کنترلرهای ریکلوسر: کلید قابلیت اطمینان شبکه هوشمند

برق، شاخه‌های درختی مارپیچ شده و حتی بالون‌های مایلر کافی است تا جریان برق در خطوط انتقال قطع شود. به همین دلیل شرکت‌های برق با تجهیز سیستم‌های توزیع هوایی خود با کنترلرهای ریکلوسر مطمئن عمل می‌کنند.

در هر محیط شبکه هوشمند، کنترلرهای ریکلوسر نقش حیاتی در تشخیص و قطع عیوب موقتی دارند. اگرچه بسیاری از کوتاه‌مداری‌ها در خطوط هوایی می‌توانند خود به خود حل شوند، ریکلوسرها با بازگرداندن خودکار برق پس از عیب موقت، بهبود پیوستگی خدمات را فراهم می‌کنند.

کنترلرهای ریکلوسر ولتاژ و جریان انتقال AC در خطوط برق را تشخیص می‌دهند. وقتی اوج یا عیبی رخ می‌دهد، رله‌های برق برای محدود کردن عیب و جلوگیری از گسترش آن در کل شبکه (پدیده‌ای که به نام شکست لانه‌ای شناخته می‌شود) باز می‌شوند. وقتی عیب توسط رویداد موقتی مانند برق، شاخه‌های درخت یا بالون‌ها (مانند آنچه پیش‌تر ذکر شد) ایجاد می‌شود، هر یک از این موارد می‌تواند به طور موقت باعث تقاطع خطوط شوند. کنترلر ریکلوسر به مانیتورینگ خط برق ادامه می‌دهد و اگر عملکرد AC ثابت شود، تلاش می‌کند رله را ببندد یا "ریکلو" کند. بعد از بسته شدن، اگر ولتاژ بالا، جریان بالا یا وضعیت عیب دیگری تشخیص داده شود، رله دوباره باز می‌شود. ریکلوسرها معمولاً تلاش می‌کنند رله را سه تا پنج بار ریکلو کنند. ایده این است که به شبکه اجازه خودرویی داده شود.

چرا کنترلرهای ریکلوسر مهم هستند؟

کنترلرهای ریکلوسر ویژگی‌های کلیدی زیر را دارند:

• تشخیص خط برق، شامل سه ولتاژ، سه جریان، یک یا دو زمین و معمولاً اضافی. دقت بالا ضروری است، به ویژه برای اندازه‌گیری‌های هارمونیک.

• جدا کردن الزامی است. جدا کردن معمولاً هم در بالا و هم در پایین زنجیره سیگنال اجرا می‌شود تا عملکرد مطمئن سیستم و حفظ اجزای الکترونیکی تضمین شود. قبل از لینک‌های ارتباطی نیز جدا کردن لازم است و معمولاً گزینه‌های مختلف جدا کردن نیاز است.

• چندین منبع تغذیه با ورودی‌های AC و DC. بدون شک، سیستم شامل یک باتری است زیرا باید حتی در زمان قطع برق نیز عملکرد و تشخیص AC خط را ادامه دهد.

• ارتباط نیز برای کنترلرهای ریکلوسر حیاتی است، زیرا این سیستم‌ها باید با شبکه بزرگتر برای گزارش دادن حوادث ارتباط برقرار کنند. بیشتر شبکه‌های هوشمند از شبکه‌های ارتباطی بی‌سیم یا خط برق استفاده می‌کنند. واحدهایی مانند کنترلرهای ریکلوسر معمولاً همچنان ارتباطات سریال سنتی مانند RS-485 را نگه می‌دارند که از طریق گیت‌وی یا سخت‌افزار دیگر به پروتکل بی‌سیم انتخابی تبدیل می‌شوند.

بلوک‌های آنالوگ برای کنترلرهای ریکلوسر

طراحی یک کنترلر ریکلوسر نیازمند بلوک‌های آنالوگ مختلفی است. نمودار بلوکی که در شکل ۱ نشان داده شده تنها یک مثال از طراحی کنترلر ریکلوسر است. همانطور که می‌بینید، چندین منبع تغذیه سیستم، رابط‌های ارتباطی، مدارهای نظارت و نظارت وجود دارد. چگونه مولفه‌های صحیح را انتخاب کنید؟ دقت بالا، محدوده محافظت ولتاژ ورودی گسترده، مصرف انرژی کم و اندازه کوچک برخی از ویژگی‌های مهمی هستند که باید برای برآورده کردن نیازهای طراحی خود ارزیابی کنید. دستگاه‌های MAX16126/MAX16127 محافظ حمل و واژگونی/محافظت از ولتاژ معکوس مثالی از دستگاه‌هایی هستند که این ویژگی‌ها را ارائه می‌دهند. 

با یک پمپ بار داخلی، این IC‌ها دو MOSFET N-کانال خارجی پشت سر هم را کنترل می‌کنند که تحت شرایط ورودی مخرب بسته و منبع تغذیه پایین را جدا می‌کنند. آنها شامل یک خروجی پرچم هستند که در شرایط خرابی سیگنال می‌دهند. برای محافظت از ولتاژ معکوس، MOSFET‌های خارجی پشت سر هم کاهش ولتاژ و از دست دادن انرژی را در عملکرد معمولی به حداقل می‌رسانند و از دیودهای معکوس باتری سنتی بهتر عمل می‌کنند. یک ناظم میکروپروسسور مطمئن و با مصرف انرژی کم دیگر خانواده MAX6365 ما است که قابلیت‌های گیتینگ باتری پشتیبان و فعال‌سازی دستگاه را داراست. 

مدار ناظم MAX6365 که در یک بسته SOT23 ۸ پینی کوچک قرار دارد، عملکردهای نظارت بر تغذیه، کنترل باتری پشتیبان و حفاظت از نوشتن حافظه در سیستم‌های میکروپروسسور را ساده می‌کند. برای برنامه‌های همیشه فعال مانند کنترلرهای ریکلوسر، تنظیم‌کننده خطی MAX6766 با مصرف جریان خاموش کم، مورد نیاز است. MAX6766 از ۴V تا ۷۲V کار می‌کند، تا ۱۰۰mA جریان بار را تحویل می‌دهد و فقط ۳۱µA جریان خاموش مصرف می‌کند.

شبکه‌های هوشمند به تحویل برق کاراتر و مطمئن‌تر کمک می‌کنند و همچنین مقاومت زیرساخت‌های برق را افزایش می‌دهند. بنابراین، زمانی که کنترلر ریکلوسر بعدی خود را طراحی می‌کنید، فناوری‌های زیربنایی موجود در آن را در نظر داشته باشید - همه آن‌ها نقشی در نگه داشتن روشنی دارند.