格拉塞尔先生，您是 Neo Messtechnik 公司的首席执行官。能向我们介绍一下贵公司吗？
NEO Messtechnik 的产品主要应用于电网和可再生能源技术。我们是一家 “电力 “公司。我们的主要产品包括电能质量分析仪、电网阻抗分析仪和光伏测试仪器。我们专注于高端产品，以技术领先为目标。电网阻抗分析仪获得了奥地利电工协会的创新奖提名。新型光伏分析仪 PM-10 上市一周后就销往各大洲，电能质量分析仪 PQA8000H 是当今市场上的参考仪器，可满足未来十年的所有预期要求。
您有关于电网问题的消息吗？
电网正在经历重大变革。IGBT 或 MOSFET 等先进半导体技术正在促进可再生能源技术和电网本身的众多新型应用。随着光伏系统、电动汽车充电站的广泛应用以及直流电网的出现，电网正面临着负载流管理和电能质量保证等新的挑战。此外，这些发展正在改变电网的基本特性，特别是高频电网阻抗。电能质量问题不再局限于工业环境，而是在整个电网中变得越来越普遍。尽管取得了这些进步，但标准化工作仍在进行中，对于许多新现象，包括直流电流和超谐波，往往还没有排放限制。
电能质量专业人员经常使用罗戈夫斯基线圈和电流夹钳。如今，这些测量设备是否仍然适用？
每种技术都有自己的优势和局限性。罗戈夫斯基线圈安装简单，使用方便，但无法测量直流电流。铁芯夹钳仅用于电流互感器（1A/5A）的二次测量。这些夹钳无法测量直流电流，而且带宽有限（约 20 kHz）。此外，霍尔式直流夹钳由于地球磁场引起的巨大误差，导致对小直流分量的测量不精确。.
有源电力电子器件（电动汽车充电器、光伏）及其高开关频率（氮化镓、碳化硅）会导致频率范围高达 150 kHz（及以上）的辐射。基于 SiC 的变频器的开关频率已达到 50 至 100 kHz。
达尼森公司提供的交流/直流零磁通传感器是一种优质选择。其高带宽可覆盖从直流到 500 kHz 的整个范围。磁通量补偿技术确保了 ppm 范围内的高精度，并且由于地球磁场或其他磁性引起的误差极低。使用 PQA8000H 设备可精确测量 µA 电流。达尼森传感器的电压输出使测量变得简单，因为我们的许多设备都可以直接使用电压信号。
一些用户偶尔会发现，在较高频率范围内，电流传感器与规定精度之间存在较大误差。您是否也遇到过这种问题？
实际上，这种情况经常发生。作为功率分析仪制造商和系统提供商，我们在实验室中对所采购的每个传感器都进行了细致的评估。数据表中列出的规格常常无法满足要求。即使在订购时，我们也预料到某些规格可能与实际情况不符，例如霍尔传感器。但是，达尼森产品在这方面始终表现出卓越的可靠性。达尼森产品数据表中提供的规格非常精确，德国国家计量机构 PTB 将达尼森电流传感器作为频率测量的基准。
您能解释一下在哪些情况下需要交流/直流电流传感器吗？
我们通常需要交流/直流传感器用于以下应用：
- 功率和效率分析
对于高精度功率分析而言，必须以高带宽、高分辨率和高精度测量信号的交流和直流部分。 - 电能质量分析
对于电能质量分析而言，重要的不仅是交流部分，还有直流和次谐波部分。许多国家的技术指南都规定了低压范围内寄生直流分量的最大值。我们的研究项目、硕士和学士论文都涉及有源电力电子设备（如光伏和电动汽车充电器）的直流排放。初步结果表明，在大多数情况下，都违反了现有的国家指令中的排放限制。此外，我们还在研究直流电流在电网中的传播。 - 直流电网
直流电网是未来所有电压等级的一个重要课题。在进行交直流转换或直流/直流转换时，都需要测量交流和直流。IEC TR 63282 已经强调了测量低压直流电网 (LVDC) 中直流和交流元件的必要性。当然，直流电网中的电能质量监测看起来与交流电网不同，但仍有高开关频率（PWM、DC/DC）导致高频辐射（关键词：超谐波、EMC、共模）。
如果有交流应用，是否也可以使用交流电流传感器进行功率分析？
我曾在多家公司任职，专门负责开发功率分析仪。例如，对于变频器的效率评估，使用交流电流传感器测量电流是不可能的。如今，99% 的设备都使用了电力电子器件，从交流到直流的转换会产生频率范围很广的电流，从直流到几兆赫不等。因此，您需要使用高精度零磁通传感器来精确测量功率和效率。如今，交直流转换器的效率水平在 90% 到 98% 之间。
