Fungsi inti meteran listrik tidak hanya untuk mengukur besarnya daya beban tetapi juga untuk mencerminkan durasi penggunaan daya. Untuk mencapai tujuan ini, meteran perlu mengubah arus besar dari jaringan listrik menjadi sinyal kecil untuk diproses oleh chip meteran internal.
Fungsi inti meteran listrik tidak hanya untuk mengukur besarnya daya beban tetapi juga untuk mencerminkan durasi penggunaan daya. Untuk mencapai tujuan ini, meteran perlu mengubah arus besar dari jaringan listrik menjadi sinyal kecil untuk diproses oleh chip meteran internal.
Mengapa kita tidak bisa mengukur arus besar secara langsung?
Hal ini terutama disebabkan oleh pertimbangan keamanan dan kepraktisan. Arus listrik rumah tangga dan industri bisa mencapai puluhan bahkan ratusan ampere. Mengukur arus sebesar itu secara langsung tidak hanya akan memberikan beban besar pada alat ukur itu sendiri tetapi juga menimbulkan bahaya keselamatan yang serius.
Komponen penginderaan arus bertindak seperti "penskala arus" untuk meteran listrik; mereka secara proporsional mengurangi arus ke tingkat yang sesuai untuk diproses oleh rangkaian pengukuran. Konversi ini harus seakurat mungkin, karena kesalahan apa pun akan berdampak langsung pada perhitungan tagihan listrik.
Saat ini, komponen pengambilan sampel arus utama yang digunakan dalam pengukur energi AC meliputi resistor shunt (disebut shunt) dan transformator arus (CT). Perbedaan kelebihan dan kekurangan antara trafo arus dan shunt berasal dari prinsip kerja dan desain strukturalnya, dan pemilihan di antara keduanya memerlukan pertimbangan yang cermat berdasarkan persyaratan aplikasi spesifik:
| Dimensi Perbandingan | Resistor Shunt | Transformator Arus (CT) |
|---|---|---|
| Keuntungan | 1.Biaya rendah, struktur sederhana, secara signifikan mengurangi biaya sistem secara keseluruhan; 2. Volume sangat kecil, tidak ada komponen magnetis atau masalah saturasi; pengukuran medan arus kecil-yang stabil, cocok untuk desain ruang kompak; 3. Dalam kisaran arus pengenal, memberikan sinyal tegangan akurat tanpa masalah interferensi elektromagnetik. |
1. Secara inheren memberikan isolasi-tegangan tinggi; sisi primer dan sekunder terisolasi secara fisik; 2.Akurasi dan linearitas luar biasa; cocok untuk rentang arus yang lebar dan rentang pengoperasian suhu yang lebar, dengan stabilitas internal yang kuat; 3. Rentang pengukuran yang fleksibel: dengan menyesuaikan rasio putaran, dapat beradaptasi dari puluhan ampere hingga puluhan kiloampere, sehingga memfasilitasi desain meteran daya yang terstandarisasi. |
| Kekurangan | 1. Aplikasi-tegangan tinggi memerlukan sirkuit isolasi tambahan, sehingga meningkatkan kompleksitas desain dan biaya; 2.Tidak cocok untuk lingkungan-fluktuasi suhu saat ini atau lebar-yang tinggi. |
1. Biaya lebih tinggi, ukuran dan berat lebih besar; spesifikasi yang disesuaikan semakin meningkatkan biaya; 2.Rentan terhadap interferensi elektromagnetik; inti magnet mungkin dipengaruhi oleh medan magnet luar; gangguan pulsa-tegangan tinggi dapat menyebabkan saturasi dan menurunkan keakuratan pengukuran, sehingga memerlukan desain pelindung tambahan; 3.Proses manufaktur yang rumit dengan persyaratan ketat untuk bahan inti dan presisi belitan. |
Prinsip utama dalam memilih komponen pengambilan sampel saat ini untuk pengukur energi AC adalah "memprioritaskan kesesuaian untuk skenario aplikasi sambil mempertimbangkan keakuratan dan biaya." Untuk aplikasi industri dan sistem tenaga-bertegangan tinggi,-arus tinggi yang memerlukan isolasi listrik, transformator arus adalah pilihan yang lebih baik. Untuk aplikasi instrumen miniatur dan konsumen bertegangan rendah, arus rendah, dan sensitif terhadap biaya, shunt dapat digunakan, asalkan desain pembuangan panas dan isolasi diterapkan dengan tepat.