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安科瑞劉鴻鵬
摘要
隨著分布式能源的發(fā)展，陽臺(tái)光伏系統(tǒng)因其安裝靈活、成本較低、并網(wǎng)便捷等特點(diǎn)，受到越來越多家庭用戶的青睞。然而，陽臺(tái)光伏系統(tǒng)的運(yùn)行離不開電力監(jiān)測和安全保護(hù)，電流互感器作為關(guān)鍵測量元件，在電能計(jì)量、故障檢測及系統(tǒng)優(yōu)化方面發(fā)揮著重要作用。本文以開口式電流互感器為例，探討其在陽臺(tái)光伏系統(tǒng)中的應(yīng)用優(yōu)勢、技術(shù)要求及未來發(fā)展趨勢。
關(guān)鍵詞：陽臺(tái)光伏；電流互感器；電能計(jì)量；故障檢測；智能監(jiān)測
1.引言
隨著“雙碳”目標(biāo)的推進(jìn)，光伏發(fā)電成為分布式能源的重要組成部分。陽臺(tái)光伏系統(tǒng)因其占地少、適應(yīng)性強(qiáng)、易于安裝的特點(diǎn)，成為城市住宅用戶的重要選擇。然而，分布式光伏系統(tǒng)的輸出功率波動(dòng)較大，容易受到環(huán)境變化、電網(wǎng)干擾等因素的影響，如何監(jiān)測光伏發(fā)電量、優(yōu)化功率調(diào)度，并確保并網(wǎng)安全，是實(shí)現(xiàn)運(yùn)行的關(guān)鍵問題。開口式電流互感器因其無需斷線即可安裝、測量精度高、維護(hù)便捷等特點(diǎn)，在陽臺(tái)光伏系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用景。
2.陽臺(tái)光伏系統(tǒng)的監(jiān)測需求
陽臺(tái)光伏系統(tǒng)一般包括光伏組件、逆變器、電能計(jì)量設(shè)備和并網(wǎng)控制裝置。由于光伏系統(tǒng)的發(fā)電特性，實(shí)時(shí)監(jiān)測和分析電流、電壓、功率等參數(shù)至關(guān)重要。具體來說，電流互感器在陽臺(tái)光伏系統(tǒng)中的主要作用包括：
2.1 電能計(jì)量：測量光伏發(fā)電量，優(yōu)化家庭用電結(jié)構(gòu)，提高自發(fā)自用比例。
2.2 故障檢測：實(shí)時(shí)監(jiān)測電流異常，如短路、電弧故障等，提升系統(tǒng)安全性。
2.3 并網(wǎng)保護(hù)：協(xié)助逆變器判斷并網(wǎng)電流，防止倒送電引發(fā)電網(wǎng)安全問題。
2.4 能效優(yōu)化：通過智能監(jiān)測，分析負(fù)載特性，優(yōu)化光伏功率輸出，提高系統(tǒng)效率。
3.開口式電流互感器
目市場低壓開口電流互感器廣泛應(yīng)用于電力改造項(xiàng)目，具有安裝方便且可以帶電操作的優(yōu)點(diǎn)。但是目市場上的開口式低壓互感器在安裝的時(shí)候可能會(huì)出現(xiàn)卡扣沒卡緊亦或是鐵芯沒有閉合，在運(yùn)行過程中有脫落或者斷開的風(fēng)險(xiǎn)；還存在安裝完后又被人為二次打開，有影響精度的風(fēng)險(xiǎn)。本產(chǎn)品就在原來的基礎(chǔ)上加上了附帶開關(guān)量和鉛封孔，當(dāng)安裝完畢后鉛封封口，防止被人二次打開，并且當(dāng)互感器打開時(shí)，開關(guān)斷開，互感器停止工作，電信號(hào)停止傳輸，起到預(yù)警作用。
設(shè)備外形美觀，安裝、接線方便，主要用于電力運(yùn)維及用電改造項(xiàng)目，一般輸出為 AC5A標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，具有體積小、精度高、帶載能力強(qiáng)、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，為用戶改造項(xiàng)目節(jié)省人力、物力、財(cái)力，提高 效率。
型號(hào)說明
AKH-0.66K系列開口式電流互感器主要用于配電系統(tǒng)改造項(xiàng)目，安裝方便，無須拆一次母線，亦可帶電操作，不影響客戶正常用電，為用戶改造項(xiàng)目節(jié)省人力、物力，財(cái)力，提高 效率。該系列電流互感器包含測量型與保護(hù)型，測量型準(zhǔn)確可達(dá)0.2，保護(hù)型過載倍數(shù)高、過載能力強(qiáng)，可與我公司的線路ALP、繼電器保護(hù)、測量以及計(jì)量裝置配套使用。
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技術(shù)特點(diǎn)
開口式電流互感器是一種便捷型測量設(shè)備，門用于改造和擴(kuò)展現(xiàn)有電氣系統(tǒng)。其在陽臺(tái)光伏應(yīng)用中的主要優(yōu)勢如下：
