Älykkäistä mittareista on tullut nykyaikaisen sähkönjakeluinfrastruktuurin selkäranka, joka mahdollistaa etävalvonnan, kuormituksen ohjauksen ja sähköpalvelun automaattisen katkaisun tai uudelleenkytkemisen. Tämän kytkentätoiminnon ytimessä on kriittinen komponentti, joka tunnetaan nimellä magneettinen lukitusrele . Toisin kuin perinteiset sähkömekaaniset releet, jotka vaativat jatkuvaa virtaa kytkentätilan ylläpitämiseen, tämän tyyppinen rele kuluttaa energiaa vain kytkentähetkellä, joten se soveltuu erinomaisesti akkukäyttöisiin tai energiaa säästäviin mittaussovelluksiin.
Kun sähköyhtiöt pyrkivät kohti älykkäämpiä verkkoja ja kauko-ohjattavaa infrastruktuuria, alhainen virrankulutus ja pitkäaikainen mekaaninen luotettavuus yhdistävien komponenttien kysyntä on kasvanut huomattavasti. Tässä artikkelissa tarkastellaan teknisiä perusteluja, miksi tästä reletyypistä on tullut vakiovalinta älykkäiden mittarien suunnittelussa. Se kattaa sen toimintaperiaatteen, piirien käyttäytymisen, vertailun muihin reletyyppeihin ja käytännön huomioita mittausjärjestelmien komponentteja valittaessa.
A lukitusrele toimii täysin erilaisella periaatteella kuin tavalliset releet. Sen sijaan, että se luottaisi jatkuvaan käämin jännitteeseen pitääkseen koskettimet paikoillaan, se käyttää kestomagneettia tai mekaanista salpaa säilyttääkseen viimeisimmän kytketyn asennon myös virran katkaisun jälkeen. Tämä tarkoittaa, että rele pysyy "päällä" tai "pois"-tilassa rajoituksetta, kunnes uusi pulssisignaali kehottaa sitä vaihtamaan.
Ydintyöjärjestys voidaan jakaa erillisiin vaiheisiin:
Tämä pulssi ja pidä -mekanismi mahdollistaa a salpa rele käyttää virtaa vain millisekuntien ajan vaihdon aikana jatkuvan sijasta, mikä johtaa suoraan merkittäviin energiansäästöihin laajamittaisten mittarien käyttöönotoissa.
Ymmärtääkseen, miksi älykkäiden mittarien suunnittelijat suosivat tätä komponenttia, se auttaa vertaamaan sen käyttäytymistä suoraan vakioreleisiin, jotka luottavat jatkuvaan pitovirtaan.
| Ominaista | Magneettinen salpaing Relay | Perinteinen rele |
|---|---|---|
| Voimia tilan ylläpitämiseen | Ei vaadita | Tarvitaan jatkuva pitovirta |
| Energiankulutus ajan myötä | Erittäin matala, vain pulssi | Korkeampi, jatkuva veto |
| Käyttäytyminen sähkökatkon aikana | Säilyttää viimeisen kytkentätilan | Palaa oletusasentoon |
| Lämmöntuotanto | Minimaalinen, ei jatkuvaa virtaa | Huomattavissa pitkien pitojen aikana |
| Soveltuu akkuvarajärjestelmiin | Korkea | Rajoitettu |
Tämä taulukko korostaa keskeistä toiminnallista etua: skenaariossa, jossa verkkovirta katkeaa, vakiorelettä käyttävä älymittari menettäisi kytkentätilan ja oletusarvoisesti esiasetettuun tilaan. Mittari, joka on varustettu a lukitusrele säilyttää tarkan kontaktipaikkansa, mikä on välttämätöntä tarkan laskutuksen jatkuvuuden ylläpitämiseksi ja tahattomien palvelukatkosten välttämiseksi.
