問互感器大都基於電磁感應原理，那麼電力系統中是如何測量大電流直流的？
題主問「電力系統中是如何測量大電流直流的」，顯然題主是想知其然並知其所以然。恰好我最近在做電力設備相關的內容，就在此拋磚引玉一下。
先說結論
電力系統這種測量場景應該是應用於高壓直流換流站中。傳統電磁式交流電流互感器因採用電磁感應原理，不適用於直流測量，目前國網系統中直流工程採用的直流互感器主要分為兩大類：零磁通式電流互感器和電子式電流互感器。其中目前應用廣泛並極具前景的當屬電子式直流電流互感器。目前有關電網直流測量標準有：IEC 61869-14（直流電流互感器）和GB/T 26216.1-2010 （電子式直流電流測量裝置）。測量要求是：不僅測量直流電流和，還要測量諧波電流。
分類介紹
零磁通式：零磁通直流電流互感器是直流輸電工程中廣泛應用的一種傳統式電流互感器，它是由磁積分器和磁調製器組成，利用磁勢自平衡比較儀的原理研製的。這類互感器具有一個電子式的反饋閉環測量系統，以此保證它具有高精度測量的優勢。
這類互感器因存在閉環系統，所以測量精確，運行可靠，但是體積大，重量大，對絕緣要求高，所以不容易安裝，目前在實際電力系統中僅用於中性母線有限幾個直流低壓測量點。
電子式：電子式直流電流互感器目前主要細分為兩大類：基於分流器+羅氏線圈的光電式和基於法拉第磁光效應的光纖式，見下圖：
- 基於分流器+羅氏線圈的光電式：
利用分流器感測直流電流、利用羅氏圈感測諧波電流。分流器本質是一種高精度精密採樣電阻，毫歐級，以免發熱嚴重。
羅氏線圈是基於電磁感應的原理，主要用於電網中諧波電流分量的測量。在羅氏線圈後接一個積分器便能得到正比於測量諧波電流的電壓信號。
該類光電式互感器為有源互感器，羅氏線圈需要外加電源供能；另外羅氏線圈由於磁飽和也存在測量頻帶限制的問題。
2.基於法拉第磁光效應的光纖式：
這類互感器通常叫直流光學電流互感器，基於法拉第磁光效應的原理和馬呂斯定律，採用光學器件作被測電流感測單元，並採用光纖作為傳輸系統，最終使得輸出電流大小正比於被測電流大小
說點白話：被測直流電流引起磁場變化-&>線偏振光沿著平行於磁場的方向穿過這個磁光材料時，會產生一個偏轉角-&>偏轉角與被測直流有確定的函數關係-&>準確測量偏轉角，便可測量被測直流-&>馬呂斯定律可以找到光強與偏轉角的確定關係-&>結論：光強與被測直流有確定的關係。
以上只是說明瞭光學電流互感器的感測部分，且感測頭採用的直通光路型塊狀玻璃，當然也有全光纖和閉合光路型塊狀玻璃，
該類互感器具有大動態範圍測量、頻帶寬、絕緣性能好、無需電源供能以及數字化通信介面等優點，被認為是常規零磁通式的理想替代產品，同時這類互感器受環境溫度影響很大，目前故障率較高。值得一提的是這類互感器國內廠家鳳毛麟角（南瑞繼保），幾乎被ABB和施耐德壟斷。
最後的話
因直流測量的測量精度和範圍的不同，也大量存在其他測量方法，如霍爾型、鐵芯型等其他方法，在此就不一一介紹啦。希望能給題主帶來幫助！
『文末說明』
本文作者：小強子
知乎賬號：Power小強
本文部分題圖為作者所著，轉載記得說明呀！
題主需要明確幾個問題：
1、你所謂的大電流是多大範圍的電流？
2、你所測量的直流電流要求的精度有多高？
3、你是否對測量的頻率範圍有要求？
對於第三個問題，我需要說明一下，可能有人會問：DC直流電還需要測量頻率要求嗎？這實際取決於你的分析需求，主要有兩方面的原因：
