در فرآیند ارتقاء سیستم قدرت به سمت هوشمندسازی و اتوماسیون، سیستم مانیتورینگ قدرت مانند یک مرکز عصبی است که تغییرات ظریف در عملکرد شبکه برق را در زمان واقعی ثبت می کند. به عنوان هسته سخت افزاری سیستم،برد مدار چاپی سفارشیبا سازگاری دقیق خود با شرایط کاری پیچیده، به یک پشتیبان کلیدی برای اطمینان از عملکرد پایدار تجهیزات نظارت بر توان تبدیل شده است. این راه حل سفارشی بر اساس الزامات سناریویی خاص، قابلیت اطمینان و سازگاری سیستم های نظارت بر قدرت را از ابعاد مختلف تغییر می دهد.
1، الزامات اصلی سفارشی سازی برای برد مدار چاپی در سیستم نظارت بر قدرت
تجهیزات مانیتورینگ برق برای مدت طولانی در معرض یک محیط خاص از تداخل الکترومغناطیسی قوی و نوسانات شدید دما بوده است که الزامات بسیار بالاتری را برای عملکرد بردهای مدار چاپی نسبت به دستگاه های الکترونیکی غیرنظامی معمولی ایجاد می کند. توانایی مقاومت در برابر تداخل الکترومغناطیسی ملاحظات اولیه برای سفارشی سازی است. در سناریوهایی مانند پستها و اتاقهای توزیع، تابش الکترومغناطیسی تولید شده توسط تجهیزات ولتاژ بالا به راحتی میتواند در انتقال سیگنالهای الکتریکی ضعیف اختلال ایجاد کند. برد مدار چاپی سفارشی طراحی کاملاً پوشیده شده با فویل مسی زمین شده را اتخاذ می کند که خطوط سیگنال را برای تشکیل یک لایه محافظ الکترومغناطیسی می پوشاند. این مانند قرار دادن "زره محافظ" در مدارهای حساس است که به طور موثر تداخل الکترومغناطیسی خارجی را مسدود می کند و از جمع آوری دقیق داده های نظارتی مانند ولتاژ و جریان اطمینان حاصل می کند.
مقاومت دمایی سفارشی نیز ضروری است. دمای داخل محفظه تجهیزات پست در تابستان به طور قابل توجهی افزایش می یابد و ممکن است در زمستان در مناطق سردسیر به پایین کاهش یابد. تغییرات شدید دما می تواند باعث انبساط و انقباض حرارتی بسترهای مدار چاپی شود. راهحلهای سفارشیشده اغلب از بسترهای مقاوم در برابر حرارت{3}}تقویتشده با الیاف شیشه، همراه با فرآیندهای اتصال بین لایهای ویژه، برای حفظ پایداری ساختاری بردهای مدار چاپی در محدوده دمایی وسیع، اجتناب از شکستگی مدار یا تماس ضعیف به دلیل تنش حرارتی استفاده میکنند. در پایانه مانیتورینگ بیرونی یک شرکت شبکه برق خاص، بردهای مدار چاپی سفارشی شده که تحت آزمایش پیری دمای بالا قرار گرفتهاند، میتوانند انتقال سیگنال پایدار و دقیق را حتی در محیطهای-درازمدت با دمای بالا حفظ کنند.
علاوه بر این، اقدامات سفارشیشده ضد رطوبت و ضد خوردگی، الزامات ضروری برای نظارت بر توان در مناطق مرطوب یا شرکتهای شیمیایی است. در پست های ساحلی، رطوبت بالا و پاشش نمک می تواند اکسیداسیون فویل مسی برد مدار چاپی را تسریع کند. راه حل های سفارشی شامل پوشاندن سطح برد مدار چاپی با یک پوشش ضد خوردگی سطح نانو و بهینه سازی فرآیند بسته بندی اتصالات لحیم کاری برای تشکیل یک لایه محافظ متراکم است که به طور قابل توجهی زمان عملکرد بدون خطای تجهیزات را در محیط های با رطوبت بالا افزایش می دهد.
