Αναστροφείς Ελεγκτές: Κλειδί για την Αξιοπιστία του Έξυπνου Δικτύου
Τα κεραυνήματα, τα πεσόντα κλαδιά δέντρων και ακόμη και μπαλόνια Mylar είναι αρκετά για να διακόψουν την ροή ρεύματος στις γραμμές. Γι' αυτό, οι εταιρείες ενέργειας προλαμβάνουν αποσυνειδητοποιήσεις εφοδιασμού εξοπλίζοντας τα επιπλέον συστήματα κατανομής με αξιόπιστους ελεγκτές επανασύνδεσης.
Σε οποιαδήποτε περιβάλλον έξυπνου δικτύου, οι ελεγκτές επανασύνδεσης παίζουν κρίσιμο ρόλο στην ανίχνευση και τη διακοπή προσωρινών σφαλμάτων. Παρόλο που πολλά σύντομα κλείσιμα στις επιπλέον γραμμές μπορούν να επιλυθούν μόνα τους, οι επανασυνδέτες βοηθούν στη βελτίωση της συνέχειας της υπηρεσίας αποκαθιστώντας αυτόματα την ενέργεια μετά από ένα προσωρινό σφάλμα.
Οι ελεγκτές επανασύνδεσης ανιχνεύουν την τάση και την ένταση της μεταφοράς AC στις γραμμές. Όταν συμβαίνει ένα σύντομο ή σφάλμα, οι ρελέ προς την παροχή ενέργειας ανοίγουν για να περιορίσουν το σφάλμα και να το εμποδίσουν να εξαπλώσει σε όλο το δίκτυο - ένα φαινόμενο γνωστό ως συναλλαγματική αποτυχία. Όταν το σφάλμα προκαλείται από ένα προσωρινό γεγονός, όπως κεραυνό, κλαδιά δέντρων ή μπαλόνια (όπως αναφέρθηκε παραπάνω), κάθε ένα από αυτά μπορεί να προκαλέσει προσωρινά την περιοχή των γραμμών. Ο ελεγκτής επανασύνδεσης συνεχίζει την παρακολούθηση της γραμμής και, αν η απόδοση του AC σταθεροποιηθεί, θα προσπαθήσει να κλείσει ή "επανασυνδεθεί" το ρελέ. Μετά την κλεισίμα, αν ανιχνευθεί υψηλή τάση, υψηλή ένταση ή άλλη συνθήκη σφάλματος, το ρελέ θα ανοίξει ξανά. Οι επανασυνδέτες συνήθως προσπαθούν να επανασυνδεθούν το ρελέ τρεις έως πέντε φορές. Η ιδέα είναι να επιτρέπεται το δίκτυο να αυτοίατρευτεί.
Γιατί είναι τόσο σημαντικοί οι ελεγκτές επανασύνδεσης;
Οι ελεγκτές επανασύνδεσης έχουν αρκετές βασικές λειτουργίες:
Ανίχνευση της γραμμής, συμπεριλαμβανομένων τριών τάσεων, τριών ισχύων, μιας ή δύο γείων, και συνήθως πολλαπλότητας. Υψηλή ακρίβεια είναι απαραίτητη, ειδικά για τις μετρήσεις αρμονικών.
Η απομόνωση είναι υποχρεωτική. Η απομόνωση εφαρμόζεται συνήθως και προς τα πάνω και προς τα κάτω στην αλυσίδα σήματος για να εξασφαλίσει την αξιόπιστη λειτουργία του συστήματος και να προστατεύσει τα ηλεκτρονικά συστατικά. Η απομόνωση είναι επίσης απαραίτητη πριν από τις συνδέσεις επικοινωνίας, και συχνά απαιτούνται διάφορες επιλογές απομόνωσης.
Πολλαπλές πηγές ενέργειας με εισόδους AC και DC. Όπως είναι φυσικό, το σύστημα περιλαμβάνει μια μπαταρία, γιατί πρέπει να συνεχίσει να λειτουργεί και να ανιχνεύει τη γραμμή AC ακόμη και κατά τη διάρκεια μιας αποσυνειδητοποίησης.
