روش های زیادی برای اندازه گیری جریان وجود دارد. هر روشی برای موقعیت های مختلف مناسب است و هر روشی ویژگی های خاص خود را دارد. این مقاله چندین روش رایج اندازه‌گیری جریان را معرفی می‌کند و ویژگی‌های مربوط به آنها را با هم مقایسه می‌کند.

ترانسفورماتور جریان الکترومغناطیسی

ترانسفورماتور جریان الکترومغناطیسی پر استفاده ترین تجهیزات اندازه گیری در سیستم قدرت است. دارای تکنولوژی بالغ، هزینه کم و دقت بسیار بالا است. در حال حاضر پرکاربردترین تجهیزات اندازه گیری است. اما ترانسفورماتورهای جریان الکترومغناطیسی محدودیت های زیادی دارند:

1. عایق کاری دشوار است، به خصوص بالای 500 کیلو ولت، حجم، کیفیت و قیمت ترانسفورماتور به دلیل عایق بودن افزایش می یابد.

2. هنگامی که محدوده دینامیکی کوچک و جریان بزرگ است، CT اشباع می شود و اشباع باعث می شود حفاظت ثانویه نتواند به درستی پدیده خطا را شناسایی کند.

3. سیگنال خروجی ترانسفورماتور باید با کابل به تجهیزات ثانویه گذاشته شود و باید دو بار به یک کمیت دیجیتال تبدیل شود.

4. مدار باز CT ولتاژ بالا تولید می کند و ایمنی شخصی و تجهیزات را به خطر می اندازد.

5. تولید رزونانس فرومغناطیسی آسان است.

6. ترانسفورماتور جریان در فرکانس کاری مشخص شده دقت بالایی دارد، اما محدوده فرکانسی که می تواند با آن سازگار شود بسیار باریک است، به خصوص نمی تواند DC را انتقال دهد. علاوه بر این، هنگامی که ترانسفورماتور جریان کار می کند، یک جریان تحریک وجود دارد، بنابراین یک عنصر القایی است. ، همان معایب شانت را دارد.

سنسور جریان هال

سنسور جریان هال، جریان DC و AC را می توان اندازه گیری کرد، ترانسفورماتور جریان معمولی فقط می تواند جریان AC، ترانسفورماتور جریان معمولی را اندازه گیری کند، هنگام استفاده، طرف ثانویه نمی تواند مدار باز باشد، سنسور جریان هال می تواند مدار باز باشد. ولتاژ خروجی سنسور جریان هال متناسب با شدت جریان عبوری از سمت اولیه است و قطبیت خروجی نیز با تغییر جهت جریان سمت اولیه تغییر می کند، بنابراین می تواند جریان متناوب و جریان مستقیم را اندازه گیری کند. هیچ نیاز خاصی برای شکل موج وجود ندارد. محدوده فرکانس قابل اجرا نیز گسترده است. به طور کلی در مدارهای الکترونیکی مانند مبدل های فرکانس استفاده می شود. ترانسفورماتور AC فقط می تواند AC را اندازه گیری کند و فرکانس باید فرکانس نامی باشد. به عنوان مثال، ترانسفورماتور 50 هرتز خطای بزرگی در اندازه گیری 60 هرتز دارد و سیگنال خروجی نمی تواند مستقیماً وارد مدار تشخیص الکترونیکی شود.

سایر مزایای سنسور هال عبارتند از:

1. خطی بودن خوب: بهتر از 0.1٪.

2. عملکرد دینامیکی خوب: زمان پاسخ کمتر از 1μs و سرعت ردیابی di/dt بالاتر از 50A/μs است. عملکرد دینامیکی عالی ماژول حسگر هال مبنایی کلیدی برای بهبود عملکرد سیستم‌های کنترل مدرن فراهم می‌کند. در مقایسه با این، زمان پاسخ ترانسفورماتور مشترک 10-12 میلی ثانیه است که نمی تواند نیازهای توسعه سیستم کنترل کار را برآورده کند.

3. پهنای باند فرکانس عملیاتی: دقت 1% در محدوده فرکانسی 0-100 کیلوهرتز است. دقت 0.5 درصد در محدوده فرکانس 0-5 کیلوهرتز.

4. محدوده اندازه گیری بزرگ: ماژول سنسور هال یک محصول سیستم است، اندازه گیری جریان می تواند به 50KA برسد و اندازه گیری ولتاژ می تواند به 6400V برسد.

5. ظرفیت اضافه بار قوی: هنگامی که جریان جانبی اولیه بیش از حد بارگذاری می شود و ماژول به اشباع می رسد، می توان به طور خودکار از آن محافظت کرد، حتی اگر جریان اضافه بار 20 برابر مقدار نامی باشد، ماژول آسیب نمی بیند.

6. محدوده اندازه گیری گسترده: می تواند جریان و ولتاژ شکل موج های دلخواه مانند DC، AC، پالس، شکل موج مثلثی و غیره را اندازه گیری کند، و حتی سیگنال های اوج جریان و ولتاژ گذرا را می توان صادقانه منعکس کرد.

7. سرعت پاسخ سریع: سریعترین زمان پاسخ فقط 1 us است.

8. عملکرد پویا خوب: زمان پاسخ سریع است که می تواند کمتر از 1 us باشد. زمان پاسخگویی ترانسفورماتورهای معمولی 10 ~ 20 میلی ثانیه است.

شانت

شنت مقاومتی است که به موازات مدار جریان یک ابزار اندازه گیری متصل می شود تا محدوده اندازه گیری آن را گسترش دهد. شنت بر اساس این اصل ساخته می شود که در هنگام عبور جریان DC از مقاومت، ولتاژی در مقاومت ایجاد می شود. شانت در واقع یک مقاومت با مقدار مقاومت کمی است. اندازه گیری ساده است و دقت اندازه گیری DC می تواند به سطح نسبتاً بالایی برسد. بزرگترین مشکل شنت ها این است که هیچ عایق الکتریکی بین ورودی و خروجی وجود ندارد. علاوه بر این، هنگامی که یک شنت برای تشخیص جریان فرکانس بالا یا جریان زیاد استفاده می شود، ناگزیر القایی است، بنابراین اتصال شنت نه تنها بر شکل موج جریان اندازه گیری شده تأثیر می گذارد، بلکه نمی تواند یک شکل موج غیر سینوسی را واقعاً منتقل کند.