Controladores de reclosers: clave para a fiabilidade da rede intelixente
Os raios, ramas caídas de árbores e incluso globos de Mylar son suficientes para interromper o fluxo de corrente nas liñas eléctricas. Por iso, as compañías de servizos públicos prevén cortes de enerxía equipando os seus sistemas de distribución aérea con controladores de reconexión fiables.
En calquera entorno de rede inteligente, os controladores de reconexión desempeñan un papel crítico na detección e interrupción de fallos transitórios. Aínda que moitos curtos circuitos nas liñas aéreas poden resolverse por si mesmos, os reconectores melloran a continuidade do servizo ao restaurar a enerxía automaticamente despois dun fallo momentáneo.
Os controladores de reconexión detectan a tensión e a corrente da transmisión AC nas liñas eléctricas. Cando ocorre un sobrecorrente ou un fallo, os relés de potencia abren para contener o fallo e evitar que se propague por toda a rede, un fenómeno coñecido como fallo en cascada. Cando o fallo é causado por un evento transitório, como raios, ramas de árvores ou globos (como mencionouse anteriormente), calquera destes pode causar temporalmente que as liñas se cruzen. O controlador de reconexión continua monitorizando a liña eléctrica e, se o rendemento AC estabiliza, tentará pechar ou "reconectar" o relé. Despois de pechar, se se detecta alta tensión, alta corrente ou outra condición de fallo, o relé abrirase de novo. Os reconectores xeralmente tentan reconectar o relé tres a cinco veces. A idea é permitir que a rede se autocure.
Por que son tan importantes os controladores de reconexión?
Os controladores de reconexión teñen varias características clave:
Detección da liña eléctrica, incluíndo tres voltaxes, tres correntes, unha ou dúas tomas de terra, e xeralmente redundancia. A alta precisión é esencial, especialmente para as medidas harmónicas.
A isolación é obrigatória. Xeralmente, a isolación implementase tanto a montante como a jusante na cadea de sinais para asegurar o funcionamento fiable do sistema e protexer os compoñentes electrónicos. Tamén é necesaria a isolación antes das ligazóns de comunicación, e adoitan ser necesarias varias opcións de isolación.
Múltiples alimentacións de enerxía con entradas AC e DC. Non é sorprendente que o sistema inclúa unha batería porque debe permanecer operativo e continuar detectando a liña AC incluso durante un corte de enerxía.
A comunicación tamén é crítica para os controladores de reconexión, xa que estes sistemas deben comunicarse coa rede maior para informar sobre eventos. A maioría das redes inteligentes utilizan redes de comunicación semafórica ou por liña eléctrica. Unidades como os controladores de reconexión adoitan manter a comunicación serie tradicional, como RS-485, que se converte a través dunha pasarela ou outro hardware no seu protocolo semafórico escollido.
Bloques analóxicos para controladores de reconexión
O deseño dun controlador de reconexión require varios bloques analóxicos críticos. O diagrama de bloques mostrado na Figura 1 proporciona só un exemplo de diseños de controladores de reconexión. Como pódese ver, hai múltiples alimentacións de enerxía do sistema, interfaces de comunicación, supervisión de tensión e circuitos supervisores. ¿Como seleccionar os compoñentes correctos? A alta precisión, o amplio rango de protección de tensión de entrada, o baixo consumo de enerxía e o pequeno tamaño son algunhas das características importantes a avaliar para cumprir os requisitos do seu deseño. Os circuitos de protección contra sobretensión/reversión MAX16126/MAX16127 son un exemplo de dispositivos que ofrecen estas características.
Con unha bomba de carga integrada, estes CI controlan dous MOSFET N-canal externos en paralelo, que se apagan e aislan a alimentación de enerxía a jusante baixo condicións de entrada destructivas. Inclúen unha saída de bandera que sinaliza durante as condicións de fallo. Para a protección contra a tensión inversa, os MOSFET N-canal externos minimizan a caída de tensión e a perda de potencia durante a operación normal, superando aos diodos de batería inversa tradicionais. Outro supervisor microprocesador confiable e de baixo consumo é a familia MAX6365, que ten funcionalidade de alimentación de batería de respaldo e habilitación de chip.
O circuito supervisor MAX6365, aloxado nun paquete SOT23 de 8 pinos, simplifica as funcións de supervisión de alimentación, control de batería de respaldo e protección de escritura de memoria nos sistemas de microprocesador. Para aplicacións sempre activas como os controladores de reconexión, o regulador linear de corrente quiescente baixa MAX6766 cumple co requisito. O MAX6766 funciona desde 4V ata 72V, entrega ata 100mA de corrente de carga e consome só 31µA de corrente quiescente.
As redes inteligentes aportan maior eficiencia e fiabilidade na entrega de enerxía, mentres tamén melloran a resiliencia da infraestrutura de enerxía. Polo tanto, cando deseñe o seu próximo controlador de reconexión, teña en conta as tecnoloxías subxacentes dentro delas—todas xogan un papel na manutenção da luz encendida.