Η επικοινωνία είναι επίσης κρίσιμη για τους ελεγκτές επανασύνδεσης, καθώς αυτά τα συστήματα πρέπει να επικοινωνούν με το μεγαλύτερο δίκτυο για να αναφέρουν γεγονότα. Τα περισσότερα έξυπνα δίκτυα χρησιμοποιούν τα ασύρματα ή τα δίκτυα επικοινωνίας με την γραμμή. Ενότητες όπως οι ελεγκτές επανασύνδεσης συχνά διατηρούν την παραδοσιακή σειριακή επικοινωνία, όπως RS-485, η οποία μετατρέπεται μέσω ενός gateway ή άλλου υλικού στο επιλεγμένο ασύρματο πρωτόκολλο.
Αναλογικά βασικά στοιχεία για ελεγκτές επανασύνδεσης
Η σχεδίαση ενός ελεγκτή επανασύνδεσης απαιτεί διάφορα κρίσιμα αναλογικά βασικά στοιχεία. Η διάγραμμα που παρουσιάζεται στο Σχήμα 1 παρέχει μόνο ένα παράδειγμα σχεδίασης ελεγκτή επανασύνδεσης. Όπως μπορείτε να δείτε, υπάρχουν πολλαπλές πηγές ενέργειας, διεπαφές επικοινωνίας, παρακολούθηση τάσης και κυριαρχικές κυκλώματα. Πώς επιλέγετε τα κατάλληλα συστατικά; Υψηλή ακρίβεια, ευρεία προστασία εισόδου τάσης, χαμηλή κατανάλωση ενέργειας και μικρή διάσταση είναι μερικά από τα σημαντικά χαρακτηριστικά που πρέπει να αξιολογήσετε για να συμβάλετε στις απαιτήσεις της σχεδίασής σας. Τα κυκλώματα προστασίας MAX16126/MAX16127 από την παράβαση και την αντίστροφη τάση είναι ένα παράδειγμα συστατικών που παρέχουν αυτά τα χαρακτηριστικά.
Με ένα ενσωματωμένο πηγαιτό φόρτισης, αυτά τα IC ελέγχουν δύο εξωτερικά N-channel MOSFETs back-to-back, οι οποίοι απενεργοποιούνται και απομονώνουν την πηγή ενέργειας downstream υπό καταστροφικές συνθήκες εισόδου. Περιλαμβάνουν ένα output flag που σηματοδοτεί κατά τη διάρκεια συνθηκών σφάλματος. Για την προστασία από αντίστροφη τάση, τα εξωτερικά N-channel MOSFETs back-to-back μειώνουν την πτώση τάσης και την απώλεια ενέργειας κατά την κανονική λειτουργία, υπερνικώντας τους παραδοσιακούς αντίστροφους διόδους μπαταρίας. Ένα άλλο αξιόπιστο, χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας επιτροπευτή μικροεπεξεργαστή είναι η οικογένεια MAX6365, η οποία διαθέτει λειτουργία παρακολούθησης backup μπαταρίας και ενεργοποίησης chip-enable.
Το επιτροπευτή κυκλώματος MAX6365, το οποίο είναι σε ένα μικροσκοπικό πακέτο SOT23 8-pin, απλοποιεί την επίβλεψη ενέργειας, τον έλεγχο backup μπαταρίας και την προστασία εγγραφής μνήμης σε συστήματα μικροεπεξεργαστή. Για εφαρμογές που λειτουργούν συνεχώς, όπως οι ελεγκτές επανασύνδεσης, ο χαμηλής κατανάλωσης linear regulator MAX6766 συμβάλλει στην απαίτηση. Ο MAX6766 λειτουργεί από 4V έως 72V, παρέχει έως 100mA τροφοδοσίας και καταναλώνει μόνο 31µA quiescent current.
Τα έξυπνα δίκτυα φέρνουν μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα και αξιοπιστία στην παροχή ενέργειας, ενώ επίσης ενισχύουν την αντοχή της υποδομής ενέργειας. Συνεπώς, όταν σχεδιάζετε τον επόμενο ελεγκτή επανασύνδεσης, θυμηθείτε τις υποκείμενες τεχνολογίες μέσα τους - όλες παίζουν ρόλο στην διατήρηση του φωτός αναμμένου.
