มิเตอร์อัจฉริยะได้กลายเป็นแกนหลักของโครงสร้างพื้นฐานด้านสาธารณูปโภคที่ทันสมัย ช่วยให้สามารถตรวจสอบระยะไกล ควบคุมโหลด และตัดการเชื่อมต่อหรือเชื่อมต่อบริการไฟฟ้าโดยอัตโนมัติ หัวใจสำคัญของฟังก์ชันสวิตชิ่งนี้คือองค์ประกอบสำคัญที่เรียกว่า รีเลย์ล็อคแม่เหล็ก . แตกต่างจากรีเลย์ระบบเครื่องกลไฟฟ้าทั่วไปที่ต้องการพลังงานอย่างต่อเนื่องเพื่อรักษาสถานะสวิตช์ รีเลย์ประเภทนี้ใช้พลังงานเฉพาะในช่วงเวลาของการสวิตช์เท่านั้น ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานการวัดแสงที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่หรือที่คำนึงถึงพลังงาน
ในขณะที่บริษัทสาธารณูปโภคผลักดันไปสู่โครงข่ายอัจฉริยะและโครงสร้างพื้นฐานที่ควบคุมจากระยะไกล ความต้องการส่วนประกอบที่รวมการใช้พลังงานต่ำเข้ากับความน่าเชื่อถือทางกลในระยะยาวก็เพิ่มขึ้นอย่างมาก บทความนี้สำรวจเหตุผลทางเทคนิคว่าทำไมรีเลย์ประเภทนี้จึงกลายเป็นตัวเลือกมาตรฐานในการออกแบบมิเตอร์อัจฉริยะ ครอบคลุมหลักการทำงาน พฤติกรรมของวงจร การเปรียบเทียบกับรีเลย์ประเภทอื่นๆ และข้อควรพิจารณาในทางปฏิบัติสำหรับวิศวกรในการเลือกส่วนประกอบสำหรับระบบสูบจ่าย
A รีเลย์ล็อค ทำงานบนหลักการที่แตกต่างโดยพื้นฐานเมื่อเปรียบเทียบกับรีเลย์มาตรฐาน แทนที่จะอาศัยพลังงานคอยล์อย่างต่อเนื่องเพื่อยึดหน้าสัมผัสให้อยู่กับที่ ระบบจะใช้แม่เหล็กถาวรหรือสลักเชิงกลเพื่อรักษาตำแหน่งสวิตช์ล่าสุดแม้ว่าจะถอดปลั๊กไฟออกแล้วก็ตาม ซึ่งหมายความว่ารีเลย์จะอยู่ในสถานะ "เปิด" หรือ "ปิด" โดยไม่มีกำหนดจนกว่าสัญญาณพัลส์ใหม่จะสั่งให้เปลี่ยน
ลำดับการทำงานหลักสามารถแบ่งออกเป็นขั้นตอนต่างๆ ได้:
กลไกการเต้นของชีพจรและถือนี้เป็นสิ่งที่ช่วยให้ รีเลย์สลัก เพื่อดึงพลังงานเพียงมิลลิวินาทีระหว่างการสลับ แทนที่จะใช้พลังงานอย่างต่อเนื่อง ซึ่งแปลโดยตรงเป็นการประหยัดพลังงานอย่างมีนัยสำคัญในการใช้งานมิเตอร์ขนาดใหญ่
เพื่อให้เข้าใจว่าเหตุใดผู้ออกแบบมิเตอร์อัจฉริยะจึงชอบส่วนประกอบนี้ การเปรียบเทียบพฤติกรรมกับรีเลย์มาตรฐานที่ต้องอาศัยกระแสไฟฟ้าที่ต่อเนื่องอย่างต่อเนื่องจะช่วยได้โดยตรง
| ลักษณะเฉพาะ | สลักแม่เหล็กing Relay | รีเลย์ธรรมดา |
|---|---|---|
| อำนาจในการรักษารัฐ | ไม่จำเป็น | จำเป็นต้องมีการยึดกระแสอย่างต่อเนื่อง |
| การใช้พลังงานในช่วงเวลาหนึ่ง | ต่ำมาก เฉพาะชีพจรเท่านั้น | สูงกว่าเสมอเสมอ |
