Автоматически превключватели: Ключ към надеждността на интелигентната мрежа

Бълници, паднали клони и дори балони от майлар са достатъчни, за да прекъснат тока в електрическите линии. Ето защо енергийните компании предотвратяват прекъсванията, оборудвайки своите надземни разпределителни системи с надеждни контролери за повторно затваряне.

Във всяка умна мрежа, контролерите за повторно затваряне играят ключова роля в откриването и прекъсването на преходни повреди. Въпреки че много краткосрочни замыкания в надземните линии могат сами да се разрешат, контролерите за повторно затваряне помагат за подобряване на непрекъснатостта на услугата, като автоматично възстановяват тока след преходна повреда.

Контролерите за повторно затваряне засичат напрежението и тока на чередиращата се передача по електрическите линии. Когато настъпи превишаване или повреда, реле за ток се отварят, за да съдържат повредата и да попречат на разпространението й в цялата мрежа – феномен, известен като каскадна повреда. Когато повредата е причинена от преходно събитие – като бълница, клон или балон (както беше споменато по-рано) – всеки от тях може временно да причини линиите да се пресекат. Контролерът за повторно затваряне продължава да наблюдава електрическата линия и, ако изпълнението на чередиращата се тока се стабилизира, ще опита да затвори или „повторно затвори“ реле. След затварянето, ако се засече високо напрежение, висок ток или друга повреда, реле ще се отвори отново. Обикновено контролерите за повторно затваряне опитват да затворят реле три до пет пъти. Целта е да се позволи на мрежата сама да се оправи.

Защо контролерите за повторно затваряне са толкова важни?

Контролерите за повторно затваряне имат няколко ключови характеристики:

• Засичане на електрическата линия, включително три напрежения, три тока, една или две заземления и обикновено резервност. Висока точност е съществена, особено за хармонични измервания.

• Изолацията е задължителна. Обикновено изолацията се прилага както нагоре, така и надолу в сигналния вериг, за да се осигури надеждна работа на системата и защита на електронните компоненти. Изолацията е необходима и преди комуникационните връзки, и често са нужни различни опции за изолация.

• Многообразни източници на ток с входове както на чередиращ се, така и на постоянен ток. Неизненадващо, системата включва батерия, тъй като трябва да остане работеща и да продължи да засича чередиращата се линия дори и при прекъсване на тока.

• Комуникацията е също ключова за контролерите за повторно затваряне, тъй като тези системи трябва да комуникират с по-голямата мрежа, за да докладват събития. Повечето умни мрежи използват безжични или комуникационни мрежи по електрическите линии. Устройства като контролерите за повторно затваряне често все още запазват традиционната последователна комуникация, като RS-485, която се преобразува чрез шлюз или друго оборудване в избраната безжична протокола.

Аналогови блокове за контролери за повторно затваряне

Проектирането на контролер за повторно затваряне изисква различни ключови аналогови блокове. Блоковата диаграма, показана на фигура 1, предоставя само един пример за проектиране на контролер за повторно затваряне. Както можете да видите, има множество системни източници на ток, комуникационни интерфейси, наблюдателни за напрежение и контролни вериги. Как избирате правилните компоненти? Висока точност, широк диапазон на защита от входно напрежение, ниско потребление на ток и малък размер са някои важни характеристики, които трябва да се оценят, за да отговарят на вашите изисквания за проектиране. MAX16126/MAX16127 защитни вериги срещу превишаване на тока и обратно напрежение са пример за устройства, които предлагат тези функции. 

С интегриран насос за зареждане, тези ИЦ контролират два външни N-канала MOSFET, които се изключват и изолират източника на ток отдолу при разрушителни входни условия. Те включват изход за флаг, който сигнализира при състояние на повреда. За защита срещу обратно напрежение, външните N-канали MOSFET минимизират падането на напрежението и загубата на мощност при нормална работа, превозвайки традиционните диоди за обратно напрежение. Друг надежден, нисковат микропроцесорен контролер е нашата серия MAX6365, която включва функционалности за резервен източник на ток и активиране на чипа. 

Надзорната верига MAX6365, разположена в миниатюрна 8-пинова SOT23 кутия, опростява надзор за ток, контрол на резервен източник на ток и функции за защита на записването в паметта в микропроцесорни системи. За приложения, които са постоянно включени, като контролерите за повторно затваряне, линейният регулатор с ниско потребление на ток MAX6766 отговаря на изискванията. MAX6766 работи при напрежение от 4V до 72V, доставя до 100mA ток на потребител, и консумира само 31µA ток на покой.

Умните мрежи носят по-голяма ефективност и надеждност в доставянето на ток, като също така подобряват устойчивостта на енергийната инфраструктура. Ето защо, когато проектирате вашия следващ контролер за повторно затваряне, имайте предвид технологиите, които са в него – те всички играят роля в поддържането на осветлението.