อุปกรณ์ควบคุมรีคลอเซอร์: หัวใจสำคัญของการเชื่อมโยงระบบไฟฟ้าอัจฉริยะ

ฟ้าผ่า ต้นไม้ที่ล้ม และแม้กระทั่งลูกโป่งมายลาร์ก็เพียงพอที่จะทำให้การไหลของไฟฟ้าในสายส่งไฟฟ้าหยุดชะงักได้ นั่นคือเหตุผลที่บริษัทสาธารณูปโภคป้องกันการขัดข้องโดยติดตั้งระบบควบคุมรีคลอเซอร์ที่เชื่อถือได้ในระบบกระจายไฟฟ้าทางอากาศ

ในสภาพแวดล้อมของกริดสมาร์ท ระบบควบคุมรีคลอเซอร์มีบทบาทสำคัญในการตรวจจับและขัดขวางความผิดพลาดชั่วคราว แม้ว่าวงจรป้อนกลับหลายวงจรบนสายส่งไฟฟ้าทางอากาศสามารถแก้ไขตัวเองได้ แต่รีคลอเซอร์ช่วยเพิ่มความต่อเนื่องของการให้บริการโดยการคืนกำลังไฟฟ้าโดยอัตโนมัติหลังจากเกิดความผิดพลาดชั่วขณะ

ระบบควบคุมรีคลอเซอร์ตรวจจับแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าของสายส่งไฟฟ้าแบบ AC เมื่อมีการกระชากหรือความผิดพลาดเกิดขึ้น รีเลย์ไฟฟ้าจะเปิดเพื่อควบคุมความผิดพลาดและป้องกันไม่ให้ความผิดพลาดกระจายไปทั่วระบบซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่เรียกว่าการล้มเหลวแบบลูกโซ่ เมื่อความผิดพลาดเกิดจากเหตุการณ์ชั่วคราว เช่น ฟ้าผ่า ต้นไม้ที่ล้ม หรือลูกโป่ง (ตามที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้) ซึ่งอาจทำให้สายส่งไฟฟ้าขัดขวางกันชั่วคราว ระบบควบคุมรีคลอเซอร์จะตรวจสอบสายส่งไฟฟ้าต่อไป และหากประสิทธิภาพของ AC คงที่ จะพยายามปิดหรือ "รีคลอส" รีเลย์ หากพบแรงดันไฟฟ้าสูง กระแสไฟฟ้าสูง หรือเงื่อนไขความผิดพลาดอื่น ๆ หลังจากปิด รีเลย์จะเปิดอีกครั้ง รีคลอเซอร์มักจะพยายามรีคลอสรีเลย์สามถึงห้าครั้ง แนวคิดคือเพื่อให้ระบบสามารถฟื้นฟูตัวเองได้

ทำไมระบบควบคุมรีคลอเซอร์จึงสำคัญ?

ระบบควบคุมรีคลอเซอร์มีคุณสมบัติสำคัญหลายอย่าง:

• ตรวจจับสายส่งไฟฟ้า รวมถึงแรงดันไฟฟ้าสามเฟส กระแสไฟฟ้าสามเฟส ดินหนึ่งหรือสองตำแหน่ง และมักจะมีระบบสำรอง การวัดที่แม่นยำเป็นสิ่งจำเป็น โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการวัดฮาร์โมนิก

• การแยกส่วนเป็นสิ่งจำเป็น การแยกส่วนมักจะดำเนินการทั้งทางเข้าและทางออกในสายสัญญาณเพื่อให้ระบบทำงานได้อย่างเชื่อถือได้และปกป้องส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ นอกจากนี้ยังต้องการการแยกส่วนก่อนการเชื่อมโยงการสื่อสาร และมักจะต้องใช้ตัวเลือการแยกส่วนหลายแบบ

• แหล่งจ่ายไฟหลายแห่งทั้งแบบ AC และ DC ไม่ต้องสงสัยเลยว่าระบบจะมีแบตเตอรี่เพราะต้องทำงานต่อเนื่องและทำการตรวจจับสายส่งไฟฟ้า AC แม้ในกรณีที่ไฟฟ้าขัดข้อง

