Với trí thông minh của hệ thống điện và ứng dụng rộng rãi của năng lượng mới, các đồng hồ năng lượng điện đã đưa ra các yêu cầu cao hơn về độ chính xác, phạm vi động và khả năng thích ứng môi trường của đo lường hiện tại. Là một loại cảm biến hiện tại mới, cuộn Rogowski đang dần thay thế các máy biến áp hiện tại truyền thống (CT) trong lĩnh vực đồng hồ đo năng lượng điện do lợi thế thiết kế và hiệu suất độc đáo của nó. Bài viết này sẽ phân tích một cách có hệ thống các lợi thế của cuộn Roche trong các mét năng lượng điện dựa trên các nguyên tắc kỹ thuật, so sánh hiệu suất và các trường hợp ứng dụng thực tế.

1 Nguyên tắc kỹ thuật và đặc điểm của cuộn Roche
1.1 Nguyên tắc làm việc
Cuộn dây Roche là một cuộn dây hình khuyên rỗng là vết thương đồng đều trên các vật liệu không từ tính như nhựa hoặc gốm. Nguyên tắc đo lường dựa trên định luật cảm ứng điện từ của Faraday và định luật vòng lặp của AMPERE: Khi dòng điện đo được đi qua trung tâm của cuộn dây, kết quả thay đổi từ trường gây ra một điện áp ở hai đầu của coil, tỷ lệ thuận. Bằng cách sử dụng mạch tích hợp để khôi phục tín hiệu vi sai về tín hiệu điện áp tỷ lệ thuận với dòng điện ban đầu, nó có thể được sử dụng để lấy mẫu hiện tại bằng máy đo năng lượng điện.
1.2 tính năng cốt lõi
Thiết kế không sắt: Tránh độ bão hòa từ tính và có tuyến tính.
Phản ứng băng thông rộng: Bao gồm dải tần từ 0,1Hz đến 1MHz, phù hợp với dòng xung xung tần số cao.
Nhẹ và thu nhỏ: Cấu trúc đơn giản, trọng lượng nhẹ, dễ tích hợp vào đồng hồ đo năng lượng thông minh.

2 Ưu điểm của cuộn Roche trong mét năng lượng điện
2.1 Phạm vi tuyến tính rộng và các đặc điểm không bão hòa
Máy biến áp hiện tại truyền thống (CTS) dễ bị lỗi đo lường dưới dòng điện cao hoặc tải thoáng qua do các vấn đề bão hòa từ tính lõi sắt. Cuộn dây Roche không có lõi sắt, phạm vi tuyến tính rộng (từ vài ampe đến vài trăm kiloamperes) và không có hiện tượng bão hòa. Ví dụ, trong kịch bản tích hợp năng lượng mới, sự dao động hiện tại của bộ biến tần quang điện hoặc cọc sạc xe điện là lớn và cuộn dây Roche có thể đảm bảo rằng đồng hồ đo năng lượng duy trì phép đo độ chính xác cao trong điều kiện quá tải cao.
2.2 Khả năng đáp ứng băng rộng
Phạm vi đáp ứng tần số của cuộn Roche có thể đạt 0,1Hz đến 1MHz và nó có thể đo chính xác DC, AC tần số thấp và dòng điều hòa tần số cao. Tính năng này đặc biệt quan trọng trong các kịch bản sau:
Giám sát hài hòa: Ô nhiễm hài hòa là nghiêm trọng trong các hệ thống năng lượng hiện đại và máy đo năng lượng cuộn Roche có thể nắm bắt các thành phần hài hòa tần số cao, cung cấp hỗ trợ dữ liệu để phân tích chất lượng năng lượng.
Đo xung thoáng qua: Trong các kịch bản như máy hàn và giám sát dòng sét, máy đo năng lượng cuộn Roche có thể khôi phục các xung dòng ở mức độ nghìn giây trong thời gian thực, tránh biến dạng do phản ứng tần số không đủ của CT truyền thống.
2.3 Phản ứng động cao và hiệu suất thời gian thực
Tín hiệu đầu ra của cuộn Roche tỷ lệ thuận với tốc độ thay đổi của dòng điện và với mạch tích hợp, nó có thể nhanh chóng khôi phục dạng sóng hiện tại, với thời gian đáp ứng động ngắn (thường dưới 1ms). Ưu điểm này là rõ ràng trong các ứng dụng sau:
Bảo vệ động cơ: Giám sát thời gian thực về những thay đổi đột ngột trong dòng điện trong khi khởi động động cơ hoặc ngắn mạch, kích hoạt thiết bị bảo vệ.
Công văn lưới thông minh: Tối ưu hóa phân phối tải lưới thông qua dữ liệu hiện tại thời gian thực để tăng cường độ tin cậy của nguồn điện.
2.4 Chống nhiễu và an toàn
Không có rủi ro của mạch mở thứ cấp: Mạch mở bên thứ cấp CT truyền thống có thể tạo ra điện áp cao, trong khi cuộn Roche không có rủi ro này.
Lỗi pha thấp: Lỗi pha trong dải tần số trung gian nhỏ hơn 0,1 độ, đảm bảo độ chính xác của tính toán hệ số công suất.
Tương thích điện từ: Bằng cách thiết kế dây được che chắn và tích hợp kỹ thuật số, nhiễu điện từ bên ngoài có thể được triệt tiêu một cách hiệu quả.

