Recloserové ovladače: Klíč k spolehlivosti inteligentní sítě

Bleskove zásahy, spadlé větve stromů a dokonce i balónky Mylar jsou dostatečné k přerušení proudu v elektrických článcích. Proto energetické společnosti zabírají před výpadky tím, že vybavují své nadplošnicové distribuční systémy spolehlivými kontroléry opětovacích přepínačů.

V jakémkoli inteligentním rozvodném systému hrají kontroléry opětovacích přepínačů klíčovou roli v detekci a přerušování dočasných poruch. I když mnoho krátkých obvodů v nadplošnicových článcích se může samo odstranit, opětovací přepínače pomáhají zlepšit kontinuitu služby automatickým obnovením dodávky po dočasné poruše.

Kontroléry opětovacích přepínačů snímají napětí a proud střídavého proudu v elektrických článcích. Když dojde ke zvýšenému proudu nebo poruše, přepínací relé otevřou, aby obsáhly poruchu a zabránily jí šíření po celé síti – jevu známému jako kaskádový selhání. Když je porucha způsobena dočasnou událostí – jako blesk, větve stromů nebo balónky (jak bylo uvedeno dříve) – která mohou dočasně způsobit překrytí článků. Kontrolér opětovacího přepínače pokračuje v sledování elektrického článku a pokud se výkon střídavého proudu stabilizuje, pokusí se o uzavření nebo „opětovné zapnutí“ relé. Po uzavření, pokud je detekováno vysoké napětí, vysoký proud nebo jiná porucha, relé se opět otevře. Opětovací přepínače obvykle pokusí o opětovné zapnutí relé třikrát až pětkrát. Cílem je umožnit síti, aby se sama vyléčila.

Proč jsou kontroléry opětovacích přepínačů tak důležité?

Kontroléry opětovacích přepínačů mají několik klíčových funkcí:

• Senzorování elektrického článku, včetně tří napětí, tří proudů, jednoho nebo dvou zemných spojení a obvykle redundance. Vysoká přesnost je zásadní, zejména pro měření harmonických složek.

• Izolace je nezbytná. Izolace je obvykle implementována jak v horní, tak v dolní části signálního řetězce, aby byla zajištěna spolehlivá funkce systému a ochrana elektronických komponent. Izolace je také potřebná před komunikačními linkami a často jsou potřeba různé možnosti izolace.

• Několik zdrojů napájení s vstupy střídavého i stejnosměrného proudu. Nelze se divit, že systém obsahuje baterii, protože musí zůstat v provozu a pokračovat ve snímání střídavého proudu i během výpadku proudu.

• Komunikace je také klíčová pro kontroléry opětovacích přepínačů, protože tyto systémy musí komunikovat s větší sítí a hlásit události. Většina inteligentních sítí používá bezdrátové nebo síťové komunikační sítě. Jednotky, jako jsou kontroléry opětovacích přepínačů, často stále zachovávají tradiční sériovou komunikaci, jako RS-485, která je konvertována přes bránu nebo jinou hardwarovou zařízení do jejich zvoleného bezdrátového protokolu.

Analogové bloky pro kontroléry opětovacích přepínačů

Návrh kontroléru opětovacího přepínače vyžaduje různé klíčové analogové bloky. Schéma v obrázku 1 poskytuje pouze jeden příklad návrhu kontroléru opětovacího přepínače. Jak vidíte, existuje několik zdrojů napájení systému, komunikačních rozhraní, sledování napětí a dozorčích obvodů. Jak vybrat správné komponenty? Vysoká přesnost, široký rozsah ochrany vstupního napětí, nízké spotřebě energie a malé rozměry jsou některé důležité charakteristiky, které je třeba vyhodnotit, abyste splnili vaše návrhové požadavky. Obvody MAX16126/MAX16127 pro ochranu před přetížením a opačným napětím jsou příkladem zařízení, která poskytují tyto vlastnosti. 

S integrovaným nabíjecím pumpou tyto IC ovládají dva externí N-kanálové MOSFETy, které se vypínají a izolují dolní část zdroje napájení za destrukčních vstupních podmínek. Zahrnují výstup flag, který signalizuje během poruch. Pro ochranu před opačným napětím minimalizují externí N-kanálové MOSFETy padnutí napětí a ztrátu energie během normálního provozu, což je lepší než tradiční diody s opačným napětím. Další spolehlivý, nízkospotřebný dozor mikroprocesoru je naše rodina MAX6365, která má funkce zálohování baterie a čipového povolení. 

Dozorový obvod MAX6365, umístěný v malém 8-pinovém SOT23 obalu, zjednodušuje dozor nad napájením, řízení zálohování baterie a ochrany zápisu paměti v mikroprocesorových systémech. Pro aplikace, které jsou vždy zapnuty, jako jsou kontroléry opětovacích přepínačů, splňuje požadavek lineární regulátor s nízkým pracovním proudem MAX6766. MAX6766 funguje od 4V do 72V, dodává až 100mA zatížení a spotřebovává pouze 31µA pracovního proudu.

Inteligentní sítě přinášejí větší efektivitu a spolehlivost dodávky energie, zároveň posilují odolnost energetické infrastruktury. Proto, když navrhujete svůj další kontrolér opětovacího přepínače, mějte na paměti technologie, které jsou uvnitř – všechny hrají roli v udržování světel zapnutých.