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Bertrand KLAIBER，LEM能源 & 自动化部策略 & 市场营销经理
Pierre TURPIN，LEM能源 & 自动化部项目经理
摘要：电功率计算包括根据不同应用领域的具体电气和机械特性进行电流测量。在实芯电磁感应技术已经能够暂时以低成本提供良好性能的同时，一些钳形互感器最近在技术上取得了重大进展，重新彰显了其在涉及将功率表加进现有设备进行更新等应用场合方面的价值。钳形互感器并非新鲜出炉，但是在过去这些互感器又大又笨重，所采用的传统技术有着诸多弊病。这些互感器不是采用昂贵的材料制造就是在精确度方面性能很差。在这种情况下，不确定度指的不是读数本身，而是线性度、输出电流的移相误差和读数超时的持续性。下文对传统的电流感应技术和一些创新技术进行了分析，侧重这些互感器在不同功率测量应用领域的优点和缺点。
功率测量应用
电功率测量已经成为1）电源管理、2）用电控制3）状态监控等工业领域中众多应用场合的重中之重。
1）由于电源管理是所有工业和商业活动的根本，因此是基本的功率测量应用领域。电源管理主要侧重发电和配电公司，但是也兼顾工业专业人士，这些人员通过监控其电力质量和功率因数来实现对其设备征收的费率进行控制，尤其是当操作低功率因数的负载时。
2）由于实施能量二次计量可以对能量成本进行跟踪并对其进行分配，同时也对电量消耗进行进一步的分析，从而提高其效率，因此逐步引起设备和工厂经理的关注。电源选型和计费通常取决于峰值消耗，对整个系统进行动态管理可以降低运营成本并防止故障发生。了解和管理主要消费对象以及确定通常由于故障电器或设备用量不足（比如不合适的照明、加热或空气调节）而造成的能量浪费需要对能量进行二次计量。
3）状态监控要求对故障进行及时检测并做出反应，从而防止对设备造成损坏或临界进程发生中断。电功率测量给出一套反映电机负载特性（比如传送机、轴承、泵、切削刀具等）的综合信息（电流、有效功率、功率因数、频率等）。通常情况下，这种监控对异常情况的检测速度要比传统互感器快，比如温度、压力、振荡等。及时对这些电气参数的变化进行分析甚至能够实现对故障进行估计，从而可以计划有效的预先维护。
功率测量不仅在工业领域受到关注，在监控商业和住宅负载方面也是如此。不管从成本还是从环境保护方面来考虑，节约能源在全球日益成为公众关注的话题。 关键问题是如何实现能源消耗实质性的持续降低。最可靠的解决方案是要了解用户如何消耗他们的能量以及如何使其对这些能量负责。锁定该领域仍然是一个工业课题，而且日益成为政府机构的关注重点。许多国家正在开展各种减少能源消耗的运动并且制定各种激励预算。这些激励措施的启用要求各种机构开发各种精确的测量性能。
电流互感器要求
工程师设计功率监控系统应该根据非常具体的特性谨慎选择所需要的电流互感器：
1）精确度-在大多数应用场合，测量精确度对整个系统的效率有着直接的影响。功率计算的精确程度明显取决于电流互感器的精确度。1级功率表可能需要精确度高于1%的电流互感器，而该精确度一般会与昂贵的材料和制造工艺相关。一个替代方案是对所应用的每一台互感器都对功率表进行标定。考虑到每台互感器的具体特性，允许将功率表设定在其最精确的操作模式以及将变量从一台互感器传递到另外一台互感器。正如我们在本文后面部分所看到的，了解线性度、漂移和可重复性以及对其整体不精确的读数进行补偿开启了各种新技术研究的大门。
2）漂移-互感器的漂移与初始系统标定无关的读数超时持续性有关。其特性的一些变化可能由于周围环境湿度和温度或元件老化等原因引起。低漂移电位-意味着互感器对这些限制因素具有很高的抵抗能力-是构建高性能稳定可靠功率表的一个非常重要的特性。
3）线性度-互感器的线性度指的是在整个操作模式范围内其特性的稳定性。模拟感应部件的高线性度对大范围一次电流进行精确测量来说必不可少，尤其是在低电流值的情况下。几种技术只对有限的测量范围提供良好的性能，因此将应用领域的电流限制到相当高或相当低。
