Enerji Sektörünü Değiştiren Röle

Yüzyılı aşkın bir süredir kamu hizmeti şirketleri, güç sistemlerini şiddetli hava, kazalar ve diğer anormal koşullar sırasında meydana gelebilecek hasarlara karşı korumak için elektromekanik röleler kullandılar. Ancak röleler ne arızaları tespit edebiliyor ne de olanları tam olarak kaydedebiliyordu.

Ardından, 1977’de, Edmund O. Schweitzer III doktora tezinin bir parçası olarak dijital mikroişlemci tabanlı röleyi icat etti. 1 kilometre yarıçapındaki bir arızayı tespit edebilen Schweitzer rölesi, hizmet güvenilirliği, güvenliği ve verimliliği için yeni standartlar belirledi.

Rölesini geliştirmek ve üretmek için Schweitzer Mühendislik Laboratuvarları SEL, bugün 165’ten fazla ülkede elektrik güç sistemlerini koruyan, izleyen, kontrol eden ve otomatikleştiren yüzlerce ürün üretiyor.

Bir IEEE Life Fellow olan Schweitzer, şirketinin başkanı ve teknolojiden sorumlu başkanıdır. SEL’i yedi işçiyle kurdu; şimdi 6.000’den fazla var.

Çalışanların sahip olduğu 40 yıllık şirket büyümeye devam ediyor. Amerika Birleşik Devletleri’nde dört üretim tesisi bulunmaktadır. Mart ayında Moskova, Idaho’da açılan en yenisi baskılı devre kartları üretiyor.

Schweitzer, çalışmaları için pek çok ödül aldı. Güç Mühendisliğinde 2012 IEEE Madalyası. 2019’da ABD’ye alındı Ulusal Mucitler Onur Listesi.

Güç elektroniğindeki gelişmeler

Güç sistemi arızaları, bir ağaç veya araç bir elektrik hattına çarptığında, bir şebeke operatörü hata yaptığında veya ekipman arızalandığında meydana gelebilir. Arıza, devrenin bazı bölümlerine ekstra akım göndererek devreyi kısa devre yapar.

Ekipmanı korumak ve güç kaynağının sürekliliğini sağlamak amacıyla kurulmuş uygun bir şema veya cihaz yoksa, şebeke boyunca bir kesinti veya elektrik kesintisi yayılabilir.

Yine de meydana gelebilecek tek hasar aşırı akım değildir. Arızalar ayrıca voltajları, frekansları ve akımın yönünü değiştirebilir.

Bir koruma şeması, arızayı şebekenin geri kalanından hızlı bir şekilde ayırmalı, böylece yerinde hasarı sınırlamalı ve arızanın sistemin geri kalanına yayılmasını önlemelidir. Bunu yapmak için koruma cihazları kurulmalıdır.

İşte burada Schweitzer’in dijital mikroişlemci tabanlı rölesi devreye giriyor. Schweitzer bunu 1982’de mükemmelleştirdi. Daha sonra ticarileştirildi ve SEL-21 dijital mesafe rölesi/hata bulucu olarak satıldı.

Elektrik kesintisi ve koruyucu röleler kitabından esinlenilmiştir

Schweitzer, bayrak yarışının kısmen üniversitenin ilk yılında gerçekleşen bir olaydan ilham aldığını söylüyor.

“1965 yılında, ben üniversitede birinci sınıf öğrencisiyken Purdue Üniversitesi, ABD’nin Kuzeydoğusu ve Ontario, Kanada’da büyük bir elektrik kesintisi milyonları saatlerce elektriksiz bıraktı” diye hatırlıyor. “Oldukça önemli bir olaydı ve çok iyi hatırlıyorum. Ondan birçok ders aldım. Birincisi, gücü geri kazanmanın ne kadar zor olduğuydu.”

Kitaptan da ilham aldığını söylüyor. Koruyucu Röleler: Teorileri ve Uygulamaları. Mühendislik yüksek lisans öğrencisiyken okudu. Washington Eyalet ÜniversitesiPullman’da.

“Kitabı perşembe günü dersler başlamadan önce aldım ve hafta sonu okudum” diyor. “Bunu elimden bırakamadım. bağımlıydım.

“Bu katı hal aygıtlarının özel amaçlı sinyal işlemciler olduğunu anladım. Güç sistemlerinden gelen voltajı ve akımı okurlar ve güç sistemi aparatlarının doğru çalışıp çalışmadığına karar verirler. Dijital sinyal işleme hakkında bildiklerimi nasıl alıp bir elektrik güç sistemini korumak için bir mikroişlemci içinde çalıştırabileceğimi düşünmeye başladım.”

4-bit ve 8-bit mikroişlemciler o zamanlar yeniydi.

“Bence çoğu icat böyle başlar: yeni şeyler yapmak için bir teknolojiyi alıp diğeriyle bir araya getirmek” diyor. “Mikroişlemcinin mucitlerinin, insanların onu ne amaçla kullanacağı hakkında hiçbir fikri yoktu. Bu harika.”

Sinyal işleme, sinyal analizi ve dijital tekniklerin nasıl kullanılacağı ile 1968’de ABD’de çalışırken ilk işinde tanıştığını söylüyor. savunma Bakanlığı Maryland’deki Fort Meade’de.

