Выбор типа первичных преобразователей (датчиков) тока влияет на основные характеристики счетчиков электроэнергии.
Наиболее простыми датчиками тока являются токовые шунты.
Токовый шунт включают в разрыв фазного провода.
Наряду с преимуществами - такими как невысокая стоимость и безразличие к постоянной составляющей тока в измеряемой цепи, шунт обладает серьезными недостатками:
1. Выбор токового шунта требует компромисса, т.к. с одной стороны необходимо получить достаточное для измерения напряжение, т.е. сопротивление шунта должно быть достаточно высоким, а с другой стороны - сопротивление шунта должно быть минимально возможным, для того чтобы исключить внешнее несанкционированное шунтирование (хищение эл.энергии) и влияние на измеряемую цепь.
2. Паразитный нагрев шунта за счет выделяемой на нем мощности. В условиях затрудненного охлаждения это вызывает серьезный нагрев шунта и изменение его сопротивления, что сказывается на точности замеров, не говоря о том, что растет потребление энергии всем счетчиком в целом.
3. Измерительная схема находится под высоким напряжением, что затрудняет экранирование и требует повышенных мер по защите от поражения эл. током.
4. Влияние шумов и импульсных помех на измерительную схему весьма критично, поэтому требуется применение специальных заградительных фильтров, которые вносят фазовые искажения при замере.
5. Возрастание погрешности при воздействии высокочастотных сигналов за счет собственной индуктивности шунта
Трансформаторные датчики тока (ТТ) дороже резистивных, но обладают рядом существенных преимуществ:
1. Измерительные трансформаторы тока, по сравнению с шунтами, работают при значительно меньших падениях напряжения на входе и практически не потребляют.
2. Измерительные трансформаторы тока обеспечивают гальваническую развязку между обмотками, поэтому измерительная схема не находится под высоким потенциалом как при использовании шунта и ее можно легко экранировать.
3. Параметры трансформатора тока практически не изменяются во времени и не зависят от температуры.
4. Коэффициент трансформации легко выдерживается при производстве и остается всегда постоянным.
5. Трансформаторы тока прекрасно гасят импульсные помехи в измерительной цепи без применения дополнительных фильтров
6. Обеспечивают минимальный фазовый сдвиг между цепями измерения напряжения и тока, т.к. фильтрация измерительного сигнала производится за счет собственной индуктивности трансформатора.
7. Простота измерения 3-х фазных токовых сигналов за счет гальванической развязки токовых проводов и измерительной части.
В качестве датчиков тока (измерительных трансформаторов тока) обычно используются трансформаторные датчики двух типов:
1. Трансформатор нагруженный на прецизионный резистор - трансформатор тока. Обычно с магнитопроводом из аморфных или нанокристаллических сплавов. Выходное напряжение, снимаемое с резистора, пропорционально току первичной обмотки;
2. Дифференцирующий трансформатор di/dt, работающий в режиме ударного возбуждения. Обычно без магнитопровода (воздушный). Выходное напряжение трансформатора пропорционально скорости изменения тока первичной обмотки.
Применение трансформаторного датчика тока в счетчиках электроэнергии может сочетаться с применением резистивного датчика напряжения или трансформатора напряжения. Обычно применяют резистивный делитель как наиболее дешевый.
В сравнении