Pengawal Recloser: Kunci ke Amanan Grid Pintar

Saman petir, dahan pohon yang jatuh, dan bahkan balon Mylar cukup untuk mengganggu aliran arus pada saluran listrik. Itulah sebabnya perusahaan utilitas mencegah pemadaman dengan melengkapi sistem distribusi udara mereka dengan pengendali recloser yang dapat diandalkan.

Dalam lingkungan grid pintar manapun, pengendali recloser memainkan peranan penting dalam mendeteksi dan menghentikan gangguan sementara. Meskipun banyak rangkaian pendek pada saluran udara dapat menyelesaikan dirinya sendiri, recloser membantu meningkatkan kelangsungan layanan dengan secara otomatis memulihkan pasokan listrik setelah terjadi gangguan sementara.

Pengendali recloser merasakan tegangan dan arus transmisi AC pada saluran listrik. Ketika lonjakan atau gangguan terjadi, relai daya terbuka untuk mengandung gangguan dan mencegah penyebarannya ke seluruh grid—fenomena yang dikenal sebagai kegagalan berantai. Ketika gangguan disebabkan oleh peristiwa sementara—seperti petir, dahan pohon, atau balon (seperti yang disebutkan sebelumnya)—semua ini dapat menyebabkan garis-garis sementara bersilangan. Pengendali recloser terus memantau saluran listrik, dan jika kinerja AC stabil, akan mencoba menutup atau "reclose" relai. Setelah ditutup, jika tegangan tinggi, arus tinggi, atau kondisi gangguan lainnya terdeteksi, relai akan terbuka lagi. Recloser biasanya mencoba untuk menutup relai tiga hingga lima kali. Ide ini adalah untuk memungkinkan grid untuk sembuh sendiri.

Mengapa pengendali recloser begitu penting?

Pengendali recloser memiliki beberapa fitur kunci:

• Merasakan saluran 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 rantai sinyal untuk memastikan operasi sistem yang andal dan melindungi komponen elektronik. Isolasi juga diperlukan sebelum tautan komunikasi, dan berbagai opsi isolasi sering dibutuhkan.

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

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

Blok analog untuk pengendali recloser

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

Dengan charge pump terintegrasi, IC-IC ini mengontrol dua MOSFET N-channel back-to-back eksternal, yang dimatikan dan mengisolasi sumber daya hilir di bawah kondisi masukan 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, unggul dibandingkan dioda baterai balik tradisional. Pengawas mikroprosesor yang andal dan berdaya rendah lainnya adalah keluarga MAX6365 kami, yang dilengkapi dengan fungsi backup baterai dan gating chip-enable. 

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

Grid pintar membawa efisiensi dan keandalan yang lebih besar dalam penyampaian daya, sambil juga meningkatkan ketahanan infrastruktur daya. Oleh karena itu, ketika Anda merancang pengendali recloser Anda berikutnya, ingatlah teknologi-teknologi dasar di dalamnya—semuanya memainkan peran dalam menjaga lampu tetap menyala.