Käytetään kahta yleistä rakennevaihtoehtoa kytkentävaatimuksen monimutkaisuudesta riippuen: yksikelamallit ja kaksinapaiset kaksiheittokokoonpanot.
A yksikelainen lukitusrele käyttää yhtä kelakäämiä ohjaamaan sekä asetus- että palautustoimintoja käänteisen pulssin napaisuuden kautta. Tämä rakenne on kompakti ja kustannustehokas, joten se on yleinen valinta kotitalouksien älymittareiden perus on/off-katkaisutoimintoihin, joissa tarvitaan vain yksinkertainen kuormakytkin.
A lukitusrele dpdt konfiguraatio tarjoaa kaksi itsenäistä kytkentäkoskettimien sarjaa, joita ohjataan samanaikaisesti. Tämä on erityisen hyödyllistä mittaussovelluksissa, jotka edellyttävät useiden piirien kytkemistä kerralla, kuten kuormituspiirin erottaminen signalointi- tai valvontapiiristä tai redundanttien kytkentäreittien tukeminen turvallisuuden kannalta kriittisissä asennuksissa.
Monivaiheisissa tai kaksipiirisissä mittausasennuksissa DPDT-konfiguraatiot sallivat yhden ohjauspulssin synkronoida kahden erillisen virtapolun kytkennän, mikä vähentää ajoituseroja piirien välillä.
Tehokkaan rakentaminen lukitusrele circuit Älykkäät mittarit vaativat huomiota useisiin suunnittelutekijöihin pelkän releen valitsemisen lisäksi.
A 12v lukitusrele on yleinen jänniteluokka, jota käytetään mittaus- ja ohjauspaneelisovelluksissa, koska se sopii hyvin tavallisiin pienjänniteohjausvirtalähteisiin, joita on jo olemassa monissa älykkäissä mittareissa. Tämä jännitetaso tarjoaa käytännöllisen tasapainon kelan herkkyyden ja kohinansietokyvyn välillä, mikä vähentää tahattoman siirtymisen riskiä ohjauslinjan sähköhäiriöistä.
| Suunnitteluelementti | Tyypillinen käytäntö | Syy |
|---|---|---|
| Pulssin leveys | Lyhyt, kontrolloitu kesto | Varmistaa täyden lukituksen ilman liiallista energiankulutusta |
| Kuljettajan piiri | H-silta tai kaksoistransistorivaihe | Mahdollistaa kaksisuuntaisen pulssin asettamiseen ja nollaukseen |
| Suojadiodi | Asetettu kelan liittimien poikki | Vaimentaa induktiivista takapotkua |
| Ohjausjännite | Vastaa relekelan arvoa | Estää kelan ali- tai yliajon |
Sähkökäyttöiset mittauslaitteet toimivat tiukoilla pitkän aikavälin luotettavuusodotuksilla, ja niiden on usein toimittava ilman huoltoa yli vuosikymmenen ajan. Useat käytännön tekijät selittävät, miksi tästä relekategoriasta on tullut suositeltu kytkentämekanismi tässä ympäristössä.
Miljoonien käytössä olevien mittareiden kohdalla jopa pienikin vähennys valmiustilan virrankulutuksessa laitetta kohti merkitsee merkittävää energiansäästöä verkkotasolla, koska pitovirtareleet kuluttaisivat muuten virtaa jatkuvasti vuosia.
Koska kytkentäasentoa ylläpidetään mekaanisesti ja magneettisesti, mittari säilyttää kytkentä- tai katkaisutilansa sähkökatkosten kautta, mikä välttää tahattomat uudelleenkytkentä- tai katkaisutapahtumat.
Vähentynyt jatkuva virrankulku käämin läpi vähentää sisäistä lämmön kertymistä, mikä puolestaan hidastaa eristemateriaalien hajoamista ja pidentää kytkentämekanismin käyttöikää.
