

电流互感器就起到电流变换和电气隔离作用。

电流互感器接被测电流的绕组（匝数为N1），称为一次绕组（或原边绕组、初级绕组）；接测量仪表的绕组（匝数为N2）称为二次绕组（或副边绕组、次级绕组）。电流互感器一次绕组电流I1与二次绕组I2的电流比，叫实际电流比K。电流互感器在额定电流下工作时的电流比叫电流互感器额定电流比，用Kn表示。

对于指针式的电流表，电流互感器的二次电流大多数是安培级的（如5A等）。对于数字化仪表，采样的信号一般为毫安级（0-5V、4-20mA等）。微型电流互感器二次电流为毫安级，主要起大互感器与采样之间的桥梁作用。

电流互感器的分类

按用途分类：

测量用电流互感器（或电流互感器的测量绕组）：主要用于测量交流电的大电流，并将其转化为一种比较统一的电流，从而方便进行标准化的测量。这种互感器在电气隔离方面起到关键作用，使得直接测量线路上的电流电压变得安全。
保护用电流互感器（或电流互感器的保护绕组）：通常与继电装置一起使用，当线路发生故障时，会向继电装置发出信号，从而切断电路，起到保护供电系统的作用。

按绝缘介质分类：

干式电流互感器：使用普通绝缘材料经浸漆处理作为绝缘。
浇注式电流互感器：用环氧树脂或其他树脂混合材料浇注成型。
油浸式电流互感器：由绝缘纸和绝缘油作为绝缘，一般为户外型，在我国各种电压等级中均为常用。
气体绝缘电流互感器：其主绝缘由气体构成。

按安装方式分类：

贯穿式电流互感器：用于穿过屏板或墙壁。
支柱式电流互感器：安装在平面或支柱上，并可作为一次电路导体支柱使用。
套管式电流互感器：没有一次导体和一次绝缘，直接套装在绝缘的套管上。
母线式电流互感器：没有一次导体但有一次绝缘，直接套装在母线上使用。

电流互感器的选型参数

电流互感器的选型参数主要包括以下几个方面：

额定电流：指电流互感器在设计条件下长期正常运行的电流值。选择时应确保实际运行电流在额定电流的20%~120%范围内，以保障互感器的稳定性。
额定电压：表示互感器能够承受的最大工作电压。选择时应确保电压值与系统电压匹配。
负载需求：选择电流互感器时，还需要考虑下游设备的负载需求。例如，如果下游是保护装置或计量仪表，需要确保所选的互感器能够提供足够的电流，以满足这些设备的正常工作需求。
出口信号、频率范围、额定负载、分度精度和耐压：这些也是选择电流互感器时需要考虑的关键参数，它们将直接影响互感器的性能和使用效果。

电流互感器的供应商

电流互感器市场上有多家知名的厂商，它们各自提供不同规格和性能的电流互感器以满足不同领域的需求。以下是一些主要的电流互感器厂商：

大一互DYH：始建于1972年，具有较长历史的专业互感器制造商，专业从事互感器的研发制造与销售，是大型中压互感器企业。
正泰电器（CHNT正泰）：浙江正泰电器股份有限公司是工业电器和新能源的龙头企业，其电流互感器产品在市场上也有广泛应用。
ABB：作为全球领先的电力和自动化技术公司，ABB也提供一系列高质量的电流互感器产品。
特变电工（TBEA）：作为中国领先的能源装备制造商，特变电工的电流互感器在电力系统中有着广泛的应用。
施耐德（Schneider）：作为全球能效管理和自动化领域的专家，施耐德也提供一系列电流互感器产品。
比普：比普品牌创建于2017年，主营的产品包括电流互感器，以及其他如高压断路器、氧化锌避雷器、隔离开关等。比普的电流互感器以其稳定性和准确性而受到市场的认可。
聚英：浙江聚英风机工业有限公司，成立于1995年，专业从事风机、风冷设备技术研发、生产制造、销售服务。尽管该公司以风机业务为主，但也提供电流互感器产品，并以其优良的性能和结构特点在市场中占有一席之地。
民熔：上海民熔电气有限公司是国内高压输配电业务的专业制造商之一，其电流互感器产品在市场上也有广泛的应用。

此外，如亿互、北互DLBF、XD西电、华亿, 永册、德力西、toone等也是知名的电流互感器品牌。这些厂商都具备强大的研发和生产能力，提供多种规格的电流互感器产品，以满足不同用户的需求。

供应商A:南京圳恒通电子

1、产品能力

（1）选型手册

（2）主推型号1：ZHTCT205D

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