1.免拆線安裝：相比傳統(tǒng)電流互感器，開口式設(shè)計(jì)可直接夾裝在電纜上，無需停電改造，提高安裝便捷性。
2.測量精度高：支持0.5和1測量精度，滿足光伏發(fā)電電能計(jì)量的要求。
3.耐環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)：工作溫度范圍廣（30℃~70℃），適用于戶外安裝，防塵、防潮、防紫外線設(shè)計(jì)，提高運(yùn)行可靠性。
4.寬量程適配：額定電流范圍覆蓋150A~1000A，適應(yīng)不同規(guī)模的陽臺(tái)光伏系統(tǒng)。
5.遠(yuǎn)程監(jiān)測兼容：支持RS485通信，可與智能電表、能源管理系統(tǒng)對接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集和分析。
開口式電流互感器主要應(yīng)用于工業(yè)中城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)改造項(xiàng)目，安裝方便，無須拆一 次母線，亦可帶電操作，不影響客戶正常用電，為用戶改造項(xiàng)目節(jié)省人力、物力、財(cái)力，提高 效率。該系列 電流互感器可與繼電器保護(hù)、測量以及計(jì)量裝置配套使用。
安裝與接線
尺寸規(guī)格
AKH-0.66/K-Φ系列開口式電流互感器
產(chǎn)品外形美觀，安裝、接線方便，主要用于電力運(yùn)維及用電改造項(xiàng)目，一般輸出為0-100mA等小電流信號(hào)，具有體積小、精度高、帶載能力強(qiáng)、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。
接線示意圖
4.互感器在陽臺(tái)光伏中的應(yīng)用案例
4.1住宅用戶的電能監(jiān)測
在某住宅小區(qū)試點(diǎn)項(xiàng)目中，用戶安裝了陽臺(tái)光伏系統(tǒng)，并接入智能電表監(jiān)測發(fā)電情況。采用開口式電流互感器后，電能計(jì)量的精度得到了顯著提升，實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確的發(fā)電量統(tǒng)計(jì)，并結(jié)合智能電網(wǎng)調(diào)度，提高了自發(fā)自用比例。
4.2并網(wǎng)安全管理
在部分地區(qū)，陽臺(tái)光伏系統(tǒng)面臨倒送電風(fēng)險(xiǎn)，可能影響電網(wǎng)穩(wěn)定性。通過安裝電流互感器，能夠?qū)崟r(shí)檢測并網(wǎng)電流波動(dòng)，幫助逆變器進(jìn)行調(diào)節(jié)，確保并網(wǎng)安全。
4.3遠(yuǎn)程監(jiān)測與維護(hù)
在某智能樓宇項(xiàng)目中，結(jié)合RS485通信的電流互感器，實(shí)現(xiàn)了陽臺(tái)光伏系統(tǒng)的遠(yuǎn)程運(yùn)維管理。運(yùn)維人員可以實(shí)時(shí)獲取電流數(shù)據(jù)，提發(fā)現(xiàn)電氣故障，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和運(yùn)維效率。
5.未來發(fā)展趨勢
隨著物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)的發(fā)展，電流互感器在陽臺(tái)光伏系統(tǒng)中的應(yīng)用將進(jìn)一步拓展：
1.智能互感器發(fā)展：未來的互感器將集成AI算法，實(shí)現(xiàn)異常電流智能診斷，提高故障預(yù)警能力。
2.無線通信應(yīng)用：基于LoRa、NBIoT等無線通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸，減少布線成本。
3.更高精度測量：隨著光伏發(fā)電的精細(xì)化管理需求增加，互感器將朝向更高精度、更寬頻帶的方向發(fā)展。
6.結(jié)論
開口式電流互感器在陽臺(tái)光伏系統(tǒng)中的應(yīng)用具有顯著優(yōu)勢，不僅可以提升電能計(jì)量精度、增強(qiáng)故障檢測能力，還能優(yōu)化并網(wǎng)管理，提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性。未來，隨著光伏技術(shù)和智能監(jiān)測系統(tǒng)的持續(xù)發(fā)展，互感器將在分布式能源管理中發(fā)揮更加重要的作用，為清潔能源的利用提供有力支撐。
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