1、因為在真實世界中，不可能有理想的直流電源，一定會存在或多或少的紋波，如下圖。這時，你就看你的測試目的是否在意這些紋波；
2、測量中，直流電有變化，你的測量在意這些變化。比如我所在工控測試行業，對電機的功率分析，電機在運行過程中的直流母線電壓會是變化的，我需要實時與轉速扭矩進行同步採集，得到電機與逆變器系統的效率，對其進行分析。
從我所瞭解和接觸的直流測試項目中，直流的測量主要分為兩類：
a、直接測量方法，就是前面張老師提到的分流器測量
b、電流感測器測量
這兩類測量方法從電流大小和頻率範圍進行選擇的話，其選擇建議如下：
在超過30A的電流測試中，更推薦使用電流感測器進行測量，其主要原因如下：
- 採用分流器進行測量，當隨著電流的增大，其電阻的發熱也會增大，其阻值也會發生變化，降低其測量精度；
- 為了減少上述的發熱量，根據
，肯定希望選擇更小的電阻，而電阻等效模型如下圖：
此時，分流器測量大電流時，很小的電感值都不能忽略，會影響其測量頻率特性；
另外還會引起其他測量值的誤差，如電壓、功率。所以需要綜合評論，慎重考慮。
而目前用於直流/交流測量的感測器主要有如下幾類，我分別介紹一下，供題主結合自己實際情況進行考量選擇。
- 霍爾元件電流感測器
測量原理：
? 當在被測導體（電路的一次側）中流動的電流在磁芯內部產生的磁通Φ穿過已插入磁芯間隙中的霍爾元件時，會產生霍爾效應。霍爾電壓與磁通量成正比。
? 由於此霍爾電壓很小，因此必須通過放大器對其進行放大以產生輸出信號。
? 此輸出信號與被測導體中流動的電流成比例。
與其他當前測量方法相比的功能：
? 霍爾元件法可以測量直流和交流電流（高達幾千赫茲）。
? 霍爾元件電流感測器價格便宜。
? 由於霍爾元件的線性和磁芯的B-H特性的影響，霍爾元件感測器通常不具有很好的精度。
? 由於霍爾元件的特性，感測器的操作會受溫度和時間變化等因素引起的漂移的影響，從而使該設備不適合長期測量。
? 由於磁芯充當負載，因此霍爾元件感測器無法在高頻段使用。
貼一個現有此類型感測器參數供參考
- AC / DC零通量（霍爾元件檢測型）電流感測器
測量原理：
? 與次級側上的反饋繞組的匝數比成比例的次級電流流過，以抵消被測導體中流過的交流電流在磁芯中產生的磁通Φ（初級電路的一側）。
? 在以DC為起點的低頻區域中，磁通不能全部抵消，並且有些殘留。
? 殘留的磁通量由霍爾元件檢測，並且次級電流通過放大器電路流動，以抵消磁通量Φ。
? 該次級電流流向分流電阻器，在其端子上產生電壓。
? 該電壓是測量電路的輸出，與在被測導體中流動的電流成比例。
與其他當前測量方法相比的功能：
? 這種類型的AC / DC零通量電流感測器具有出色的線性度，並在低電流的測量下保持高精度。
? 這種AC / DC零通量電流感測器還可以在很寬的頻帶範圍內提供高信噪比。
? 這種AC / DC零通量電流感測器的插入阻抗低，因為它的特點是工作磁通量較低。
? 由於這種AC / DC零通量電流感測器在高頻區域中用作CT（最傳統的電流互感器），因此它可以提供較寬的頻帶。
? 由於檢測是通過霍爾元件執行的，因此這種類型的AC / DC零通量電流感測器可以檢測直流電流產生的磁性，並且可以測量直流電流。
現有此類產品參數舉例
- AC / DC零磁通（磁通門檢測型）電流感測器
測量原理：
