Las bobinas basadas en Rogowski ofrecen rendimiento y precisión para redes inteligentes

La electrificación está transformando rápidamente las industrias y los mercados, pero la demanda cada vez mayor de suministros eléctricos confiables demuestra la necesidad de implementar métodos más inteligentes para gestionar el flujo. Las redes y los medidores inteligentes son componentes importantes para equilibrar la oferta y la demanda. Las bobinas de detección de corriente no ferromagnéticas ofrecen muchas ventajas en el diseño de aplicaciones para un mercado en crecimiento.

La expansión de los centros de datos es un factor significativo en la demanda de electricidad. Se prevé que, para 2030, estos consumirán más del 9% de la electricidad total anual de EE. UU., en comparación con el 4% actualⁱ. La IA (inteligencia artificial) está impulsando ese crecimiento, junto con el aumento del transporte electrificado, la transición subsidiada por el gobierno hacia sistemas eléctricos de calefacción y refrigeración, y un crecimiento económico constante.

La inversión en nuevas plantas y fuentes alternativas de energía es fundamental para satisfacer la demanda, sin embargo, no resuelve los cuellos de botella y las interrupciones que afectan a las redes de energía tradicionales. Al igual que el concepto de computación de borde, las redes inteligentes abandonan el modelo centralizado para convertirse en una red altamente distribuida. En una red inteligente, la energía fluye de forma omnidireccional y se adapta a fuentes de energía intermitentes en tiempo real.

La detección precisa de la corriente es esencial para gestionar fuentes intermitentes, detectar fallos y supervisar el consumo energético. También, permite una gestión energética más eficiente de la red, como programas de respuesta a la demanda que equilibran la carga y alientan a los clientes a trasladar el consumo a períodos de baja demanda. Asimismo, ofrece mediciones precisas en el punto final con medidores inteligentes que no solo proporcionan una facturación más precisa, sino que también ayudan a los consumidores a gestionar su consumo energético.

La función de la bobina de Rogowski en la energía inteligente

Existen varios métodos para medir la corriente en aplicaciones de redes y medidores inteligentes, pero cada uno tiene sus ventajas y desventajas.

Por ejemplo, las resistencias de derivación son muy precisas y rentables, pero requieren aislamiento y son sensibles a los cambios de temperatura. Los transformadores de corriente también requieren aislamiento de los circuitos primarios de alto voltaje, pero son grandes y tienen limitaciones de frecuencia.

Los sensores de efecto Hall permiten realizar mediciones sin contacto, son pequeños y adecuados tanto para mediciones de CA (corriente alterna) como de CC (corriente continua). Sin embargo, suelen ser más costosos y menos precisos que las resistencias de derivación.

Las bobinas de Rogowski también miden la corriente sin contacto eléctrico directo y ofrecen mayor precisión que los sensores de efecto Hall. Estas bobinas suelen utilizar núcleos de plástico, que son más flexibles y ligeros que los núcleos ferromagnéticos. Ofrecen un mejor rendimiento en aplicaciones de alta corriente, con un diseño flexible, un amplio rango de frecuencias y costos inferiores a los de los transformadores de corriente.

Con núcleos no ferromagnéticos, las bobinas de Rogowski reducen los errores por saturación magnética y pueden adaptarse a una gama más amplia de mediciones de corriente. Se pueden instalar fácilmente alrededor de los conductores, lo que las hace ideales para aplicaciones con limitaciones de espacio y para modernizaciones.

Opciones de alta precisión y alta frecuencia

Pulse Electronics, una empresa de Yageo, ofrece la serie RC de bobinas de detección de corriente de CA basadas en Rogowski que son muy adecuadas para aplicaciones de redes inteligentes y medición inteligente.

Las bobinas de la serie RC están diseñadas para condiciones exigentes y admiten un amplio espectro de corriente. La ausencia de núcleos ferromagnéticos significa que no hay pérdida de energía debido a corrientes de Foucault y bucles de histéresis, o la relación no lineal habitual entre un campo magnético y la densidad de flujo magnético. También prometen un rendimiento excepcional en frecuencias de alto ancho de banda.

La serie RC viene en tres tamaños, cada uno de los cuales ofrece tres niveles de sensibilidad, así como opciones protegidas y no protegidas:

Los dispositivos RC01 (Figura 1) son compactos y livianos, pesan aproximadamente 7 gramos, y son adecuados para aplicaciones con limitaciones de espacio y peso. Están disponibles en versiones de 100 MV/KA, 200 MV/KA y 300 MV/KA.

Figura 1: Una bobina de detección de corriente con tecnología Rogowski RC01 compacta está diseñada para aplicaciones con especificaciones de espacio o peso limitados. (Fuente de la imagen: Pulse Electronics)

Las bobinas RC03 (Figura 2) equilibran el tamaño y el rendimiento en una amplia gama de aplicaciones industriales. Con un peso aproximado de 23 gramos, están disponibles en versiones de 200 MV/KA, 400 MV/KA y 600 MV/KA.

Figura 2: Las bobinas RC03, que equilibran tamaño y rendimiento, están diseñadas para satisfacer los requisitos de detección de corriente en una amplia gama de aplicaciones industriales. (Fuente de la imagen: Pulse Electronics)

Los dispositivos RC05 (Figura 3), que pesan aproximadamente 48 gramos, son más resistentes para una mayor durabilidad. Están disponibles en versiones de 150 MV/KA, 300 MV/KA y 450 MV/KA.

Figura 3: Las bobinas RC05, que son robustas y duraderas, están diseñadas para entornos y aplicaciones exigentes. (Fuente de la imagen: Pulse Electronics)

Conclusión

La demanda insaciable de energía seguirá impulsando las aplicaciones de redes y medidores inteligentes. La serie RC de bobinas de detección de corriente de CA basadas en Rogowski de Pulse Electronics proporciona un rendimiento y una confiabilidad excepcionales en entornos diversos y exigentes, y ofrecen una variedad de tamaños y opciones de sensibilidad para abordar una amplia gama de aplicaciones.

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