Con l'intelligenza del sistema di alimentazione e l'applicazione diffusa di nuove energia, i contatori di energia elettrica hanno presentato requisiti più elevati per l'accuratezza, l'intervallo dinamico e l'adattabilità ambientale della misurazione corrente. Come nuovo tipo di sensore di corrente, la bobina Rogowski sta gradualmente sostituendo i tradizionali trasformatori di corrente (CT) nel campo dei contatori di energia elettrica a causa del suo design unico e dei vantaggi delle prestazioni. Questo articolo analizzerà sistematicamente i vantaggi delle bobine Roche nei contatori di energia elettrica in base a principi tecnici, confronti delle prestazioni e casi pratici di applicazione.

1 、 Principio tecnico e caratteristiche della bobina Roche
1.1 Principio di lavoro
La bobina Roche è una bobina anulare vuota che è uniformemente avvolta su materiali non magnetici come plastica o ceramica. Il principio di misurazione si basa sulla legge di Faraday di induzione elettromagnetica e la legge del ciclo di Ampere: quando la corrente misurata passa attraverso il centro della bobina, il campo magnetico che cambia risultante induce una tensione a entrambe le basi della bobina, che è proporzionale al derivato della corrente (uout = m ⋅ dtdi, dove è l'indicazione della mutua). Utilizzando un circuito di integrazione per ripristinare il segnale differenziale a un segnale di tensione proporzionale alla corrente originale, può essere utilizzato per il campionamento della corrente nei contatori di energia elettrica.
1.2 Caratteristiche principali
Design senza ironia: evita la saturazione magnetica e ha linearità.
Risposta a banda larga: coprire un intervallo di frequenza da 0,1Hz a 1 MHz, adatto per correnti di impulsi da DC a ad alta frequenza.
Leggero e miniaturizzato: struttura semplice, peso leggero, facile da integrare in contatori di energia intelligente.

2 、 Vantaggi della bobina Roche nei contatori di energia elettrica
2.1 Gamma lineare ampia e caratteristiche insature
I trasformatori di corrente tradizionali (CT) sono soggetti a errori di misurazione sotto correnti elevate o carichi transitori dovuti a problemi di saturazione magnetica del nucleo di ferro. Le bobine Roche non hanno nucleo di ferro, un ampio intervallo lineare (da diverse ampere a diverse centinaia di chiloampere) e nessun fenomeno di saturazione. Ad esempio, nello scenario della nuova integrazione energetica, l'attuale fluttuazione di inverter fotovoltaici o pile di ricarica di veicoli elettrici è grande e la bobina Roche può garantire che il contatore di energia mantenga una misurazione ad alta precisione in condizioni di sovraccarico elevate.
2.2 capacità di risposta alla banda larga
L'intervallo di risposta in frequenza della bobina Roche può raggiungere da 0,1Hz a 1 MHz e può misurare accuratamente le correnti armoniche a bassa frequenza e ad alta frequenza. Questa funzione è particolarmente importante nei seguenti scenari:
Monitoraggio armonico: l'inquinamento armonico è grave nei moderni sistemi di alimentazione e i misuratori di energia della bobina Roche possono catturare componenti armonici ad alta frequenza, fornendo supporto ai dati per l'analisi della qualità dell'alimentazione.
Misurazione transitoria degli impulsi: in scenari come le macchine per saldatura e il monitoraggio della corrente di fulmini, i misuratori di energia della bobina Roche possono ripristinare gli impulsi di corrente di livello millisecondi in tempo reale, evitando la distorsione causata da una risposta di frequenza insufficiente della TC tradizionale.
2.3 Risposta dinamica elevata e prestazioni in tempo reale
Il segnale di uscita della bobina Roche è proporzionale alla velocità di variazione della corrente e con il circuito di integrazione, può ripristinare rapidamente la forma d'onda di corrente, con un breve tempo di risposta dinamica (di solito inferiore a 1MS). Questo vantaggio è evidente nelle seguenti applicazioni:
Protezione del motore: monitoraggio in tempo reale delle improvvise variazioni di corrente durante l'avvio del motore o il corto circuito, innescando il dispositivo di protezione.
Smart Grid Dispatching: ottimizzazione della distribuzione del carico della rete attraverso i dati di corrente in tempo reale per migliorare l'affidabilità dell'alimentazione.
2.4 Anti interferenze e sicurezza
Nessun rischio di circuito aperto secondario: il tradizionale circuito aperto laterale CT può generare un'alta tensione, mentre Roche Coil non ha questo rischio.
Errore di fase basso: l'errore di fase nell'intervallo di frequenza intermedia è inferiore a 0,1 gradi, garantendo l'accuratezza del calcolo del fattore di potenza.
Compatibilità elettromagnetica: progettando fili schermati e integratori digitali, l'interferenza elettromagnetica esterna può essere efficacemente soppressa.

3 、 Analisi del caso dell'applicazione
3.1 Progetto di ristrutturazione del misuratore di energia intelligente
Nella ristrutturazione di un misuratore di energia della bobina Roche in un parco industriale, sono stati raggiunti i seguenti miglioramenti:
Miglioramento della precisione: in base a carichi ad alta frequenza, l'errore di misurazione è ridotto dal 5% della CT tradizionale allo 0,5%.
Efficienza di installazione: il tempo di ristrutturazione è stato ridotto del 70%, senza la necessità di scollegare la barra bus.
Integrazione dei dati: caricamento in tempo reale dei dati attuali sulla piattaforma cloud tramite moduli 4G, a supporto dell'analisi del consumo di energia e avviso di guasti.
3.2 Nuovi scenari di accesso all'energia
Nei sistemi fotovoltaici distribuiti, il misuratore di energia della bobina Roche può misurare accuratamente l'uscita della corrente non sinusoidale da parte dell'inverter, fornendo dati precisi per il controllo della griglia. Ad esempio, dopo aver adottato le bobine Roche in una centrale fotovoltaica da 10 kV, l'accuratezza del monitoraggio armonico è stata migliorata del 30%, evitando effettivamente guasti di connessione a griglia causati dal superamento armonico.
3.3 Stazione di ricarica del veicolo elettrico
Le stazioni di ricarica del veicolo elettrico devono far fronte a correnti elevate (come sovraccarico da 350kW) e carichi transitori. I misuratori di energia della bobina Roche garantiscono una misurazione accurata di ricarica attraverso ampia gamma dinamica e risposta rapida, supportando al contempo la regolazione dinamica del carico per ottimizzare l'efficienza di ricarica.

Roche Coil, con i suoi vantaggi di nessuna saturazione, risposta ad ampia frequenza e facile installazione, è diventata una scelta ideale per l'aggiornamento dei contatori di energia intelligente. Nei settori di nuove energia, automazione industriale e reti intelligenti, i contatori di energia della bobina Roche non solo migliorano l'accuratezza e l'affidabilità della misurazione, ma riducono anche i costi di sistema attraverso la progettazione integrata, promuovendo lo sviluppo intelligente del sistema di alimentazione. In futuro, con l'avanzamento della tecnologia di microelettronica e della scienza dei materiali, l'ambito dell'applicazione delle bobine Roche sarà ulteriormente ampliato, fornendo un supporto più forte per l'innovazione della tecnologia del contatore di energia elettrica.