Mga Controller ng Recloser: Susi sa Katatagan ng Smart Grid

Ang pagbabad ng kidlat, ang mga nabangga na punong kahoy, at kahit ang mga Mylar balloons ay sapat na upang maputol ang daloy ng kuryente sa power lines. Dahil dito, ang mga kompanya ng utilities ay nag-iimbak ng mga reliyable na recloser controllers sa kanilang overhead distribution systems upang maiwasan ang mga pagkawasak.

Sa anumang smart grid environment, ang mga recloser controllers ay gumagampan ng mahalagang papel sa pagtukoy at pag-interrupt ng mga pansamantalang pagkawasak. Bagama't maraming maikling short circuits sa overhead lines ang maaaring mag-resolve ng kanilang sarili, ang mga reclosers ay tumutulong sa pagpapabuti ng patuloy na serbisyo sa pamamagitan ng automatic restoration ng kuryente pagkatapos ng isang momentary fault.

Ang mga recloser controllers ay nakakadetect ng voltage at current ng AC transmission sa power lines. Kapag may surge o pagkawasak, ang mga power relays ay bukas upang mapigilan ang pagkawasak at hindi ito magkalat sa buong grid—na kilala bilang cascading failure. Kapag ang pagkawasak ay dulot ng isang pansamantalang pangyayari—tulad ng kidlat, punong kahoy, o balloons (tulad ng binanggit na kanina)—ang anumang ito ay maaaring pansamantalang mag-cause ng paglalapot ng linya. Ang recloser controller ay patuloy na nagsusuri ng power line at, kapag ang AC performance ay istabilized, ito ay susubukan na i-close o "reclose" ang relay. Pagkatapos ng closing, kapag mataas na voltage, mataas na current, o ibang kondisyon ng pagkawasak ay natukoy, ang relay ay bubuksan muli. Ang mga reclosers ay karaniwang sumusubok na i-reclose ang relay tatlo hanggang limang beses. Ang ideya ay upang payagan ang grid na self-heal.

Bakit mahalaga ang mga recloser controllers?

Ang mga recloser controllers ay may ilang mahahalagang katangian:

• Nagsusuri ng power line, kasama ang tatlong voltages, tatlong currents, isa o dalawang grounds, at karaniwang may redundancy. Mahalaga ang mataas na katumpakan, lalo na para sa harmonic measurements.

• Ang isolation ay kinakailangan. Karaniwan itong ipinapatupad sa upstream at downstream sa signal chain upang tiyakin ang reliable system operation at protektahan ang electronic components. Kinakailangan din ang isolation bago ang communication links, at maraming opsyon ng isolation ang kadalasang kailangan.

• Maraming power supplies na may parehong AC at DC inputs. Hindi nakakagulat, ang sistema ay may battery dahil kailangan itong manatiling operational at patuloy na nagsusuri ng AC line kahit sa panahon ng pagkawasak ng kuryente.

• Ang communication ay mahalaga rin para sa mga recloser controllers, dahil kailangan nitong makipag-ugnayan sa mas malaking grid upang ireport ang mga pangyayari. Karamihan sa mga smart grids ay gumagamit ng wireless o power-line communication networks. Ang mga unit tulad ng recloser controllers kadalasang nai-retain pa rin ang traditional serial communication, tulad ng RS-485, na ina-convert via gateway o ibang hardware sa kanilang napiliang wireless protocol.

Analog building blocks para sa recloser controllers

Ang pagdidisenyo ng isang recloser controller ay nangangailangan ng iba't ibang mahahalagang analog building blocks. Ang block diagram na ipinakita sa Figure 1 ay nagbibigay ng isang halimbawa lamang ng disenyo ng recloser controller. Tulad ng makikita, may maraming system power supplies, communication interfaces, voltage monitoring, at supervisory circuits. Paano mo pipiliin ang tamang component? Ang mataas na katumpakan, malawak na input voltage protection range, mababang power consumption, at maliit na sukat ay ilan sa mga mahahalagang katangian na dapat uringin upang matugunan ang iyong mga requirement sa disenyo. Ang MAX16126/MAX16127 load-dump/reverse-voltage protection circuits ay isang halimbawa ng mga device na nagbibigay ng mga katangian na ito. 

May integrated charge pump, ang mga IC na ito ay kontrolado ang dalawang external back-to-back N-channel MOSFETs, na nagsasara at naghihiwalay sa downstream power supply sa destructive input conditions. Mayroon itong flag output na nag-signal sa oras ng fault conditions. Para sa reverse-voltage protection, ang external back-to-back MOSFETs ay mininimize ang voltage drop at power loss sa normal operations, na mas epektibo kaysa sa traditional reverse-battery diodes. Ang isa pang reliable, low-power microprocessor supervisor ay ang aming MAX6365 family, na may backup battery at chip-enable gating functionality. 

Ang MAX6365 supervisory circuit, na naka-housed sa miniature 8-pin SOT23 package, ay nagpapadali ng power-supervision, battery-backup control, at memory write-protection functions sa microprocessor systems. Para sa mga always-on applications tulad ng recloser controllers, ang low quiescent-current MAX6766 linear regulator ay tugon sa requirement. Ang MAX6766 ay nag-ooperate mula 4V hanggang 72V, nag-deliver ng hanggang 100mA ng load current, at gumagamit lamang ng 31µA ng quiescent current.

Ang mga smart grids ay nagdudulot ng mas mataas na epektividad at reliability sa power delivery, at nagpapataas din ng resilience ng power infrastructure. Kaya, kapag ikaw ay nagdidisenyo ng iyong susunod na recloser controller, tandaan ang mga teknolohiya sa loob—lahat sila ay may papel sa pagsiguro na ang mga ilaw ay laging naka-on.