在“双碳”战略推动下，新型电力系统呈现高比例可再生能源并网、高比例电力电子化、广域互联的核心特征，对电流测量提出了毫秒级暂态响应、宽量程高精度、全工况高可靠的全新要求。本文基于个人理解，结合新型电力系统的发展，简单梳理电流传感器在发电、输电、变电、配电、用电环节的应用现状，阐述电流传感技术在新型电力系统中的应用进展，为各位同仁提供参考。发电环节的监测对象涵盖火电/水电机组、风电/光伏等新能源场站及配套电力电子装置，电流传感器的核心应用场景包括两方面：一是新能源并网宽频电流测量。风电、光伏通过逆变器并网，其输出电流包含大量直流分量与高次谐波，传统电磁式互感器难以准确测量。基于磁光法拉第效应的光纤电流传感器、电子式互感器，凭借无铁芯饱和、电气隔离性好、宽频响应、体积小等优势，逐步用于发电侧。
二是旋转机械故障诊断。火电、水电及风电的发电机组，传统监测多采用压电加速度计采集振动信号，但在强电磁干扰环境下易引入噪声。目前已形成电流传感与振动传感融合的多参量诊断方案：通过MEMS加速度计与霍尔电流传感器同步采集振动频谱与电流信号，联合分析识别电机的机械故障与电磁故障，相比单一信号诊断，显著提升了故障检出与分类能力，在受控工况下故障识别准确率可达90%量级。高压输电线路分布广、露天运行，电流传感器主要服务于线路故障监测、动态增容与安全防护。传统输电线路电流监测多采用罗氏线圈，但其对低频与直流信号测量能力不足，且需要现场供电，部署灵活性受限。目前，分布式光纤电流传感技术已在输电线路得到示范应用，其利用光纤复合架空地线（OPGW）、光纤复合架空相线（OPPC）中的通信光纤作为传感介质，可实现数十公里线路的分布式电流/应变/温度同步监测，单端覆盖距离可达40km，空间分辨率约10m，不仅能实现线路故障电流的快速定位，还可同步监测导线覆冰、舞动、弧垂变化，为线路动态增容提供数据输入。变电站是电力系统的枢纽，电流传感器是变压器、GIS、高压断路器等主设备状态监测与继电保护的核心部件。在设备状态监测方面，电流传感器的应用已从传统的主回路电流测量，向设备内部故障特征提取延伸。例如，高压断路器触头状态在线评估中，采用霍尔电流传感器与罗氏线圈结合的方案，同步测量回路电流与触头区域温升，结合电场传感辅助特征，实现触头接触电阻的非接触在线评估，系统测量误差小于1.5%，长期运行误报率低于0.5%；在GIS设备局部放电监测中，宽频电流传感器可捕获局放产生的高频脉冲电流，结合UHF电磁传感、超声传感形成多源融合诊断，提升绝缘缺陷识别的准确率。在继电保护与数字化变电站建设方面，电子式电流互感器已逐步替代传统电磁式互感器，凭借小型化、宽频响应、低功耗的优势，适配数字化变电站过程层采样值传输需求，可实现从直流到数十kHz的宽频电流测量，为快速保护与暂态稳定控制提供高精度数据。配电网是连接主网与用户的关键环节，具有节点多、覆盖广、拓扑复杂的特点，电流传感器是配网自动化、故障定位、状态监测的核心基础。目前，配电网中电流传感器的应用主要集中在三个场景：一是配网线路故障定位，通过在馈线、电缆分支箱部署电流传感器，实时监测零序电流与故障电流，结合故障指示器实现故障区段的快速识别与隔离，缩短停电时间；二是主动配电网动态监测，微型同步相量测量装置（μPMU）在配网中逐步试点应用，其核心是高精度宽频电流传感器，通过kHz量级同步采样获取配网节点电流相量，将广域同步量测能力延伸至中低压网络，支撑有源配电网状态估计与振荡分析；三是配电设备状态监测，在环网柜、配电变压器中部署低功耗无线电流传感器，结合温度传感实现电缆接头、刀闸触头的过热故障预警，以及配变负荷的实时监测。
用电环节是新型电力系统负荷侧管理的核心，电流传感器主要应用于电能计量、用能设备安全监测与能效管理。智能电能表是用电侧最核心的电流传感终端，新一代智能电表对直流测量、宽频电能计量、小电流检测提出了更高要求。传统电磁式电流互感器无法测量直流，霍尔传感器温漂与精度适用于常规电流计量需求，TMR电流传感器凭借高灵敏度、低功耗、宽频响应的优势，成为新一代智能电表的技术更新方向。此外，在电动汽车充电桩、楼宇能源管理等场景中，电流传感器不仅用于充电电能计量，还可结合温度、倾角传感器实现充电安全监测；非侵入式负荷监测（NILM）技术则通过总进线电流的高精度采集，结合智能算法分解各用电设备的运行状态，在公开数据集上典型负荷识别准确率可达90%以上，为需求侧响应、智慧用能管理提供了数据支撑。
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