Com a inteligência do sistema de energia e a aplicação generalizada de nova energia, os medidores de energia elétrica apresentaram requisitos mais altos para a precisão, faixa dinâmica e adaptabilidade ambiental da medição atual. Como um novo tipo de sensor de corrente, a bobina Rogowski está substituindo gradualmente os transformadores de corrente tradicionais (TC) no campo dos medidores de energia elétrica devido às suas vantagens exclusivas de design e desempenho. Este artigo analisará sistematicamente as vantagens das bobinas da Roche em medidores de energia elétrica com base em princípios técnicos, comparações de desempenho e casos práticos de aplicação.

1 、 Princípio técnico e características da bobina de Roche
1.1 Princípio de trabalho
A bobina de Roche é uma bobina anular oca que é uniformemente enrolada em materiais não magnéticos, como plástico ou cerâmica. O princípio de medição é baseado na lei de Faraday de indução eletromagnética e na lei do loop de Ampere: quando a corrente medida passa pelo centro da bobina, a mudança de campo magnético resultante induz uma tensão em ambas as extremidades da bobina, que é proporcional à derivada da corrente (uout = m ⋅ dtdi, onde é o m -mt. Usando um circuito de integração para restaurar o sinal diferencial para um sinal de tensão proporcional à corrente original, ele pode ser usado para amostragem de corrente em medidores de energia elétrica.
1.2 Recursos principais
Design sem ferro: evita a saturação magnética e tem Linearidade.
Resposta de banda larga: cobrindo uma faixa de frequência de 0,1Hz a 1MHz, adequada para correntes de pulso de CD a alta frequência.
Leves e miniaturizadas: estrutura simples, peso leve, fácil de integrar em medidores de energia inteligente.

2 、 Vantagens da bobina de Roche em medidores de energia elétrica
2.1 Faixa linear ampla e características insaturadas
Os transformadores de corrente tradicionais (STC) são propensos a erros de medição sob correntes altas ou cargas transitórias devido a problemas de saturação magnética do núcleo de ferro. As bobinas de Roche não possuem núcleo de ferro, uma ampla faixa linear (de vários amperes a várias centenas de quilos) e nenhum fenômeno de saturação. Por exemplo, no cenário de nova integração de energia, a corrente atual de inversores fotovoltaicos ou estacas de carregamento de veículos elétricos é grande, e a bobina Roche pode garantir que o medidor de energia mantenha a medição de alta precisão sob condições de alta sobrecarga.
2.2 Capacidade de resposta de banda larga
A faixa de resposta de frequência da bobina Roche pode atingir 0,1Hz a 1MHz e pode medir com precisão as correntes harmônicas de CC, baixa frequência e correntes harmônicas de alta frequência. Esse recurso é particularmente importante nos seguintes cenários:
Monitoramento harmônico: A poluição harmônica é grave nos modernos sistemas de energia, e os medidores de energia da bobina da Roche podem capturar componentes harmônicos de alta frequência, fornecendo suporte de dados para análise da qualidade da energia.
Medição de pulso transitório: Em cenários, como máquinas de soldagem e monitoramento da corrente de raios, os medidores de energia da bobina da roche podem restaurar pulsos de corrente de nível de milissegundos em tempo real, evitando a distorção causada pela resposta de frequência insuficiente da TC tradicional.
2.3 Alta resposta dinâmica e desempenho em tempo real
O sinal de saída da bobina Roche é proporcional à taxa de mudança da corrente e, com o circuito de integração, pode restaurar rapidamente a forma de onda de corrente, com um curto tempo de resposta dinâmica (geralmente menos de 1ms). Esta vantagem é evidente nas seguintes aplicações:
Proteção ao motor: Monitoramento em tempo real de mudanças repentinas na corrente durante a inicialização ou curto-circuito do motor, acionando o dispositivo de proteção.
Despacho de grade inteligente: otimizando a distribuição de carga da grade através de dados atuais em tempo real para aprimorar a confiabilidade da fonte de alimentação.
2.4 Anti -interferência e segurança
Nenhum risco de circuito aberto secundário: o circuito aberto tradicional do lado secundário pode gerar alta tensão, enquanto a bobina da Roche não tem esse risco.
Erro de fase baixa: o erro de fase na faixa de frequência intermediária é inferior a 0,1 graus, garantindo a precisão do cálculo do fator de potência.
Compatibilidade eletromagnética: Ao projetar fios blindados e integradores digitais, a interferência eletromagnética externa pode ser efetivamente suprimida.

3 、 Análise de caso de aplicação
3.1 Projeto de renovação do medidor de energia inteligente
Na reforma de um medidor de energia da bobina da Roche em um parque industrial, foram alcançadas as seguintes melhorias:
Melhoria da precisão: Sob cargas de alta frequência, o erro de medição é reduzido de 5% da TC tradicional para 0,5%.
Eficiência de instalação: O tempo de renovação foi reduzido em 70%, sem a necessidade de desconectar o barramento.
Integração de dados: o upload em tempo real dos dados atuais para a plataforma em nuvem através de módulos 4G, suportando análise de consumo de energia e aviso de falha.
3.2 Novos cenários de acesso à energia
Em sistemas fotovoltaicos distribuídos, o medidor de energia da bobina Roche pode medir com precisão a saída de corrente não sinusoidal pelo inversor, fornecendo dados precisos para o controle da grade. Por exemplo, depois de adotar bobinas de Roche em uma usina fotovoltaica de 10kV, a precisão do monitoramento harmônico foi melhorada em 30%, evitando efetivamente falhas de conexão da grade causadas pela excedência harmônica.
3.3 Estação de carregamento de veículos elétricos
As estações de carregamento de veículos elétricos precisam lidar com correntes altas (como sobrecarga de 350kW) e cargas transitórias. Os medidores de energia da bobina da Roche garantem medição precisa de carregamento por meio de ampla faixa dinâmica e resposta rápida, enquanto suporta ajuste dinâmico de carga para otimizar a eficiência de carregamento.

A robina da Roche, com suas vantagens de saturação, resposta de ampla frequência e fácil instalação, tornou -se a escolha ideal para atualizar os medidores de energia inteligente. Nos campos de nova energia, automação industrial e grades inteligentes, os medidores de energia da bobina da Roche não apenas melhoram a precisão e a confiabilidade da medição, mas também reduzem os custos do sistema por meio do design integrado, promovendo o desenvolvimento inteligente do sistema de energia. No futuro, com o avanço da Tecnologia de Microeletrônicos e da Ciência dos Materiais, o escopo de aplicação das bobinas da Roche será expandido ainda mais, fornecendo um apoio mais forte à inovação da tecnologia de medidores de energia elétrica.