Pengendali Recloser: Kunci keandalan Jaringan Cerdas

Petir sambaran pohon tumbang bahkan balon Mylar cukup untuk mengganggu aliran listrik pada jaringan listrik. Itulah sebabnya perusahaan utilitas mencegah pemadaman dengan melengkapi sistem distribusi udara mereka dengan pengontrol recloser yang andal.

Dalam lingkungan smart grid manapun, pengontrol recloser memainkan peran kritis dalam mendeteksi dan menghentikan gangguan sementara. Meskipun banyak hubungan singkat pada jaringan udara dapat menyelesaikan diri sendiri, reclosers membantu meningkatkan kelangsungan layanan dengan secara otomatis memulihkan daya setelah gangguan sesaat.

Pengontrol recloser merasakan tegangan dan arus transmisi AC pada jaringan listrik. Ketika terjadi lonjakan atau gangguan, relai daya terbuka untuk mengandung gangguan dan mencegah penyebarannya ke seluruh jaringan—fenomena yang dikenal sebagai kegagalan berantai. Ketika gangguan disebabkan oleh peristiwa sementara—seperti petir, ranting pohon, atau balon (seperti yang disebutkan sebelumnya)—salah satunya dapat menyebabkan garis silang sementara. Pengontrol recloser terus memantau jaringan listrik, dan jika kinerja AC stabil, akan mencoba menutup atau "reclose" relai. Setelah tertutup, jika tegangan tinggi, arus tinggi, atau kondisi gangguan lainnya terdeteksi, relai akan terbuka lagi. Reclosers biasanya mencoba untuk menutup relai tiga hingga lima kali. Ide ini adalah untuk memungkinkan jaringan untuk menyembuhkan dirinya sendiri.

Mengapa pengontrol recloser begitu penting?

Pengontrol recloser memiliki beberapa fitur kunci:

• Mendeteksi jaringan listrik, termasuk tiga tegangan, tiga arus, satu atau dua tanah, dan biasanya redundansi. Akurasi tinggi sangat penting, terutama untuk pengukuran harmonik.

• Isolasi wajib. Isolasi biasanya diimplementasikan baik di hulu maupun hilir dalam rangkaian sinyal untuk memastikan operasi sistem yang andal dan melindungi komponen elektronik. Isolasi juga diperlukan sebelum tautan komunikasi, dan berbagai opsi isolasi sering diperlukan.

• Banyak sumber daya dengan input AC dan DC. Tidak mengherankan, sistem ini termasuk baterai karena harus tetap beroperasi dan terus mendeteksi jaringan AC bahkan selama pemadaman.

• Komunikasi juga kritis untuk pengontrol recloser, karena sistem-sistem ini harus berkomunikasi dengan jaringan yang lebih besar untuk melaporkan peristiwa. Sebagian besar smart grid menggunakan jaringan komunikasi nirkabel atau jaringan listrik. Unit seperti pengontrol recloser sering masih mempertahankan komunikasi seri tradisional, seperti RS-485, yang dikonversi melalui gateway atau perangkat keras lainnya menjadi protokol nirkabel pilihan mereka.

Blok analog untuk pengontrol recloser

Merancang pengontrol recloser memerlukan berbagai blok analog kritis. Diagram blok yang ditunjukkan pada Gambar 1 memberikan hanya satu contoh desain pengontrol recloser. Seperti yang Anda lihat, ada banyak sumber daya sistem, antarmuka komunikasi, pemantauan tegangan, dan sirkuit supervisi. Bagaimana cara memilih komponen yang tepat? Akurasi tinggi, rentang perlindungan tegangan input yang luas, konsumsi daya rendah, dan ukuran kecil adalah beberapa karakteristik penting yang dievaluasi untuk memenuhi persyaratan desain Anda. Sirkuit proteksi beban-dump/reverse-voltage MAX16126/MAX16127 adalah contoh perangkat yang menyediakan fitur-fitur ini. 

Dengan charge pump terintegrasi, IC-IC ini mengontrol dua MOSFET N-channel eksternal back-to-back, yang mematikan dan mengisolasi sumber daya hilir di bawah kondisi input yang merusak. Mereka termasuk output flag yang memberi sinyal selama kondisi gangguan. Untuk perlindungan tegangan balik, MOSFET back-to-back eksternal meminimalkan penurunan tegangan dan kerugian daya selama operasi normal, mengungguli dioda baterai balik tradisional. Pengawas mikroprosesor yang andal dan hemat daya lainnya adalah keluarga MAX6365, yang dilengkapi dengan fungsi backup baterai dan gating chip-enable. 

Sirkuit pengawas MAX6365, yang ditempatkan dalam paket SOT23 8-pin miniatur, mempermudah pengawasan daya, kontrol cadangan baterai, dan fungsi perlindungan penulisan memori dalam sistem mikroprosesor. Untuk aplikasi selalu hidup seperti pengontrol recloser, regulator linier MAX6766 dengan arus quiescent rendah memenuhi persyaratan. MAX6766 beroperasi dari 4V hingga 72V, menghasilkan hingga 100mA arus beban, dan hanya mengkonsumsi 31µA arus quiescent.

Smart grid membawa efisiensi dan keandalan yang lebih besar dalam pengiriman daya, sambil juga meningkatkan ketahanan infrastruktur listrik. Oleh karena itu, ketika Anda merancang pengontrol recloser berikutnya, ingatlah teknologi-teknologi dasar di dalamnya—semuanya berperan dalam menjaga lampu tetap menyala.