Автоматичні вмикачі: ключ до надійності інтелектуальної мережі

Блискавки, повалені гілки дерев та навіть мітральні кульки можуть достатньо, щоб перервати потік струму по електромережах. Саме тому енергетичні компанії запобігають відключенням, оснащуючи свої надземні системи розподілу надійними контролерами повторного закриття.

У будь-якому інтелектуальному електромережі (smart grid) контролери повторного закриття відіграють ключову роль у виявленні та перериванні транзитних аварій. Хоча багато коротких замикань на надземних лініях можуть самостійно вирішитися, повторні закриття допомагають покращити безперервність послуг, автоматично відновлюючи живлення після хвилинної аварії.

Контролери повторного закриття відстежують напругу та струм по електромережах. Коли відбувається спалах або аварія, релєї відкриваються, щоб зупинити аварію та запобігти її поширенню на всій мережі — цей явище відоме як каскадне відключення. Коли аварія викликана транзитним подією, таким як блискавка, гілки дерев чи кульки (як зазначалося раніше), будь-яка з цих причин може тимчасово призвести до перехресного з'єднання ліній. Контролер повторного закриття продовжує моніторинг електромережі, і, якщо показники AC стабілізуються, спробує закрити або "повторно закрити" релє. Після закриття, якщо виявлено завищену напругу, великий струм або іншу аварійну ситуацію, релє знову відкривається. Зазвичай повторні закриття спробують закрити релє три-п'ять разів. Ідея полягає в тому, щоб дозволити мережі самоусунути аварію.

Чому контролери повторного закриття так важливі?

Контролери повторного закриття мають кілька ключових характеристик:

• Виявлення параметрів електромережі, включаючи три напруги, три струми, одну або дві землі, і, зазвичай, резервування. Висока точність є необхідною, особливо для гармонічних вимірювань.

• Ізоляція є обов'язковою. Ізоляція, як правило, реалізується як вгорі, так і внизу сигналу, щоб забезпечити надійну роботу системи та захист електронних компонентів. Ізоляція також потрібна перед комунікаційними зв'язками, і часто потрібні різні варіанти ізоляції.

• Багато джерел живлення з входами як AC, так і DC. Не дивно, що система включає аккумулятор, оскільки вона повинна залишатися в роботі та продовжувати виявлення параметрів AC лінії навіть під час відключення електроенергії.

• Комунікація також є критично важливою для контролерів повторного закриття, оскільки ці системи повинні спілкуватися з більшою мережею для звітування про події. Більшість інтелектуальних мереж використовують бездротові або мережеві комунікації через електромережу. Одиниці, такі як контролери повторного закриття, часто все ще зберігають традиційні серійні комунікації, такі як RS-485, які конвертуються шляхом шлюзу або іншого обладнання в обраний бездротовий протокол.

Аналогові блоки для контролерів повторного закриття

Проектування контролера повторного закриття потребує різних критичних аналогових блоків. Схема, показана на рисунку 1, надає лише один приклад проектування контролера повторного закриття. Як ви бачите, є кілька системних джерел живлення, інтерфейсів комунікації, супроводжуючих цепей вимірювання напруги. Як вибрати правильні компоненти? Висока точність, широкий діапазон захисту від входової напруги, низьке споживання енергії та невеликий розмір — це деякі важливі характеристики, які треба оцінити, щоб задовольнити ваші проектні вимоги. Примером таких пристроїв є MAX16126/MAX16127, які забезпечують захист від перегоріння та зворотного напруги.

З інтегрованим зарядним насосом, ці МІК керують двома зовнішніми N-канальними MOSFET, які відключаються та ізольюють нижче за деструктивними входовими умовами. Вони включають вихідний сигнал, який активується під час аварійних ситуацій. Для захисту від зворотного напруги, зовнішні N-канальні MOSFET мінімізують падіння напруги та втрати енергії під час нормальної роботи, перевершуючи традиційні диоди зворотного напруги. Інший надійний, низькоенергетичний супервайзер мікропроцесора — наша серія MAX6365, яка має функції резервного акумулятора та управління включенням чипа.

Супервайзерська схема MAX6365, розташована в мініатюрному корпусі SOT23 на 8 контактів, спрощує управління живленням, контролю резервного акумулятора та захист пам'яті в системах з мікропроцесорами. Для застосувань, які завжди в роботі, таких як контролери повторного закриття, лінійний регулятор MAX6766 відповідає вимогам. MAX6766 працює від 4V до 72V, забезпечує до 100mA струму завантаження та споживає лише 31µA струму в режимі очікування.

Інтелектуальні електромережі приносять більшу ефективність та надійність у доставку електроенергії, а також підвищують стійкість енергетичної інфраструктури. Тому, коли ви проектуєте свій наступний контролер повторного закриття, пам'ятайте про підлеглі технології — вони всі відіграють роль у підтримці електроенергії.