| พฤติกรรมขณะไฟฟ้าดับ | คงสถานะการสลับครั้งสุดท้ายไว้ | กลับไปสู่ตำแหน่งเริ่มต้น |
| การสร้างความร้อน | น้อยที่สุด ไม่มีกระแสไฟฟ้าที่ยั่งยืน | สังเกตเห็นได้ชัดเจนในระหว่างการถือครองเป็นเวลานาน |
| ความเหมาะสมกับระบบสำรองแบตเตอรี่ | สูง | จำกัด |
ตารางนี้เน้นย้ำถึงข้อได้เปรียบในการดำเนินงานที่สำคัญ: ในสถานการณ์ที่ไฟฟ้ากริดถูกขัดจังหวะ มิเตอร์อัจฉริยะที่ใช้รีเลย์มาตรฐานจะสูญเสียสถานะสวิตช์และค่าเริ่มต้นเป็นเงื่อนไขที่ตั้งไว้ มิเตอร์ที่ติดตั้งก รีเลย์ล็อค ยังคงตำแหน่งการติดต่อที่แน่นอน ซึ่งจำเป็นสำหรับการรักษาความต่อเนื่องในการเรียกเก็บเงินที่แม่นยำ และหลีกเลี่ยงการหยุดชะงักของบริการโดยไม่ได้ตั้งใจ
มีการใช้รูปแบบโครงสร้างทั่วไปสองแบบ ขึ้นอยู่กับความซับซ้อนของข้อกำหนดในการเปลี่ยน: การออกแบบคอยล์เดี่ยวและการกำหนดค่าแบบสองขั้ว
A รีเลย์ล็อคคอยล์เดี่ยว ใช้การพันคอยล์เดียวเพื่อควบคุมทั้งการตั้งค่าและการรีเซ็ตผ่านขั้วพัลส์แบบกลับด้าน การออกแบบนี้มีขนาดกะทัดรัดและคุ้มต้นทุน ทำให้เป็นตัวเลือกทั่วไปสำหรับฟังก์ชันการเปิด/ปิดการตัดการเชื่อมต่อพื้นฐานในมิเตอร์อัจฉริยะสำหรับที่พักอาศัย ซึ่งต้องใช้สวิตช์โหลดธรรมดาเท่านั้น
A รีเลย์ล็อค dpdt การกำหนดค่ามีชุดสวิตช์สัมผัสอิสระสองชุดที่ควบคุมพร้อมกัน สิ่งนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งในการใช้งานการวัดแสงที่จำเป็นต้องสลับวงจรหลายวงจรพร้อมกัน เช่น การแยกวงจรโหลดออกจากวงจรการส่งสัญญาณหรือการตรวจสอบ หรือการสนับสนุนเส้นทางการสลับซ้ำซ้อนสำหรับการติดตั้งที่มีความสำคัญด้านความปลอดภัย
ในการตั้งค่าการวัดแสงแบบหลายเฟสหรือสองวงจร การกำหนดค่า DPDT อนุญาตให้พัลส์ควบคุมเดี่ยวซิงโครไนซ์การสลับเส้นทางกระแสไฟฟ้าสองเส้นทางที่แยกจากกัน ช่วยลดความคลาดเคลื่อนของเวลาระหว่างวงจร
การสร้างที่มีประสิทธิภาพ รีเลย์ล็อค circuit สำหรับการใช้งานมิเตอร์อัจฉริยะต้องให้ความสนใจกับปัจจัยการออกแบบหลายประการ นอกเหนือจากการเลือกรีเลย์เท่านั้น
A รีเลย์ล็อค 12v เป็นคลาสแรงดันไฟฟ้าทั่วไปที่ใช้ในการวัดปริมาณและการใช้งานแผงควบคุม เนื่องจากเข้ากันได้ดีกับแหล่งจ่ายไฟควบคุมแรงดันต่ำมาตรฐานที่มีอยู่ในการออกแบบมิเตอร์อัจฉริยะหลายรุ่น ระดับแรงดันไฟฟ้านี้ให้ความสมดุลในทางปฏิบัติระหว่างความไวของคอยล์และการป้องกันเสียงรบกวน ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงของการสลับจากการรบกวนทางไฟฟ้าบนสายควบคุมโดยไม่ได้ตั้งใจ