达尼森传感器是此类应用的最佳选择。直流精度极高，全频率范围内的高带宽、高动态和极低的相位误差非常适合精度要求最高的测量。即使很小的相位误差也会导致功率读数出现很大误差，因此 Danisense 的技术特别适合这些应用。
我希望电能质量分析中的直流值非常小。当 50 Hz 振幅非常高时，这在技术上可行吗？
由于直流电值在两位数 mA 范围内，同时具有 50 Hz 的高振幅，因此我们需要非常精确和稳定的电流传感器来提供可靠的数值。达尼森电流传感器在这方面非常适合。我们还将达尼森高精度电流传感器用于电网阻抗测量，这一点变得越来越重要。
为什么测量交流网络中的直流分量如此重要？
电机和变压器等电感元件会被直流元件预磁化。因此，制造商规定的磁性工作点发生了偏移。这反过来又会导致设备损耗增加，老化速度加快。如果变压器被直流偏移推入磁饱和范围，嗡嗡声和噪音污染就会显著增加。此外，变压器会变成非线性设备，进而产生谐波。
配备无源电流互感器的电能表的精度也会受到直流分量的影响。
关于直流分量的影响，我们已开始进一步研究直流分量在实际电网中的表现。我们将在
第七届智能能源系统与技术国际会议，SEST 2024
https://sest2024.polito.it/
不过，通过规定的国家审批程序，逆变器可以获得单位证书。这是否能确保设备符合最新标准？
当测量直流分量时，问题就来了：”如何测量？霍尔电流钳的精度往往太低。在这种情况下，我们推荐使用磁通门达尼森传感器，因为它们可以精确检测到 µA 或 mA 范围内的极小直流电流。此外，达尼森实验室已通过 IEC 17025 认证。
此外，只有一台逆变器通过了设备认证测试，因此制造商可自行决定是否进行此项测试。
您建议逆变器制造商如何改进其直流组件设备？
逆变器输出的直流分量通常不受监控。如果将该分量输入逆变器的控制电路，控制单元可能会启动相应的补偿。至少在型式试验阶段，应测试直流分量。
特别是在大型系统中，变频器后面的变压器直接跨越中压，根本不需要对直流分量进行测量。变压器不会传输可能的直流分量。
根据我现在的理解，低压电网中只有直流电流。这是否意味着较高电压等级不受这些问题的影响？
目前，低压电网受到的影响更大。我们连接到电网的几乎所有电气设备都集成了电力电子器件。光伏系统、电动汽车充电站或热泵都使用基于 IGBT 或 MOSFET 的有源电力电子器件，它们的开关频率高，发出的直流电流低。交流网络中的直流电流被完全忽略，因为用于监控应用的电流传感器无法检测到直流电流。
然而，由于两个原因，更高电压等级的直流电流正受到关注。一方面，它们可以通过接地变压器中性点耦合到两侧接地的网络部分。地磁感应电流 (GIC) 就是一个例子。此外，还可以检测邻近供电网络的杂散电流。例如，来自铁路系统的 16.7 Hz 电流也可能进入接地变压器中性点。另一方面，电力电子设备在高压电网中的应用在未来几年将大幅增加–关键词：智能变压器。
在更高的电压水平下，电能质量测量可能要复杂得多？
是的，没错。我们肯定需要高压分压器来测量电压。对于电流测量，可以使用变压器上的套管。这里使用的电流传感器不需要高压绝缘。
通过在高压领域的合作，我们确保我们的设备能够与现有的分压器完美配合。此外，我们还收到了有关磁通门电流传感器在高压应用中的首批询价。
您最后有什么话要对我们的读者说吗？
是的，我们越来越经常地看到，在大规模网络应用的后期阶段，测试和测量业务的实验室设备是多么必要。例如，就硬件而言，我们的电能质量分析仪也是一种高精度电能分析仪。
非常感谢格拉塞尔先生接受这次内容丰富的采访。
Dipl.-Ing. Bernhard Grasel
CEO
NEO Messtechnik GmbH
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Sonnweg 4 (Lager)
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bernhard.grasel@neo-messtechnik.com
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