Hataları gidermenin ve siber güvenliği iyileştirmenin daha hızlı yolları

Schweitzer, elektrik güç sistemlerini korumanın ve kontrol etmenin yollarını keşfetmeye devam ediyor. 2016 yılında şirketi piyasaya sürdü HÜCRE-T400Lışık hızında hareket eden hareket eden dalgalar arasındaki süreyi tespit etmek için her mikrosaniyede bir güç sistemini örnekleyen. Fikir, iletim hattı arızalarını hızlı bir şekilde tespit etmek ve bulmaktır.

Röle, 1 ila 2 milisaniye içinde bir devreyi açıp açmamaya veya başka eylemler gerçekleştirmeye karar verir. Önceden, 16 ms mertebesinde bir koruma rölesi alıyordu. Yüksek voltajlı AC devrelerinde tipik bir devre kesicinin açması 30 ila 40 ms sürer.

“Mikroişlemcinin mucitlerinin, insanların onu ne amaçla kullanacağı hakkında hiçbir fikri yoktu. Bu harika.”

Schweitzer, “Hız ihtiyacı hakkında konuşmayı seviyorum” diyor. “Bu gün ve yaşta, bir hatayı temizlemek için beklemek için hiçbir sebep yok. Daha hızlı açma, voltaj ve açı kararlılığı, güvenlik, yangın riskini azaltma ve elektrikli ekipmana zarar verme açısından muazzam bir fırsattır.

“Ayrıca daha hızlı devreye girerek mevcut altyapıdan çok daha fazlasını elde edebileceğiz. Kaydedilen temizleme süresindeki her milisaniye için, iletim sistemi kararlılık limitleri 15 megavat artar. Bu, milisaniye başına yaklaşık bir besleyici demektir. Yani, 12 ms tasarruf edersek, birdenbire bir iletim sisteminin bir parçasından 12 dağıtım fiderine daha hizmet verebiliriz.”

Zaman etki alanı teknolojisi, trafo ve dağıtım koruma şemalarında da uygulama bulacaktır, ayrıca DC iletimi üzerinde önemli bir etkiye sahip olacağını söylüyor.

Bugün Schweitzer’i heyecanlandıran şeyin, kendisinin ve SEL’in üzerinde çalıştığı enerji paketleri konsepti olduğunu söylüyor. Paketler, bozulmuş AC sistemleri veya DC ağları dahil olmak üzere tüm sinyaller için enerji alışverişini ölçer.

“Enerji paketleri, frekans veya faz açısından bağımsız olarak enerji transferini hassas bir şekilde ölçer ve her milisaniye gibi ortak bir zaman referansıyla sabit bir hızda güncellenir” diyor. “Zaman alanlı enerji paketleri, kontrol sistemlerini hızlandırma ve bozulmuş sistemlerde enerjiyi doğru bir şekilde ölçme fırsatı sunuyor; bu da geleneksel frekans alanlı hesaplama yöntemlerine meydan okuyor.”

Ayrıca siber güvenliği, durumsal farkındalığı ve performansı iyileştirerek kritik altyapı ağlarının güvenilirliğini artırmaya odaklanıyor. Tak ve çalıştır ve en iyi çabayla ağ oluşturma, kritik altyapı için yeterince güvenli değil, diyor.

“OT SDN SEÇ teknoloji bazı önemli siber güvenlik sorunlarını çözüyor” diyor ve “doğrusu, Ethernet’i bir trafo merkezinde ilk kez kullanırken kendimi rahat hissetmemi sağlıyor.”

Mühendislik profesöründen mucide

Schweitzer kendi şirketini kurmayı planlayarak başlamadı. 1977 yılında elektrik mühendisliği fakültesine katıldıktan sonra akademide başarılı bir kariyere başladı. Ohio Üniversitesi, Atina’da. İki yıl sonra, öğretmenlik yaptığı Pullman, Wash’a taşındı. Washington EyaletiÖnümüzdeki altı yıl boyunca Voiland Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi’nde. Ancak SEL-21’in satışları başladıktan sonra kendini tam zamanlı olarak girişimine adamaya karar verdi.

Babası ve büyükbabası mucitler ve girişimciler olduğu için Schweitzer’in bir mucit olması ve kendi şirketini kurması pek şaşırtıcı değil.

Dedesi, Edmund O. Schweitzer87 patente sahip olan, 1911’de Nicholas J. Conrad ile işbirliği içinde ilk güvenilir yüksek voltaj sigortasını icat etti. S&C Elektrik A.Ş.-Şikago’da.

Schweitzer’in babası, Edmund O. Schweitzer Jr., 208 patente sahipti. Hattan güç alan birkaç arıza gösteren cihaz icat etti ve EO Schweitzer İmalat A.Ş. 1949’da. Artık SEL’in bir parçası.

Schweitzer, bir arkadaşının kendisine iş kurma konusunda aldığı en iyi finansal tavsiyeyi verdiğini söylüyor: Paranı biriktir.

Schweitzer, “6.000’den fazla kişiden oluşan şirketimizin yüzde 100 çalışanlara ait olmasından gurur duyuyorum” diyor. “Geleceğe yatırım yapmak istiyoruz, bu nedenle birikimlerimizi büyümeye yeniden yatırıyoruz.”

İş kurmayı planlayanlara, müşterilerine odaklanmalarını ve onlar için değer yaratmalarını tavsiye ediyor.

“Yaratıcılığınızı serbest bırakın” diyor ve “müşterilerle etkileşime geçin. Ayrıca topluma nasıl katkıda bulunacağınızı ve dünyayı nasıl daha iyi bir yer haline getireceğinizi öğrenin.”