| องค์ประกอบการออกแบบ | การปฏิบัติโดยทั่วไป | เหตุผล |
|---|---|---|
| ความกว้างของพัลส์ | ระยะเวลาสั้นและควบคุมได้ | รับประกันการล็อคเต็มโดยไม่ใช้พลังงานมากเกินไป |
| วงจรขับ | H-bridge หรือสเตจทรานซิสเตอร์คู่ | อนุญาตให้พัลส์แบบสองทิศทางสำหรับการตั้งค่าและรีเซ็ต |
| ไดโอดป้องกัน | วางขวางขั้วคอยล์ | ระงับการเตะกลับแบบเหนี่ยวนำ |
| ควบคุมแรงดันไฟฟ้า | จับคู่กับพิกัดคอยล์รีเลย์ | ป้องกันการขับคอยล์ต่ำหรือสูงเกินไป |
อุปกรณ์สูบจ่ายเกรดอเนกประสงค์ทำงานภายใต้ความคาดหวังความน่าเชื่อถือในระยะยาวที่เข้มงวด โดยมักจะต้องทำงานโดยไม่ต้องบำรุงรักษาเป็นเวลานานกว่าทศวรรษ ปัจจัยเชิงปฏิบัติหลายประการอธิบายว่าทำไมหมวดหมู่รีเลย์นี้จึงกลายเป็นกลไกการสลับที่ต้องการในสภาพแวดล้อมนี้
ทั่วทั้งมิเตอร์ที่ใช้งานหลายล้านเมตร การลดการใช้พลังงานสแตนด์บายต่ออุปกรณ์เพียงเล็กน้อยก็แปลเป็นการประหยัดพลังงานอย่างมีนัยสำคัญในระดับกริด เนื่องจากรีเลย์กักกระแสอาจใช้พลังงานอย่างต่อเนื่องเป็นเวลาหลายปี
เนื่องจากตำแหน่งสวิตช์ได้รับการบำรุงรักษาโดยกลไกและทางแม่เหล็ก มิเตอร์จึงคงสถานะการเชื่อมต่อหรือตัดการเชื่อมต่อไว้เนื่องจากการขัดจังหวะกำลังไฟฟ้า หลีกเลี่ยงเหตุการณ์การเชื่อมต่อใหม่หรือการตัดการเชื่อมต่อโดยไม่ได้ตั้งใจ
การไหลของกระแสอย่างต่อเนื่องที่ลดลงผ่านคอยล์จะช่วยลดการสะสมความร้อนภายใน ซึ่งจะช่วยชะลอการเสื่อมสภาพของวัสดุฉนวน และยืดอายุการใช้งานของกลไกการสวิตชิ่งอีกด้วย
วิธีการควบคุมแบบพัลส์ผสานรวมเข้ากับโปรโตคอลการสื่อสารดิจิทัลที่ใช้ในระบบกริดอัจฉริยะอย่างเป็นธรรมชาติ ช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานสาธารณูปโภคสามารถเรียกใช้คำสั่งเชื่อมต่อและยกเลิกการเชื่อมต่อจากระยะไกลโดยมีความซับซ้อนของสัญญาณน้อยที่สุด
การเลือกรีเลย์ที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานสูบจ่ายจะขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ทางเทคนิคหลายประการที่ควรได้รับการประเมินร่วมกัน แทนที่จะแยกออกจากกัน
| พารามิเตอร์ | ทำไมมันถึงสำคัญ |
|---|---|
| จัดอันดับกระแสสลับ | ต้องเกินกระแสโหลดสูงสุดที่คาดไว้โดยมีระยะขอบเพียงพอ |
| ระดับแรงดันไฟฟ้าคอยล์ | ควรตรงกับกำลังควบคุมที่มีอยู่ เช่น รีเลย์ล็อค 12v สำหรับระบบควบคุมแรงดันต่ำ |
| การกำหนดค่าการติดต่อ | ขั้วเดี่ยวสำหรับการสลับอย่างง่าย dpdt สำหรับการควบคุมหลายวงจร |