Pulssipohjainen ohjausmenetelmä integroituu luonnollisesti älykkäissä verkkojärjestelmissä käytettäviin digitaalisiin viestintäprotokolliin, jolloin sähkönjakeluoperaattorit voivat kauko-ohjata liipaista ja katkaista komennot minimaalisella signaalin monimutkaisuudella.
Oikean releen valinta mittaussovellukseen riippuu useista teknisistä parametreista, jotka tulee arvioida yhdessä eikä erikseen.
| Parametri | Miksi sillä on merkitystä |
|---|---|
| Nimellinen kytkentävirta | On ylitettävä suurin odotettu kuormitusvirta riittävällä marginaalilla |
| Kelan jänniteluokka | Pitäisi vastata käytettävissä olevaa ohjaustehoa, kuten 12 V:n lukitusrele pienjänniteohjausjärjestelmille |
| Yhteystiedot | Yksinapainen yksinkertaiseen kytkentään, dpdt monipiiriohjaukseen |
| Mekaaninen kestävyysluokitus | Osoittaa odotetut kytkentäjaksot tuotteen elinkaaren aikana |
| Käyttölämpötila-alue | On otettava huomioon äärimmäiset ulko- tai kotelolämpötilat |
Insinöörien tulisi myös harkita ympäristötiivistämistä, koska monet mittarit asennetaan ulos tai koteloihin, jotka ovat alttiina kosteudelle ja lämpötilan vaihteluille. Rele, jossa on asianmukaisia tiivisteitä ja korroosionkestäviä kosketinmateriaaleja, ylläpitää luotettavaa kytkentätehoa kausiolosuhteissa.
Suurin ero on siinä, kuinka kytkentätila ylläpidetään. Vakiorele vaatii jatkuvaa kelavirtaa pitääkseen koskettimet paikoillaan, kun taas lukitusrakenne käyttää magneettista tai mekaanista salpaa pitämään tilaa ilman jatkuvaa virtaa, mikä vaatii vain lyhyen pulssin asennon vaihtamiseksi.
Älykkäitä mittareita käytetään usein suuria määriä, ja ne voivat luottaa rajoitettuun varavirtalähteeseen. Valmiustilan virrankulutuksen vähentäminen parantaa järjestelmän yleistä tehokkuutta ja pidentää akun varauksen kestoa katkosten aikana.
Yksi kelarakenne ohjaa asetus- ja palautustoimintoja käänteisen pulssin napaisuuden avulla yhdessä kelassa, mikä sopii yksinkertaisiin kytkentätehtäviin. Dpdt-malli tarjoaa kaksi itsenäistä kytkentäpolkua, joita ohjataan yhdessä, mikä on hyödyllistä sovelluksissa, jotka vaativat synkronoitua monipiiriohjausta.
Kyllä, tämä on yksi sen määrittelevistä ominaisuuksista. Koska koskettimen asentoa pidetään magneettisesti tai mekaanisesti sähköisen sijasta, rele säilyttää viimeisen tilansa, vaikka ohjausteho katkaistaan.
Monissa mittaus- ja ohjauspaneelimalleissa käytetään 12 V:n lukitusrelettä, koska tämä jännite sopii hyvin yleisten pienjänniteohjauksen virtalähteiden kanssa ja tarjoaa käytännöllisen tasapainon herkkyyden ja melunkestävyyden välillä.
Elinikä riippuu kytkentätaajuudesta, kuormitusvirrasta ja ympäristöolosuhteista, mutta koska nämä releet välttävät jatkuvan kelan kuumenemisen, niiden komponentit kuluvat yleensä hitaammin kuin releet, jotka luottavat jatkuvaan pitovirtaan.
Tekijänoikeus © 2015-2021, Zhejiang Zhongxin New Energy Technology Co., Ltd. Kaikki oikeudet pidätetään Tekninen tuki:Älykäs pilvi Sähkömagneettisten releiden valmistajat Kiinan reletehdas
Englanti
