1 引言
光伏直流柜是對光伏匯流箱匯流后的直流電進行匯總、監控、保護的功能柜(一般指匯總直流負荷的電柜),直流防雷柜可以將多路直流輸入匯總成一路電流輸出,每路都有保護裝置(斷路器、熔斷器等)、防反二極管等,而且可以對每路電壓電流進行監控,并可以實現遠程通信,而霍爾電流傳感器主要起到監測光伏匯流箱實(shi)時輸出電(dian)流的作用。
2 工作原理
霍爾電(dian)流(liu)傳(chuan)(chuan)感器(qi)是根據(ju)霍爾效應制作(zuo)的一種磁場傳(chuan)(chuan)感器(qi),按(an)原理(li)可分為開環(huan)(直放(fang)(fang)式(shi))和閉(bi)環(huan)(磁平(ping)衡式(shi)),基于實際應用中(zhong)開環(huan)(直放(fang)(fang)式(shi))原理(li)傳(chuan)(chuan)感器(qi)結構相對緊湊、功耗小且成本較低(di),光(guang)(guang)伏直流(liu)柜(ju)中(zhong)普遍使(shi)用開環(huan)(直放(fang)(fang)式(shi))原理(li)霍爾電(dian)流(liu)傳(chuan)(chuan)感器(qi)來(lai)配合光(guang)(guang)伏直流(liu)柜(ju)匯(hui)流(liu)采集裝(zhuang)置。
霍(huo)爾電流(liu)(liu)傳感(gan)器開環(huan)(直(zhi)放(fang)式)原理:如圖1所示,當(dang)原邊電流(liu)(liu)IP流(liu)(liu)過一根長導線時,在導線周圍將(jiang)產(chan)生(sheng)磁場(chang),磁場(chang)的(de)(de)大小與流(liu)(liu)過導線的(de)(de)電流(liu)(liu)成正比,產(chan)生(sheng)的(de)(de)磁場(chang)聚集在磁環(huan)內,通過磁環(huan)氣隙(xi)中霍(huo)爾元(yuan)件進行測(ce)量(liang)并放(fang)大輸(shu)出(chu),其(qi)輸(shu)出(chu)電壓(ya)VS精確的(de)(de)反映(ying)原邊電流(liu)(liu)IP。一般的(de)(de)額定輸(shu)出(chu)標定為4V/5V。
圖1
3 選型
3.1 產品介紹
霍爾電流(liu)(liu)傳感(gan)器結合了電流(liu)(liu)互感(gan)器和分(fen)流(liu)(liu)器的所有優點,克服了互感(gan)器和分(fen)流(liu)(liu)器的不足(zu),如(ru)表1所示:
分類 | 方案 | 帶寬范圍 | 隔離性 | 響應時間 |
1 | 霍爾電流傳感器 | 0~20kHZ | 3.5kV | 10us |
2 | 互感器+儀表 | 50Hz工頻測量 | 3.5kV | 200ms |
3 | 分流器+儀表 | 直流 | 不隔離 | 200ms |
表1 霍爾電(dian)流傳感器優(you)點對(dui)比表
在傳(chuan)感(gan)器行(xing)業內,江蘇安科瑞(rui)嚴(yan)格按照JB/T 7490-2007《霍(huo)(huo)爾電流互感(gan)器》行(xing)業標準(zhun)規定(ding)的(de)各(ge)項要求(qiu),相對于(yu)同行(xing)采用(yong)插針式接線不同, 一律采用(yong)綠(lv)色可(ke)插拔端子(zi)現場接線方便、可(ke)靠。一般情況下,可(ke)以根據(ju)輸入(ru)信號、內孔尺寸(cun)來(lai)選擇霍(huo)(huo)爾電流傳(chuan)感(gan)器 。開環(huan)霍(huo)(huo)爾電流傳(chuan)感(gan)器型(xing)(xing)號選型(xing)(xing)如(ru)表2所示:
型號 | 輸入信號 | 輸出信號 | 內孔(mm) | 精度 | 輔助電源 |
AHKC-E | 50~500A | 5V | Φ21 | 1級 | ±15V |
AHKC-LT | 200~2000A | 5V | Φ32 | 1級 | ±15V |
AHKC-BS | 50~500A | 5V | 20.5×10.5 | 1級 | ±15V |
AHKC-F | 200~1500A | 5V | 41×12 | 1級 | ±15V |
表2 開環霍爾電流(liu)傳感器選(xuan)型表
3.2 產品外形
常(chang)見開環霍爾電流(liu)傳(chuan)感器如圖2所示:
圖2 開環霍爾電流傳感器實物圖
3.3 技術指標
響應(ying)時(shi)間:≤10us
頻寬:20kHz
失調(diao)電壓(ya):±15mV
工作溫度:-25~70℃
存儲溫度:-40~80℃
輸出負載:根據不同輔助(zhu)電源、輸入信(xin)號(hao)、輸出信(xin)號(hao)而定
輸入(ru)過載能力:輸入(ru)量程最大值2倍可恢復正常(chang)工作
耐(nai)壓(ya):3.5kV/50Hz/1min
4 應用
4.1 應用案例