| คะแนนความทนทานทางกล | ระบุรอบการสลับที่คาดหวังตลอดอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์ |
| ช่วงอุณหภูมิในการทำงาน | ต้องรองรับอุณหภูมิกลางแจ้งหรืออุณหภูมิตู้สูงสุด |
วิศวกรควรพิจารณาการปิดผนึกด้านสิ่งแวดล้อม เนื่องจากมีการติดตั้งมิเตอร์หลายเมตรไว้กลางแจ้งหรือในตู้ที่สัมผัสกับความชื้นและอุณหภูมิที่ผันผวน รีเลย์ที่มีการซีลที่เหมาะสมและวัสดุหน้าสัมผัสที่ทนต่อการกัดกร่อนจะรักษาประสิทธิภาพการสลับที่เชื่อถือได้ในทุกสภาวะตามฤดูกาล
ความแตกต่างที่สำคัญอยู่ที่วิธีการรักษาสถานะการสลับ รีเลย์มาตรฐานต้องใช้กระแสคอยล์ต่อเนื่องเพื่อยึดหน้าสัมผัสให้อยู่ในตำแหน่ง ในขณะที่การออกแบบการล็อคใช้สลักแม่เหล็กหรือกลไกเพื่อคงสถานะโดยไม่มีกำลังไฟฟ้าต่อเนื่อง เพียงใช้จังหวะสั้นๆ เพื่อเปลี่ยนตำแหน่ง
มิเตอร์อัจฉริยะมักมีการใช้งานเป็นจำนวนมากและอาจต้องใช้แหล่งพลังงานสำรองที่จำกัด การลดการใช้พลังงานสแตนด์บายช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมของระบบและขยายระยะเวลาการสำรองข้อมูลแบตเตอรี่ในระหว่างที่ไฟดับ
การออกแบบคอยล์เดี่ยวจะควบคุมการตั้งค่าและรีเซ็ตฟังก์ชันผ่านขั้วพัลส์แบบกลับขั้วบนคอยล์เดียว เหมาะสำหรับงานสวิตช์ธรรมดา การออกแบบ dpdt ให้เส้นทางสวิตชิ่งอิสระสองเส้นทางที่ควบคุมร่วมกัน ซึ่งมีประโยชน์สำหรับการใช้งานที่ต้องการการควบคุมหลายวงจรแบบซิงโครไนซ์
ใช่แล้ว นี่คือหนึ่งในคุณสมบัติที่กำหนดของมัน เนื่องจากตำแหน่งหน้าสัมผัสถูกยึดไว้ในลักษณะแม่เหล็กหรือกลไกแทนที่จะเป็นแบบไฟฟ้า รีเลย์จึงคงสถานะสุดท้ายไว้แม้ว่าจะถอดกำลังควบคุมออกแล้วก็ตาม
การออกแบบมาตรวัดและแผงควบคุมจำนวนมากใช้แลตชิ่งรีเลย์ 12v เนื่องจากแรงดันไฟฟ้านี้สอดคล้องกับแหล่งจ่ายไฟควบคุมแรงดันต่ำทั่วไปได้ดี และให้ความสมดุลในทางปฏิบัติของความไวและความต้านทานต่อสัญญาณรบกวน
อายุการใช้งานขึ้นอยู่กับความถี่ในการสวิตชิ่ง กระแสโหลด และสภาพแวดล้อม แต่เนื่องจากรีเลย์เหล่านี้หลีกเลี่ยงการให้ความร้อนกับคอยล์อย่างต่อเนื่อง โดยทั่วไปแล้วส่วนประกอบจะเสื่อมสภาพช้าลงเมื่อเปรียบเทียบกับรีเลย์ที่ต้องอาศัยกระแสไฟคงที่
ลิขสิทธิ์ © 2015-2021, เจ้อเจียงจงซินนิวพลังงานเทคโนโลยี จำกัด สงวนลิขสิทธิ์การสนับสนุนทางเทคนิค：คลาวด์อัจฉริยะ ผู้ผลิตรีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้า โรงงานรีเลย์จีน
ภาษาอังกฤษ
