羅氏線圈能為智慧電網帶來效能和精度

電氣化正迅速改變產業和市場，但對可靠電力供應不斷增加的需求更證明，我們需要更智慧的方法來管理電力流。智慧電網和智慧電表是平衡供需的重要元件，而非鐵磁電流感測線圈，可在針對不斷擴大的市場設計應用時提供許多優勢。

資料中心的成長是電力需求的重大因素之一，預計到 2030 年，資料中心將消耗美國年用電量的 9% 以上，而目前僅有 4%¹。AI 更加速這個成長，加上電氣化運輸的增加、政府補貼轉向電力式加熱和冷卻，以及永續的經濟成長等因素。

投資新發電廠和替代能源對於滿足需求至關重要，但這並不能解決傳統能源網路面臨的瓶頸和中斷問題。智慧電網的概念與邊緣運算非常相似，會從集中式模型轉向高度分散式網路。透過智慧電網，能源就可全向流動，並即時配合間歇式能源。

精確的電流感測對於管理間歇式能源，以及故障偵測和能源使用的監測來說相當重要。更可促成更高效的電網能源管理，例如實施需求反應計畫，以平衡負載並鼓勵客戶轉移到非尖峰時段使用。更可透過智慧電錶在端點提供精確測量，這不僅可以提供更準確的計費，還有助於消費者管理其能源消耗。

羅氏線圈在智慧能源中的作用

在智慧電網和智慧電表應用中，有多種方法可以測量電流，但各有優缺點。

例如，分流電阻的精度與成本效益高，但需要隔離，並且對溫度變化敏感。比流器也需要與高壓初級電路隔離，而且體積龐大且具有頻率限制。

霍爾效應感測器可提供非接觸式測量，且體積小巧，適用於 AC 和 DC 測量。然而，通常比分流電阻的成本更高且精度較低。

羅氏線圈還可在沒有直接電氣接觸的情況下測量電流，並可提供比霍爾效應感測器還要高的精度。羅氏線圈通常使用塑料作為線芯，因此比鐵磁芯更有彈性且重量更輕。可針對大電流應用提供更好的效能，並提供靈活的設計、寬廣的頻率範圍，而且成本比比流器更低。

因為採用非鐵磁線芯，因此羅氏線圈可降低磁飽和引起的誤差，並且可以配合更寬廣的電流測量範圍。更可輕易地安裝在導線周圍，因此適用於空間受限的應用，是改造時的理想選擇。

高精度、高頻選項

Pulse Electronics 屬於 Yageo 旗下公司，提供羅氏線圈架構的 RC 系列 AC 電流感測線圈，非常適合智慧電網和智慧儀表應用。

RC 系列線圈專為嚴格條件而設計，並可支援寬廣的電流範圍。因為沒有鐵磁線芯，因此不會因為渦流和磁滯迴路，或是磁場與磁通密度之間的典型非線性關係而造成能量損失。更承諾在大頻寬頻率下可達到優異效能。

RC 系列有三種尺寸，各提供三種靈敏度等級，並有屏蔽和非屏蔽選項：

RC01 裝置 (圖 1) 小巧且重量輕，重量約為 7 g，適用於空間和重量受限的應用。提供 100 MV/KA、200 MV/KA 和 300 MV/KA 款式。

圖 1：小巧的 RC01 羅氏線圈技術電流感測線圈專為空間和／或重量規格受限的應用而設計。(圖片來源：Pulse Electronics)

RC03 線圈 (圖 2) 在尺寸和效能上達到平衡，適合眾多工業應用。重量約 23 g，提供 200 MV/KA、400 MV/KA 和 600 MV/KA 款式。

圖 2：RC03 線圈在尺寸和效能上達到平衡，可滿足多種工業應用的電流感測要求。(圖片來源：Pulse Electronics)

RC05 裝置 (圖 3) 重約 48 g，更為堅固且耐用性有所增進。提供 150 MV/KA、300 MV/KA 和 450 MV/KA 款式。

圖 3：RC05 線圈堅固耐用，專為嚴格的環境和應用而設計。(圖片來源：Pulse Electronics)

結論

永不滿足的能源需求將繼續推動對智慧電網和智慧電表應用的需求。Pulse Electronics 的 RC 系列是羅氏線圈架構的 AC 電流感測線圈，可在多種嚴格的環境中提供最佳效能和可靠性，並可針對眾多應用提供不同的尺寸和靈敏度選擇。

[1] Powering Intelligence: Analyzing Artificial Intelligence and Data Center Energy Consumption, May 24, 2024.EPRI.