کنترلکنندههای ریکلوسر: کلید قابلیت اطمینان شبکه هوشمند
برقزدن، شاخههای درختی افتاده و حتی بالونهای مایلار کافی هستند تا جریان برق در خطوط انتقال قطع شود. به همین دلیل شرکتهای توزیع برق با تجهیز سیستمهای توزیع هوایی خود با کنترلگرهای ریکلوسر قابل اعتماد، از قطعات برق پیشگیری میکنند.
در هر محیط شبکه هوشمند، کنترلگرهای ریکلوسر نقش مهمی در تشخیص و قطع خطاهای گذرا دارند. اگرچه بسیاری از کوتاهمداریها در خطوط هوایی میتوانند خود به خود حل شوند، ریکلوسرها با بازگرداندن خودکار برق پس از خطا موقت، به بهبود پیوستگی خدمات کمک میکنند.
کنترلگرهای ریکلوسر ولتاژ و جریان انتقال AC در خطوط برق را حس میکنند. وقتی افزایش یا خطا رخ میدهد، رلههای برق باز میشوند تا خطا را محدود کرده و از گسترش آن در کل شبکه جلوگیری کنند—یک پدیده که به عنوان شکست لانهای شناخته میشود. وقتی خطا توسط رویداد گذرایی مانند برقزدن، شاخههای درختی یا بالونها (مانند آنچه قبلاً ذکر شد) ایجاد میشود، هر یک از اینها میتواند به طور موقت باعث عبور خطوط شود. کنترلگر ریکلوسر مداوم خط برق را میپیماید و اگر عملکرد AC ثبات یابد، تلاش خواهد کرد تا رله را ببندد یا "ریکلو" کند. پس از بسته شدن، اگر ولتاژ بالا، جریان بالا یا شرایط خطا دیگری شناسایی شود، رله دوباره باز خواهد شد. ریکلوسرها معمولاً سه تا پنج بار تلاش میکنند تا رله را ببندند. ایده این است که به شبکه اجازه داده شود خود را برقرار کند.
چرا کنترلگرهای ریکلوسر اهمیت زیادی دارند؟
کنترلگرهای ریکلوسر چند ویژگی کلیدی دارند:
حسگر خط برق، شامل سه ولتاژ، سه جریان، یک یا دو زمین و معمولاً قابلیت اضافه. دقت بالا ضروری است، به ویژه برای اندازهگیریهای هارمونیک.
جداکنندگی الزامی است. جداکنندگی معمولاً هم در بالادست و هم در پاییندست زنجیره سیگنال پیادهسازی میشود تا عملکرد قابل اعتماد سیستم و محافظت از اجزای الکترونیکی تضمین شود. جداکنندگی قبل از پیوندهای ارتباطی نیز مورد نیاز است و معمولاً نیاز به گزینههای مختلف جداکنندگی وجود دارد.
چندین منبع تغذیه با ورودیهای AC و DC. بدون شک سیستم شامل یک باتری است زیرا باید حتی در حالت قطع برق نیز عملکرد داشته باشد و حسگر خط AC را ادامه دهد.
ارتباط نیز برای کنترلگرهای ریکلوسر بسیار مهم است، زیرا این سیستمها باید با شبکه بزرگتر ارتباط برقرار کنند تا حوادث را گزارش دهند. بیشتر شبکههای هوشمند از شبکههای ارتباطی بیسیم یا خط برق استفاده میکنند. واحدهایی مانند کنترلگرهای ریکلوسر غالباً همچنان ارتباط سریال سنتی مانند RS-485 را حفظ میکنند که از طریق یک گیتوی یا سختافزار دیگر به پروتکل بیسیم مورد نظر تبدیل میشود.
بلوکهای آنالوگ برای کنترلگرهای ریکلوسر
طراحی یک کنترلگر ریکلوسر نیازمند بلوکهای آنالوگ مختلفی است. نمودار بلوکی که در شکل ۱ نشان داده شده تنها یک مثال از طراحی یک کنترلگر ریکلوسر است. همانطور که میبینید، چندین منبع تغذیه سیستم، رابطهای ارتباطی، مدارهای نظارت و مدارهای ولتاژ موجود است. چگونه مولفههای صحیح را انتخاب کنید؟ دقت بالا، محدوده حفاظت ولتاژ ورودی گسترده، مصرف توان کم و اندازه کوچک برخی از ویژگیهای مهمی هستند که برای برآوردن نیازهای طراحی شما ارزیابی میشوند. دستگاههای MAX16126/MAX16127 که مدارهای حفاظت از بار دمپ و ولتاژ معکوس هستند، نمونهای از دستگاههایی هستند که این ویژگیها را فراهم میکنند.
با یک پمپ بار داخلی، این ICها دو MOSFET N-کانال خارجی را کنترل میکنند که تحت شرایط خرابکارانه ورودی، قطع و جداکنندگی منبع تغذیه پاییندست را انجام میدهند. آنها شامل یک خروجی پرچم هستند که در شرایط خطا سیگنال میدهد. برای حفاظت از ولتاژ معکوس، MOSFETهای خارجی پشت سر هم ولتاژ را در حالت عملکرد معمولی کاهش میدهند و از از دیودهای باتری معکوس سنتی بهتر عمل میکنند. یک نظارتکننده میکروپروسسور پایینقدرت دیگر خانواده MAX6365 است که ویژگیهای حفاظت از باتری پشتیبان و کنترل گیتهای تحریک دارد.
مدار نظارتکننده MAX6365 که در بسته SOT23 ۸ پینی کوچک قرار دارد، توابع نظارت بر تغذیه، کنترل باتری پشتیبان و حفاظت از نوشتن حافظه در سیستمهای میکروپروسسور را ساده میکند. برای کاربردهای همیشهفعال مانند کنترلگرهای ریکلوسر، تنظیمکننده خطی MAX6766 با مصرف کم جریان خاموشی نیاز را برآورده میکند. MAX6766 از ۴V تا ۷۲V کار میکند، تا ۱۰۰mA جریان بار را تحویل میدهد و فقط ۳۱µA جریان خاموشی مصرف میکند.
شبکههای هوشمند به تحویل برق کارآمدتر و قابل اعتمادتر کمک میکنند و همچنین مقاومت زیرساختهای برق را افزایش میدهند. بنابراین، وقتی کنترلگر ریکلوسر بعدی خود را طراحی میکنید، فناوریهای زیربنایی داخل آن را در نظر بگیرید—هر یک از آنها نقشی در حفظ روشنی دارند.
