Controladores de Recierre: Clave para la Confiabilidad de la Red Inteligente
Los rayos, las ramas caídas e incluso los globos de Mylar son suficientes para interrumpir el flujo de corriente en las líneas de alimentación. Por eso, las compañías de servicios públicos previenen las interrupciones equipando sus sistemas de distribución aérea con controladores de recierre confiables.
En cualquier entorno de red inteligente, los controladores de recierre desempeñan un papel crucial en la detección e interrupción de fallos transitorios. Aunque muchos cortocircuitos en las líneas aéreas pueden resolverse por sí mismos, los recierres ayudan a mejorar la continuidad del servicio restaurando automáticamente la energía después de un fallo momentáneo.
Los controladores de recierre detectan la tensión y la corriente de la transmisión AC en las líneas de alimentación. Cuando ocurre un pico o fallo, los relés de potencia se abren para contener el fallo y evitar que se propague por toda la red, un fenómeno conocido como fallo en cascada. Cuando el fallo es causado por un evento transitorio, como rayos, ramas de árboles o globos (como se mencionó anteriormente), cualquiera de estos puede causar temporalmente que las líneas se crucen. El controlador de recierre continúa monitoreando la línea de alimentación y, si el rendimiento de AC se estabiliza, intentará cerrar o "recerrar" el relé. Después de cerrarse, si se detecta una alta tensión, alta corriente u otra condición de fallo, el relé se abrirá nuevamente. Los recierres suelen intentar recerrar el relé tres a cinco veces. La idea es permitir que la red se autoreste.
¿Por qué son tan importantes los controladores de recierre?
Los controladores de recierre tienen varias características clave:
Sensado de la línea de alimentación, incluyendo tres tensiones, tres corrientes, una o dos tierras, y generalmente redundancia. La alta precisión es esencial, especialmente para las mediciones armónicas.
La aislación es obligatoria. La aislación se implementa típicamente tanto aguas arriba como aguas abajo en la cadena de señales para garantizar el funcionamiento confiable del sistema y proteger los componentes electrónicos. También se requiere aislación antes de los enlaces de comunicación, y a menudo se necesitan diversas opciones de aislamiento.
Varias fuentes de alimentación con entradas tanto AC como DC. No sorprende que el sistema incluya una batería, ya que debe permanecer operativo y continuar sensando la línea AC incluso durante una interrupción de energía.
La comunicación también es crítica para los controladores de recierre, ya que estos sistemas deben comunicarse con la red más amplia para reportar eventos. La mayoría de las redes inteligentes utilizan redes de comunicación inalámbrica o por línea de alimentación. Unidades como los controladores de recierre a menudo aún retienen la comunicación serie tradicional, como RS-485, que se convierte a través de una pasarela u otro hardware en su protocolo inalámbrico elegido.
Bloques analógicos para controladores de recierre
Diseñar un controlador de recierre requiere varios bloques analógicos críticos. El diagrama de bloques mostrado en la Figura 1 proporciona solo un ejemplo de diseño de controlador de recierre. Como se puede ver, hay múltiples fuentes de alimentación del sistema, interfaces de comunicación, monitoreo de tensión y circuitos de supervisión. ¿Cómo seleccionar los componentes correctos? La alta precisión, el amplio rango de protección de tensión de entrada, el bajo consumo de energía y el pequeño tamaño son algunas de las características importantes a evaluar para cumplir con sus requisitos de diseño. Los circuitos de protección contra sobrecarga/reversión de tensión MAX16126/MAX16127 son un ejemplo de dispositivos que proporcionan estas características.
Con una carga integrada, estos CI controlan dos MOSFET N-canal externos en paralelo, que se apagan e aísolan la fuente de alimentación aguas abajo bajo condiciones de entrada destructivas. Incluyen una salida de bandera que señala durante las condiciones de fallo. Para la protección contra tensión inversa, los MOSFET N-canal externos minimizan la caída de tensión y la pérdida de energía durante la operación normal, superando a los diodos de batería invertida tradicionales. Otro supervisor de microprocesador confiable y de bajo consumo es nuestra familia MAX6365, que cuenta con funcionalidad de puerta habilitadora y respaldo de batería.
El circuito supervisor MAX6365, alojado en un paquete SOT23 de 8 pines, simplifica la supervisión de la fuente de alimentación, el control de respaldo de batería y las funciones de protección de escritura de memoria en sistemas de microprocesadores. Para aplicaciones siempre activas como los controladores de recierre, el regulador lineal de bajo consumo MAX6766 cumple con el requisito. El MAX6766 opera desde 4V hasta 72V, entrega hasta 100mA de corriente de carga y consume solo 31µA de corriente de reposo.
Las redes inteligentes aportan mayor eficiencia y confiabilidad a la entrega de energía, al tiempo que mejoran la resiliencia de la infraestructura de energía. Por lo tanto, cuando diseñe su próximo controlador de recierre, tenga en cuenta las tecnologías subyacentes dentro de él, todas ellas desempeñan un papel en mantener las luces encendidas.