• การสื่อสารยังเป็นสิ่งสำคัญสำหรับระบบควบคุมรีคลอเซอร์ เนื่องจากระบบเหล่านี้ต้องสื่อสารกับระบบไฟฟ้าขนาดใหญ่เพื่อรายงานเหตุการณ์ ส่วนใหญ่ของระบบไฟฟ้าสมาร์ทจะใช้เครือข่ายการสื่อสารแบบไร้สายหรือผ่านสายส่งไฟฟ้า หน่วยงานเช่น ระบบควบคุมรีคลอเซอร์ มักจะยังคงการสื่อสารแบบอนุกรมแบบดั้งเดิม เช่น RS-485 ซึ่งจะถูกแปลงผ่านทางเข้าหรือฮาร์ดแวร์อื่น ๆ เป็นโปรโตคอลไร้สายที่เลือก

ส่วนประกอบอะนาล็อกสำหรับระบบควบคุมรีคลอเซอร์

การออกแบบระบบควบคุมรีคลอเซอร์ต้องใช้ส่วนประกอบอะนาล็อกที่สำคัญหลายอย่าง แผนภาพบล็อกที่แสดงในรูปที่ 1 เป็นเพียงตัวอย่างหนึ่งของการออกแบบระบบควบคุมรีคลอเซอร์ ดังที่เห็น มีแหล่งจ่ายไฟระบบหลายแห่ง อินเทอร์เฟซการสื่อสาร การตรวจสอบแรงดันไฟฟ้า และวงจรควบคุม คุณจะเลือกส่วนประกอบที่เหมาะสมอย่างไร? ความแม่นยำสูง ช่วงแรงดันไฟฟ้าป้องกันที่กว้าง การใช้พลังงานต่ำ และขนาดเล็กเป็นคุณลักษณะสำคัญที่ควรประเมินเพื่อตอบสนองความต้องการในการออกแบบของคุณ MAX16126/MAX16127 วงจรป้องกันโหลดดัมป์/แรงดันไฟฟ้าย้อนกลับเป็นตัวอย่างของอุปกรณ์ที่มีคุณสมบัติเหล่านี้

ด้วยชาร์จพัมป์ที่รวมอยู่ ICs นี้ควบคุม MOSFET N-channel สองตัวที่ติดต่อกันซึ่งจะปิดและแยกแหล่งจ่ายไฟทางออกภายใต้สภาพการทำงานที่ทำลาย พวกมันมีเอาต์พุตแฟล็กที่ส่งสัญญาณในระหว่างสภาพความผิดพลาด สำหรับการป้องกันแรงดันไฟฟ้าย้อนกลับ MOSFET ที่ติดต่อกันภายนอกลดแรงดันไฟฟ้าและการสูญเสียพลังงานระหว่างการทำงานปกติ ทำให้ดีกว่าไดโอดแบบดั้งเดิมที่ใช้สำหรับแบตเตอรี่ย้อนกลับ อีกตัวอย่างหนึ่งของไมโครโปรเซสเซอร์ที่เชื่อถือได้และใช้พลังงานต่ำคือครอบครัว MAX6365 ซึ่งมีฟังก์ชันการป้องกันแบตเตอรี่สำรองและการควบคุมการเปิดใช้งานชิป

วงจรควบคุม MAX6365 ที่บรรจุอยู่ในแพ็คเกจ SOT23 ขนาดเล็ก 8 พิน ทำให้ง่ายต่อการควบคุมการจ่ายไฟ การควบคุมแบตเตอรี่สำรอง และการป้องกันการเขียนข้อมูลในระบบไมโครโปรเซสเซอร์ สำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องทำงานตลอดเวลาเช่น ระบบควบคุมรีคลอเซอร์ วงจรปรับแรงดันแบบเสถียร MAX6766 ที่ใช้พลังงานต่ำตรงตามความต้องการ MAX6766 ทำงานตั้งแต่ 4V ถึง 72V มอบกระแสโหลดสูงสุด 100mA และใช้กระแสไฟฟ้าพื้นฐานเพียง 31µA

ระบบไฟฟ้าสมาร์ทนำความมีประสิทธิภาพและความเชื่อถือได้มาสู่การจัดส่งไฟฟ้า พร้อมกับเพิ่มความทนทานของโครงสร้างพื้นฐานทางไฟฟ้า ดังนั้น เมื่อคุณออกแบบระบบควบคุมรีคลอเซอร์ตัวต่อไป ให้ระลึกถึงเทคโนโลยีภายในที่อยู่เบื้องหลัง—ทั้งหมดมีบทบาทในการรักษาแสงสว่าง