再閉器コントローラー：スマートグリッドの信頼性への鍵

落雷、倒れた木の枝、さらにはマイラーバルーンのようなものでも電力線の電流を遮断することがあります。そのため、電力会社は高架配電システムに信頼性のある再閉器コントローラーを装備することで停電を防いでいます。

スマートグリッド環境において、再閉器コントローラーは一時的な障害を検出し、遮断する重要な役割を果たします。多くの空中線路上のショート回路は自発的に解決されることがありますが、再閉器は瞬間的な障害後に自動で電力を復旧させることでサービスの継続性を改善します。

再閉器コントローラーは電力線の交流送電の電圧と電流を感知します。サージや障害が発生すると、パワーリレーが開き、障害を封じ込め、それが全網に広がるのを防ぎます。これはカスケード故障と呼ばれる現象です。障害が落雷、木の枝、またはバルーン（前述の通り）のような一時的なイベントによって引き起こされた場合、これらのいずれかが一時的に線路を接触させることがあります。再閉器コントローラーは電力線の監視を続け、AC性能が安定した場合、リレーを閉じるまたは「再閉」しようとします。閉じた後、高電圧、高電流、または他の障害条件が検出された場合、リレーは再度開きます。再閉器は通常、リレーを3〜5回まで再閉しようと試みます。その目的は、グリッドが自己修復できるようにすることです。

なぜ再閉器コントローラーは重要なのでしょうか？

再閉器コントローラーにはいくつかの重要な特徴があります：

• 電力線の感知、三相電圧、三相電流、一つまたは二つの接地、そして通常は冗長性も含む。高い精度は特に高調波測定において必要不可欠です。

• 絶縁は必須です。信号チェーンの上流と下流で絶縁を実装することで、信頼性のあるシステム動作を確保し、電子部品を保護します。通信リンクの前にも絶縁が必要であり、さまざまな絶縁オプションがしばしば必要となります。

• ACおよびDC入力を含む複数の電源供給。驚くことなく、システムにはバッテリーが含まれており、停電中でも動作し続けるためにはACラインの感知を続ける必要があります。

• 通信も再閉器コントローラーにとって重要です。これらのシステムは、イベントを報告するために大きなグリッドと通信しなければなりません。ほとんどのスマートグリッドでは無線または電力線通信ネットワークを使用します。再閉器コントローラーのようなユニットはしばしば伝統的なシリアル通信、例えばRS-485を維持しており、これがゲートウェイや他のハードウェアを通じて選択された無線プロトコルに変換されます。

再閉器コントローラーのアナログ構成要素

再閉器コントローラーの設計には、さまざまな重要なアナログ構成要素が必要です。図1に示すブロック図は、再閉器コントローラーの設計の一例を提供しています。ご覧のように、複数のシステム電源供給、通信インターフェース、電圧監視、監視回路があります。適切なコンポーネントを選択するにはどうすればよいでしょうか？高精度、広い入力電圧保護範囲、低消費電力、小型化は、設計要件を満たすために評価すべき重要な特性です。MAX16126/MAX16127の負荷ダンプ/逆電圧保護回路は、これらの特性を提供するデバイスの一例です。

内蔵チャージポンプを備えたこれらのICは、外部のバックトゥバックNチャネルMOSFETを制御し、破壊的な入力条件下で下流の電源供給をオフにして隔離します。それらには、障害状態を示すフラッグ出力が含まれています。逆電圧保護のために、外部のバックトゥバックMOSFETは正常動作時の電圧降下と電力損失を最小限に抑え、伝統的な逆接続ダイオードよりも優れています。別の信頼性の高い低消費電力マイクロプロセッサーサービサーは、バックアップバッテリーとチップエンブルゲーティング機能を備えた私たちのMAX6365ファミリーです。

MAX6365監視回路は、ミニチュア8ピンSOT23パッケージに収められており、マイクロプロセッサーシステムにおける電源監視、バッテリーバックアップ制御、メモリ書き込み保護機能を簡素化します。常に稼働しているアプリケーション、例えば再閉器コントローラーの場合、低待機電流のMAX6766線形レギュレータが要求を満たします。MAX6766は4Vから72Vの範囲で動作し、最大100mAの負荷電流を供給し、待機電流はわずか31µAです。

スマートグリッドは、電力供給の効率と信頼性を高めるとともに、電力インフラストラクチャーの耐久性も向上させます。したがって、次の再閉器コントローラーを設計する際には、内部の基盤となる技術を念頭に置いてください。これらすべてが電力供給を維持する役割を果たしています。