在(zai)實際應(ying)用中,以(yi)光(guang)伏直流(liu)柜(ju)需(xu)要對8路光(guang)伏匯(hui)流(liu)箱輸出(chu)(chu)電流(liu)電壓(ya)(ya)進行(xing)監測為例,鑒于(yu)光(guang)伏直流(liu)柜(ju)中一(yi)般匯(hui)流(liu)采(cai)用銅牌接入且柜(ju)體空間有限制(zhi),可(ke)推薦采(cai)用8個體積較(jiao)小的AHKC-BS 200A/5V霍爾開環電流(liu)傳感(gan)器(qi)(如圖(tu)3、圖(tu)4所(suo)示)配合(he)(he)安科瑞直流(liu)柜(ju)匯(hui)流(liu)采(cai)集裝置AGF-D,可(ke)計算出(chu)(chu)前級(ji)8路匯(hui)流(liu)箱的實時輸出(chu)(chu)電流(liu),同時可(ke) 配合(he)(he)1個直流(liu)高壓(ya)(ya)電壓(ya)(ya)傳感(gan)器(qi)ACTDS-DV/V(輸入范圍DC 0-1500V)實現功率及電能測量。
圖3 圖4
4.2 使用注意事項
1、為(wei)了得到較好(hao)(hao)的動(dong)態(tai)特(te)性和(he)靈(ling)敏(min)度(du),必須注意原邊線(xian)圈和(he)副邊線(xian)圈的耦(ou)(ou)合(he),要耦(ou)(ou)合(he)得好(hao)(hao),最好(hao)(hao)用單根導線(xian)且導線(xian)完全(quan)填滿霍(huo)爾(er)傳感(gan)器模塊孔徑;
2、使用中(zhong)當大(da)的直(zhi)流電(dian)流流過傳感器原邊(bian)線圈,且次級電(dian)路沒有接通電(dian)源|穩(wen)壓(ya)器或(huo)副邊(bian)開路,則(ze)其磁(ci)(ci)路被磁(ci)(ci)化,而產生(sheng)剩磁(ci)(ci),影響測量精度(故使用時要先接通電(dian)源和測量端M),發(fa)生(sheng)這種情況時,要先進行退磁(ci)(ci)處理(li)。其方法是次邊(bian)電(dian)路不加電(dian)源,而在原邊(bian)線圈中(zhong)通過同(tong)樣等級大(da)小的交流電(dian)流并逐漸減(jian)小其值;
3、在(zai)大多數場(chang)(chang)合(he),霍爾傳(chuan)感器都具有很強的(de)抗(kang)外磁場(chang)(chang)干(gan)擾能力,一(yi)般在(zai)距離模(mo)塊5-10cm之間(jian)存在(zai)一(yi)個兩(liang)倍于工作電流Ip的(de)電流所(suo)產生(sheng)的(de)磁場(chang)(chang)干(gan)擾是可以忽略的(de),但(dan)當有更強的(de)磁場(chang)(chang)干(gan)擾時(shi),要采(cai)取適當的(de)措施來解決(jue)。通常方(fang)法有:
① 調整模塊(kuai)方向(xiang),使外(wai)磁場對(dui)模塊(kuai)的(de)影響最小;
② 在模(mo)塊上(shang)加罩一個抗磁場的金屬屏蔽罩;
③ 選用帶雙(shuang)霍爾(er)元(yuan)(yuan)件或多霍爾(er)元(yuan)(yuan)件的模(mo)塊;
④ 測量的最佳(jia)精(jing)度(du)是在額定值下得(de)到的,當被測電(dian)流遠低于額定值時,要獲得(de)最佳(jia)精(jing)度(du),原邊(bian)可使(shi)用多匝(za),即:IpNp=額定安匝(za)數(shu)。另外(wai),原邊(bian)饋線溫度(du)不應超過(guo)80℃。
5 結束語
隨著社會的發展,傳統的電(dian)流傳感(gan)器(qi)、分流計等產品已經不能勝(sheng)任更多(duo)的工(gong)作,在此條件(jian)下,霍(huo)爾電(dian)流傳感(gan)器(qi)的產生可(ke)以使更多(duo)的行(xing)業(ye)設備(bei)(bei)在監(jian)控下正(zheng)常工(gong)作,減(jian)少人員及設備(bei)(bei)維護(hu)的投入成本。霍(huo)爾電(dian)流傳感(gan)器(qi)因其眾多(duo)優點(dian),被廣泛應用于各(ge)個領域(yu),在各(ge)種(zhong)需要(yao)電(dian)流檢測的系統中(zhong),已成為(wei)不可(ke)缺少的一部(bu)分。
參考資料:
(1)安(an)科瑞電(dian)氣股份有限公司(si).電(dian)量傳(chuan)感器選型手冊(ce),201407版
(2)謝(xie)文和(he).傳感器及其應(ying)用(yong)[M].北京:高等教育出版(ban)社,2003.
作者簡介:陸曉君,女,本科,安科瑞電氣股份有限公司,主要研究方向為電量傳感器設計,手機:18702111592,座(zuo)機:021-59104850,QQ:2880157865