3 Phân tích trường hợp ứng dụng
3.1 Dự án cải tạo máy đo năng lượng thông minh
Trong quá trình cải tạo máy đo năng lượng cuộn dây Roche trong một khu công nghiệp, những cải tiến sau đây đã đạt được:
Cải thiện độ chính xác: Dưới tải tần số cao, lỗi đo lường giảm từ 5% CT truyền thống xuống 0,5%.
Hiệu quả cài đặt: Thời gian cải tạo đã giảm 70%, mà không cần ngắt kết nối thanh cái.
Tích hợp dữ liệu: Tải lên thời gian thực của dữ liệu hiện tại lên nền tảng đám mây thông qua các mô -đun 4G, hỗ trợ phân tích tiêu thụ năng lượng và cảnh báo lỗi.
3.2 Kịch bản truy cập năng lượng mới
Trong các hệ thống quang điện phân tán, máy đo năng lượng cuộn Roche có thể đo chính xác đầu ra dòng hình sin bằng biến tần, cung cấp dữ liệu chính xác để điều khiển lưới. Ví dụ, sau khi áp dụng cuộn dây Roche trong nhà máy điện quang điện 10kV, độ chính xác của giám sát điều hòa đã được cải thiện 30%, tránh các lỗi kết nối lưới một cách hiệu quả do vượt quá sóng hài.
3.3 Trạm sạc xe điện
Các trạm sạc xe điện cần phải đối phó với dòng điện cao (chẳng hạn như quá mức 350kW) và tải trọng thoáng qua. Đồng hồ đo năng lượng cuộn Roche đảm bảo đo sạc chính xác thông qua phạm vi động rộng và phản ứng nhanh, đồng thời hỗ trợ điều chỉnh tải động để tối ưu hóa hiệu quả sạc.

Roche cuộn, với những ưu điểm không bão hòa, đáp ứng tần số rộng và cài đặt dễ dàng, đã trở thành một lựa chọn lý tưởng để nâng cấp đồng hồ đo năng lượng thông minh. Trong các lĩnh vực năng lượng mới, tự động hóa công nghiệp và lưới thông minh, máy đo năng lượng cuộn dây Roche không chỉ cải thiện độ chính xác và độ tin cậy của phép đo mà còn giảm chi phí hệ thống thông qua thiết kế tích hợp, thúc đẩy sự phát triển thông minh của hệ thống điện. Trong tương lai, với sự tiến bộ của công nghệ vi điện tử và khoa học vật liệu, phạm vi ứng dụng của cuộn Roche sẽ được mở rộng hơn nữa, cung cấp hỗ trợ mạnh mẽ hơn cho sự đổi mới của công nghệ đồng hồ năng lượng điện.