Odporniki: Ključ za zanesljivost pametnega omrežja

Ujede, padli drevesni vejci in celo baloni Mylar so dovolj, da prekineta tok struje v električnih vodih. Zato preprečujejo elektrarne odrez z opremo svojih nadzemnih distribucijskih sistemov z zanesljivimi nadzorniki za ponovno zapiranje.

V katerem koli okolju pametnega omrežja igrajo nadzorniki za ponovno zapiranje ključno vlogo pri zaznavanju in prekidanju prehodnih napak. Čeprav se mnoge kratkosti v nadzemnih vodih lahko samodejno odpravijo, pomagajo ponovna zapirala izboljšati zveznost storitve s samodejnim obnovljanjem struje po trenutni napaki.

Nadzorniki za ponovno zapiranje merijo napetost in tok nihanja struje v električnih vodih. Ko pride do vala ali napake, se reléji odprejo, da bi omejili napako in preprečili njeno širjenje po celotnem omrežju – pojav, znan kot lančna neuspešnost. Ko je napaka povzročena prehodnim dogodkom, kot je ujeda, veja drevesa ali balon (kot je omenjeno zgoraj), lahko vsi ti začasno povzročijo, da se vodi prekrivata. Nadzornik za ponovno zapiranje nadaljuje z nadzorom električnega voda in, če se prestvarnost AC stabilizira, poskusi zapreti ali "ponovno zapreti" relé. Po zaprtju, če je zaznana visoka napetost, visok tok ali druga stanja napak, se relé spet odpre. Ponovna zapirala običajno poskušajo zapreti relé tri do petkrat. Ideja je, da omogoči omrežju, da se samozdravi.

Zakaj so nadzorniki za ponovno zapiranje tako pomembni?

Nadzorniki za ponovno zapiranje imajo več ključnih značilnosti:

• Merjenje električnega voda, vključno s tremi napetostmi, tremi tokovi, enim ali dva zemeljskima spoji in običajno z redundantnostjo. Visoka točnost je bistvena, zlasti za meritve harmonik.

• Izolacija je obvezna. Izolacija je običajno implementirana tako gorišče kot dolgišče v verigi signalov, da se zagotovi zanesljiva delovanje sistema in zaščita elektronskih komponent. Izolacija je tudi potrebna pred komunikacijskimi povezavami, in pogosto so potrebne različne možnosti izolacije.

• Več virjev struje z vhodi AC in DC. Ne preseneča, da sistem vključuje baterijo, ker mora ostati v delovanju in nadaljevati z merjenjem AC voda tudi med odrezom struje.

• Komunikacija je tudi ključna za nadzornike za ponovno zapiranje, saj morajo ti sistemi komunicirati z večjim omrežjem za poročanje o dogodkih. Večina pametnih omrežij uporablja brezžične ali komunikacijske omrežja skozi vod. Enote, kot so nadzorniki za ponovno zapiranje, običajno ohranjajo tradicionalno serijsko komunikacijo, kot je RS-485, ki se prevede preko brane ali druge strojne opreme v izbrani brezžični protokol.

Analogne gradne bloke za nadzornike za ponovno zapiranje

Razvoj nadzornika za ponovno zapiranje zahteva različne ključne analogne gradne bloke. Blokovni diagram, prikazan na Sliki 1, prinaša le en primer dizajna nadzornika za ponovno zapiranje. Kot lahko vidite, obstaja več sistemskih virov struje, komunikacijskih vmesnikov, nadzora napetosti in nadzornih vezij. Kako izberete prave komponente? Visoka točnost, širok obseg zaščite vhodne napetosti, nizka poraba energije in majhen velikost so nekatere pomembne značilnosti, ki jih je treba oceniti, da bi izpolnili vaše zahteve za dizajn. MAX16126/MAX16127 vezji za zaščito pred pretokom in obratno napetostjo so primer naprav, ki te značilnosti nudijo. 

S integriranim nabojevnim pumpom ti IC kontrolirata dva zunanja N-kanalna MOSFET-a, ki se izklopijo in izolirata dolgiščni vir struje pod uničevalnimi vhodnimi pogoji. Vključujejo izhod z zastavo, ki signalizira med stanji napak. Za zaščito pred obratno napetostjo minimalizirata zunanji N-kanalni MOSFET-i padec napetosti in porabo energije med normalno delovanje, kar je boljše od tradicionalnih diod za obratno napetost. Drug zanesljiv, nizek-porabilni nadzornik mikroprocesorja je naša družina MAX6365, ki ima funkcionalnost za zaščito baterije in omrežja. 

Nadzorni vezji MAX6365, nameščeni v miniaturiziranem 8-pin SOT23 paketu, poenostavljajo nadzor struje, nadzor baterijskega varstva in zaščito pisave spomina v sistemih z mikroprocesorji. Za aplikacije, ki so vedno vklopljene, kot so nadzorniki za ponovno zapiranje, izpolnjuje zahteve linearni regulator MAX6766 z nizko porabo pri miru. MAX6766 deluje od 4V do 72V, dostavlja do 100mA naložnega toka in porablja samo 31µA pri miru.

Pametna omrežja prinašajo večjo učinkovitost in zanesljivost v dostavljanju struje, hkrati pa povečujejo vztrajnost infrastrukture za struje. Zato, ko razvijate svoj naslednji nadzornik za ponovno zapiranje, upoštevajte tehnologije znotraj – vse igrajo vlogo pri ohranjanju svetlobe.