Les bobines basées sur la technologie Rogowski offrent performances et précision pour les réseaux électriques intelligents

L'électrification transforme rapidement les industries et les marchés, mais la demande en croissance constante liée à des alimentations électriques fiables prouve que nous avons besoin de méthodes plus intelligentes pour gérer le flux de courant. Les réseaux électriques intelligents et les compteurs intelligents sont des éléments importants dans l'équilibrage de l'offre et de la demande, et les bobines de détection de courant non ferromagnétiques offrent de nombreux avantages lors de la conception d'applications pour un marché en plein développement.

La croissance des data centers constitue un facteur majeur quant à la demande en électricité. Ce secteur devrait représenter plus de 9 % de la consommation électrique annuelle aux États-Unis d'ici à 2030, contre 4 % aujourd'huiⁱ. L'IA alimente cette croissance, tout comme la hausse des transports électrifiés, le passage au chauffage et à la climatisation électriques subventionné par le gouvernement, ainsi que la croissance économique continue.

L'investissement dans de nouvelles centrales électriques et dans des sources d'énergie alternatives est primordial pour répondre à cette demande, mais cela ne résout pas les engorgements et les perturbations auxquels font face les réseaux électriques traditionnels. À l'instar de l'edge computing, les réseaux électriques intelligents partent d'un modèle centralisé et se transforment en réseau hautement distribué. Avec un réseau électrique intelligent, l'énergie circule de manière omnidirectionnelle et s'adapte à des sources d'énergie intermittentes en temps réel.

Une détection précise du courant est essentielle pour gérer les sources intermittentes, détecter les défauts et surveiller l'utilisation de l'énergie. Elle permet également de gérer plus efficacement l'énergie issue du réseau électrique, par exemple grâce à des programmes de réponse à la demande qui équilibrent la charge et encouragent les clients à privilégier une utilisation en périodes creuses. Elle fournit aussi des mesures précises au point d'extrémité grâce à des compteurs intelligents qui garantissent non seulement une facturation juste, mais aident également les consommateurs à gérer leur consommation énergétique.

Le rôle de la bobine de Rogowski dans l'énergie intelligente

Il existe plusieurs méthodes pour mesurer le courant dans les applications de réseaux électriques intelligents et de compteurs intelligents, mais chacune présente des avantages et des inconvénients.

Les résistances shunt, par exemple, sont hautement précises et rentables, mais nécessitent un isolement et sont sensibles aux variations de température. Les transformateurs de courant nécessitent également un isolement des circuits primaires haute tension, mais sont encombrants et présentent des limitations liées à la fréquence.

Les capteurs à effet Hall permettent des mesures sans contact, sont compacts et conviennent à la fois aux mesures CA et CC. Cependant, ils coûtent généralement plus cher et sont moins précis que les résistances shunt.

Les bobines de Rogowski mesurent également le courant sans contact électrique direct et offrent une précision supérieure à celle des capteurs à effet Hall. Les bobines de Rogowski utilisent souvent un noyau en plastique, plus flexible et plus léger que les noyaux ferromagnétiques. Elles affichent de meilleures performances pour les applications à fort courant et offrent une conception flexible, une large gamme de fréquences et des coûts inférieurs aux transformateurs de courant.

Basées sur des noyaux non ferromagnétiques, les bobines de Rogowski réduisent les erreurs provoquées par la saturation magnétique et sont capables de s'adapter à une plus vaste plage de mesures de courant. Elles peuvent être facilement installées autour de conducteurs, ce qui les rend adaptées aux applications à espace limité et idéales pour la mise à niveau.

Options haute fréquence et haute précision

Pulse Electronics, une société Yageo, propose la série RC de bobines de détection de courant basées sur la technologie Rogowski, parfaitement adaptées aux applications de réseaux électriques intelligents et de compteurs intelligents.

Les bobines de la série RC sont conçues pour les conditions exigeantes et prennent en charge un large spectre de courant. L'absence de noyaux ferromagnétiques signifie qu'il n'y a aucune perte d'énergie provoquée par des courants de Foucault et des boucles d'hystérésis, ou par la relation non linéaire typique entre un champ magnétique et la densité du flux magnétique. Ces bobines promettent également des performances exceptionnelles à des fréquences à large bande.

La série RC est disponible en trois tailles, chacune offrant trois niveaux de sensibilité, ainsi que dans des options blindées et non blindées :

Les dispositifs RC01 (Figure 1) sont compacts et légers, avec un poids d'environ 7 grammes, et sont adaptés aux applications soumises à des limitations de poids et d'espace. Ils sont disponibles en versions 100 MV/KA, 200 MV/KA et 300 MV/KA.

Figure 1 : Une bobine de détection du courant avec technologie Rogowski RC01 compacte est conçue pour les applications avec des spécifications d'espace et/ou de poids limitées. (Source de l'image : Pulse Electronics)

Les bobines RC03 (Figure 2) offrent un bon équilibre entre taille et performances, pour une utilisation dans une large gamme d'applications industrielles. Affichant un poids d'environ 23 grammes, elles sont disponibles en versions 200 MV/KA, 400 MV/KA et 600 MV/KA.

Figure 2 : Offrant un bon équilibre entre taille et performances, les bobines RC03 sont conçues pour répondre aux exigences de détection du courant dans une large gamme d'applications industrielles. (Source de l'image : Pulse Electronics)

Les modèles RC05 (Figure 3), qui pèsent environ 48 grammes, sont plus robustes et offrent ainsi une meilleure durabilité. Ils sont disponibles en versions 150 MV/KA, 300 MV/KA et 450 MV/KA.

Figure 3 : Robustes et durables, les bobines RC05 sont conçues pour les applications et les environnements exigeants. (Source de l'image : Pulse Electronics)

Conclusion

La demande insatiable en énergie va continuer à stimuler la demande en matière d'applications de réseaux électriques et de compteurs intelligents. La série RC de bobines de détection du courant CA basées sur la technologie Rogowski de Pulse Electronics offre des performances et une fiabilité optimales dans des environnements divers et exigeants, avec différentes tailles et options de sensibilité pour une vaste gamme d'applications.

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