智能电网新选择：芯森电子CR1A系列电流传感器在直流屏如何应用？

社会在向前发展的过程当中，不可再生资源越用越少，可再生能源（风能、太阳能、水能、生物质能等）的应用越来越多。2025年一季度，全国可再生能源发电量达到了8160亿千瓦时，占全部发电量的35.9%。自2009年起，国家电网就开始了智能电网的实施布局，到2020年我国已基本建成了坚强智能电网，技术和装备水平达到甚至超越国际先进标准。

能源转型下的电力监测新需求

随着智能电网和可再生能源的快速发展，电力系统中不可或缺的直流屏也向智能化发展。那么在直流屏，如何精确、高效测量电流成为一个亟待解决的问题。传统电流传感器（如分流器、磁平衡传感器）因插入损耗、温漂误差、响应速度慢、易受干扰等问题已经无法满足系统需求，而基于霍尔闭环原理的芯森CR1A系列传感器，凭借其技术优势或将成为智能电网中的新选择。

1. 认识芯森电子 CR1A 系列：霍尔闭环技术的突破

1.1 核心技术原理：霍尔闭环电流传感器

霍尔效应是指当电流通过置于磁场中的导体或半导体时，在垂直于电流和磁场的方向上会产生一个横向电势差的现象。这一现象最早由美国物理学家埃德温·霍尔于1879年发现。基于霍尔效应的传感器能够用于检测磁场强度，从而间接测量电流。

闭环补偿（零磁通）原理：在霍尔传感器的基础上增加了一个补偿线圈。当霍尔元件检测到磁场变化时，补偿线圈会根据该变化产生一个反向磁场以抵消原磁场，使得霍尔元件处的磁场保持为零。这样做的好处是可以提高测量的线性度和精度，并减少温度对测量结果的影响。

相反传统分流器，其缺点却是致命的：需要将被测电流接入分流器，存在功率损耗；对高频信号不准确；无法电气隔离。因此传统分流器已经无法满足现代智能电网的需求。

1.2 CR1A 系列的关键性能指标

CR1A系列是基于霍尔原理的闭环（补偿）电流传感器，包括CR1A 50 H00、CR1A 100 H00、CR1A 200 H00、CR1A 300 H00产品型号，原边额定电流覆盖±50A至±300A，适配不同规模的直流屏需求。原边与副边是绝缘的，具备优异的线性（线性度误差≤0.1%）和精度（±0.5%FS）、低温漂、无插入损耗、响应速度快（频带宽度200kHz）等特点，产品符合IEC 60664-1、IEC 61800-5-1、IEC 62109-1等国际标准，适用于多种测量场景。工作温度范围-40℃~85℃，覆盖户外储能站、工业厂房等复杂场景。

1. CR1A 系列在直流屏中的核心应用

2.1 直流屏是什么？它在电力系统中扮演什么角色？

直流屏又称直流电源系统。一种为变电站、发电厂、通信机房等场所的控制、信号、保护和自动装置等设备提供直流电源的设备。

直流屏，作为电力系统控制与保护的基础，其主要结构组成包括交流配电单元、充电模块、降压模块、直流馈电单元、监控模块以及绝缘监测模块等关键部分。

2.2 CR1A 系列如何赋能直流屏升级？

1.直流电流精确测量

• 实时监测直流屏中各支路的电流大小。在充电模块中，通过测量充电电流，确保其不超过额定值，避免过充损坏电池。

2.系统状态监控与告警

• 为监控模块提供电流数据，实现对系统运行状态的实时监测。当电流异常（如过流、短路导致的电流骤增）时，触发告警机制。
• 具体功能：
  • 显示各支路电流实时值，便于运维人员查看。
  • 记录电流历史数据，用于分析系统负载变化趋势。
  • 当电流超过预设阈值（如超过支路额定电流的 120%）时，通过声光告警或通信接口向后台发送告警信号。

3.保护直流系统安全

• 过流保护：当负载发生短路或异常过载时，CR1A电流传感器检测到电流突变，配合直流屏内的断路器或熔断器，快速切断故障回路，防止设备损坏或火灾风险。
• 电池充放电保护：
  • 充电时，若电流过大，传感器反馈信号至充电模块，自动调整充电电流，避免蓄电池因过流发热。
  • 放电时，监测电池放电电流，当电流异常（如放电过快）时，提示电池可能存在故障，防止过度放电导致电池寿命缩短。

4.能源管理与效率优化

• 负载分析：通过监测各负载支路的电流，帮助运维人员了解系统用电分布，优化负载分配，提高能源利用效率。
• 电池状态评估：结合电流数据与电压、温度等参数，估算蓄电池的剩余容量（SOC）和健康状态（SOH），为电池维护和更换提供依据。

综上，芯森电子CR1A系列电流传感器通过高精度、低温漂、响应速度快、隔离式的电流测量，为直流屏的安全运行、状态监控和能源管理提供了核心数据支撑。未来，随着技术的不断进步和应用需求的不断提高，CR1A系列电流传感器将进一步升级迭代优化其性能，以满足更高的应用需求。同时，芯森电子将继续致力于研发更先进的电流传感器技术，为智能电网和可再生能源技术的发展提供更强有力的支持。