? 與電路次級側上的反饋繞組的匝數比成比例的次級電流流過，以抵消被測導體中流過的交流電流在磁芯中產生的磁通Φ（初級電路的一側）。
? 在以DC為起點的低頻區域中，磁通不能全部抵消，並且有些殘留。
? 剩餘的磁通量由FG（Flux Gate）元件檢測，並且次級電流通過放大器電路流動，以抵消磁通量Φ。
? 該次級電流流向分流電阻器，在其端子上產生電壓。
? 該電壓是測量電路的輸出，與在被測導體中流動的電流成比例。
與其他當前測量方法相比的功能：
? 這種類型的AC / DC零通量電流感測器具有出色的線性度，並在低電流下同樣保持高精度。
? 這種AC / DC零通量電流感測器的插入阻抗低，因為它的特點是工作磁通量較低。
? 由於檢測直流電流的FG元件由於其工作原理而在很寬的溫度範圍內具有極小的偏移，因此該類感測器能夠提供高精度和高穩定性。
現有此類產品參數舉例
綜上，題主請結合前面的幾個問題，理清自身的需求，進行合適選擇，望對題主有所幫助！
採用分流器。
分流器次級一般是75毫伏，以便與直流電流表配套。初級則與直流主迴路電流大小配套。
百度上的信息：
這是一本很老的技術手冊中有關分流器的內容，書名《控制保護 常用電氣設備手冊》：
此書出版於1985年，許多數據已經過時，但分流器的基本參數還是對的。此信息供參考。
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分流器有一個意想不到的應用。
我們知道，低壓抽屜式開關櫃中有許多抽屜，抽屜分成饋電控制和電動機控制的。抽屜後部與垂直母線接觸處採用接插件，往往接插件發熱會影響到搭接效果，甚至引發局部電弧。因此，抽屜接插件的測溫就很關鍵。
下圖是抽屜的後部，我們能看到接插件：
如何解決問題？我們在抽屜內安裝了分流器，不過此時的分流器流過的不是直流電，而是交流電。我們通過測量分流器電阻性壓降，就可以換算出流過電流，實時溫度，當然還有電壓。分流器測量得到的參數通過專用的微處理器處理後，可以就地顯示，還可以遠傳。
有點意思吧！
1.分流器（類似於電阻分流）（交流可以用電容分流）
2.直流電流互感器（直流電通過帶有鐵芯的線圈，鐵芯是會因此而飽和的。這個時候在二次側加交流電壓源，你可以測得二次側的電流，即可以得到二次側的感抗，而一次測二次測通過鐵芯聯繫起來。整體邏輯就是：一次測直流大電流影響鐵心飽和程度，鐵心飽和程度影響二次測感抗，二次測感抗影響二次測交流電流大小，通過這個交流電流大小就能得到一次側大電流的值。）
3.沒那麼大用數字萬用表，磁電系電流表，直流電位差計也可以。
咋感覺前面的回答的都文不對題呀
目前實際工程中運用的大電流的直流互感器就兩種
1.光ct，光ct由於絕緣性能好主要用於高壓側，精度沒有零刺痛高，能達到0.2%，主要用於直流保護。目前主要由兩種路線：a）純光式，利用法拉第磁光效應，技術成熟的是阿爾斯通，國內其他的廠商也在做；b）光電式，這種用的是遠端模塊，遠端模塊到測量屏傳輸用的是光纖，這個國內有成熟的技術，做的比較多的是南瑞繼保。
2.零磁通電流互感器，主要用於直流中性線處，精度高，能達到0.1%，主要用於直流控制。這個就一個原理，霍爾感測器，目前只有國外的HITACC一家公司。
可以使用直流分流器 霍爾電流感測器 直流偏磁電流互感器和直流磁光電流互感器
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