스마트 그리드를 위한 성능 및 정확도를 제공하는 Rogowski 기반 코일

전기화는 산업과 시장을 빠르게 변화시키고 있지만, 안정적인 전력 공급에 대한 수요가 계속 증가함에 따라 보다 스마트한 흐름 관리 방법이 필요함을 보여줍니다. 스마트 그리드 및 스마트 계측기는 공급과 수요 간 평형을 맞추는 데 중요한 요인이며 비강자성 전류 감지 코일은 성장 중인 시장을 위한 응용 제품을 설계하는 데 여러 이점을 제공합니다.

데이터 센터 성장은 회로망 수요의 중요 인자이며 현재의 4%와 비교하여, 2030년까지 미국 년간 전기 소비의 9% 이상을 차지할 것으로 예상됩니다. ⁱ AI는 전기 운송의 증가, 정부의 보조금을 통한 전기 냉난방으로의 전환, 지속적인 경제 성장과 함께 이러한 성장을 과열시키고 있습니다.

새로운 발전소와 대체 에너지원에 대한 투자는 수요를 충족하는 데 매우 중요하지만, 그렇다고 해서 기존 에너지 그리드가 겪고 있는 병목 현상과 혼란이 해결되지는 않습니다. 에지 컴퓨팅의 개념과 마찬가지로 스마트 그리드는 중앙 집중식 모델을 벗어나 고도로 분산된 네트워크로 전환됩니다. 스마트 그리드를 사용하면 에너지가 전방향으로 흐르고 간헐적인 에너지원을 실시간으로 수용할 수 있습니다.

정확한 전류 감지는 간헐적인 전원을 관리하고 오류를 감지하고 에너지 사용을 모니터링하는 데 필수적입니다. 또한 부하를 고르게 분배하고 고객이 사용이 한산한 시간을 이용하도록 유도하는 수요 대응 프로그램과 같은 보다 효율적인 에너지 관리를 가능하게 합니다. 또한 스마트 계측기를 통해 엔드포인트에서 정확한 측정값을 제공하여 보다 정확한 청구서를 제공할 뿐만 아니라 소비자가 에너지 소비를 관리할 수 있도록 지원합니다.

스마트 에너지에서 Rogowski 코일의 역할

스마트 그리드 및 스마트 계측기 응용 제품에서 전류를 측정하는 방법은 다양하지만 각각 장점과 단점이 있습니다.

예를 들어, 션트 저항기는 정확도와 비용 효율성이 높지만 격리가 필요하며 온도 변환에 민감합니다. 전류 변압기도 고전압 1차 회로로부터 격리해야 하지만 부피가 크고 주파수 제한이 있습니다.

홀 효과 센서는 비접촉 측정을 제공하며 크기가 작고 AC 및 DC 측정 모두에 적합합니다. 그러나, 일반적으로 비용이 많이 들고 션트 저항기에 비해 정확도가 떨어집니다.

Rogowski 코일도 직접적인 전기 접촉 없이 전류를 측정하며 홀 효과 센서보다 높은 정확도를 제공합니다. Rogowski 코일은 종종 코어에 플라스틱을 사용합니다. 이 코일은 비강자성 코어보다 유연하고 가볍습니다. Rogowski 코일은 고전류 응용 제품을 위한 향상된 성능을 제공하며 전류 변압기보다 유연한 설계, 넓은 주파수 범위, 낮은 비용을 제공합니다.

비강자성 코어를 기반으로 하는 Rogowski 코일은 자기 포화로 인한 오류를 줄이며, 다양한 전류 측정을 수용할 수 있습니다. 또한 컨덕터 주변에 손쉽게 설치할 수 있으므로 공간 제약적인 응용 제품과 개조에 적합합니다.

고정확도, 고주파 옵션

Yageo의 자회사인 Pulse Electronics는 스마트 그리드 및 스마트 계측 응용 분야에 매우 적합한 RC 계열의 Rogowski 기반 AC 전류 감지 코일을 제공합니다.

RC 계열 코일은 까다로운 조건에 맞게 설계되었으며 광범위한 전류 스펙트럼을 지원합니다. 강자성 코어가 없다는 것은 와전류와 히스테리시스 루프 또는 자기장과 자속 밀도 사이의 일반적인 비선형 관계로 인한 에너지 손실이 없다는 것을 의미합니다. 또한 고대역폭 주파수에서의 탁월한 성능을 약속합니다.

RC 계열은 3가지 크기로 제공되며 각각 3가지 감도 레벨과 차폐 및 비차폐 옵션을 제공합니다.

RC01 장치(그림 1)는 콤팩트하고 무게가 약 7그램에 불과할 정도로 가벼우며 공간 및 무게 제한이 있는 응용 분야에 적합합니다. 이 장치는 100MV/KA, 200MV/KA, 300MV/KA 버전으로 제공됩니다.

그림 1: 콤팩트한 RC01 Rogowski 기술 전류 감지 코일은 공간 및/또는 무게 사양을 가진 응용 분야를 위해 설계되었습니다. (이미지 출처: Pulse Electronics)

RC03 코일(그림 2)은 다양한 산업 응용 분야에 사용할 수 있도록 크기와 성능 간 균형을 유지합니다. 무게가 약 23그램인 이 코일은 200MV/KA, 400MV/KA, 600MV/KA 버전으로 제공됩니다.

그림 2: 크기와 성능 간 균형을 유지하는 RC03 코일은 다양한 산업 응용 제품의 전류 감지 요구 사항을 충족하도록 고안되었습니다. (이미지 출처: Pulse Electronics)

무게가 약 48그램인 RC05 장치(그림 3)는 내구성 향상을 위해 보다 더 견고합니다. 이 장치는 150MV/KA, 300MV/KA, 450MV/KA 버전으로 제공됩니다.

그림 3: 견고하고 내구성이 뛰어난 RC05 코일은 까다로운 환경 및 응용 제품을 위해 설계되었습니다. (이미지 출처: Pulse Electronics)

결론

충족되지 않는 에너지 수요는 스마트 그리드 및 스마트 계측 응용 분야에 대한 수요를 계속적으로 추진할 수 있습니다. Pulse Electronics의 RC 계열 Rogowski 기반 AC 전류 감지 코일은 광범위한 응용 분야를 위한 다양한 크기 및 감도 옵션을 통해 다양하고 까다로운 환경에서 최적의 성능 및 신뢰성을 제공합니다.

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