2، سفارشی سازی و انطباق برد مدار چاپی برای سناریوهای مختلف نظارت بر قدرت
(1) ترمینال نظارت بر خط انتقال ولتاژ بالا
تجهیزات مانیتورینگ خط انتقال نصب شده بر روی برج با چالش های متعددی مانند ارتعاش، فرسایش باد و باران مواجه است. سفارشیسازی برد مدار چاپی باید روی تقویت استحکام مکانیکی با ضخیمکردن ضخامت بستر و افزودن ورقهای تقویتکننده فلزی در اتصالات لحیم کلیدی برای افزایش مقاومت در برابر لرزش تمرکز کند. در ترمینال مانیتورینگ خط انتقال متقاطع کوهستانی، برد مدار چاپی سفارشی سازی شده از ساختار ترکیبی ترکیبی از انعطاف پذیری و استحکام استفاده می کند. لبه برد مدار می تواند درجه خاصی از تغییر شکل خمشی را تحمل کند و کاملاً با جابجایی جزئی ناشی از نوسان باد برج سازگار شود.
(2) واحد نظارت هوشمند برای اتاق توزیع برق
تجهیزات در اتاق توزیع متراکم است و واحد نظارت باید چندین رابط حسگر را یکپارچه کند. بردهای مدار چاپی سفارشی شده قابلیت های یکپارچه سازی قوی را در این سناریو نشان می دهند. با بهینهسازی چیدمان اجزا، عملکردهای متعددی مانند رابطهای ترانسفورماتور جریان، ماژولهای جذب دما و رطوبت، و ماژولهای ارتباطی بر روی یک برد مدار چاپی یکپارچه میشوند و پتانسیل خطاهای ناشی از اتصالات خارجی را کاهش میدهند. در سیستم مانیتورینگ یک اتاق توزیع در یک مجتمع تجاری، بردهای مدار چاپی سفارشی شده به یکپارچگی فشرده از ورودی های آنالوگ متعدد و رابط های ارتباطی متعدد دست یافته اند که اندازه تجهیزات را در مقایسه با راه حل های سنتی بسیار کاهش داده و آن را برای فضای نصب باریک اتاق توزیع مناسب تر می کند.
(3) تجهیزات نظارت نیروگاه انرژی جدید
تجهیزات مانیتورینگ برای سناریوهای انرژی جدید مانند نیروگاه های فتوولتائیک و مزارع بادی دارای الزامات ویژه ای برای ویژگی های{0}قدرت پایین بردهای مدار چاپی هستند. راه حل سفارشی طراحی مسیر مدار را بهینه می کند و با انتخاب قطعات با مقاومت کم، اتلاف مصرف برق خود برد مدار چاپی را کاهش می دهد. در ماژول مانیتورینگ جعبه ترکیبی در یک نیروگاه بزرگ فتوولتائیک، برد مدار چاپی سفارشی شده به طور موثری مصرف انرژی در حالت آماده به کار تجهیزات را کاهش می دهد که با مفهوم صرفه جویی{3}}انرژی در زمینه انرژی جدید مطابقت دارد.
3، سیستم تضمین فرآیند برای برد مدار چاپی سفارشی
برای اطمینان از قابلیت اطمینان برد مدار چاپی سیستم مانیتورینگ قدرت در محیطهای سخت، یک سیستم تضمین فرآیند فرآیند کامل در طول فرآیند سفارشیسازی ایجاد شده است. در فرآیند انتخاب بستر، غربالگری دقیق ورقههای مسی- که استانداردهای بازدارنده شعله بالا را دارند، انجام میشود تا اطمینان حاصل شود که بردهای مدار چاپی در صورت اتصال کوتاه تصادفی به راحتی قابل اشتعال نیستند و خطر آتشسوزی را کاهش میدهد. در طول پردازش، از ماشینهای فرز CNC با دقت بالا برای برش شکل استفاده میشود تا از صافی و بدون سوراخ شدن لبههای برد مدار چاپی اطمینان حاصل شود و از خراشیدگی روی کابلها یا اپراتورها در حین نصب جلوگیری شود.
فرآیند سوراخ فلزی کلید کیفیت بردهای مدار چاپی سفارشی شده است و بردهای مدار چاپی چندلایه برای تجهیزات نظارت بر قدرت باید از طریق سوراخهای متالیزه به اتصالات الکتریکی بین لایهای دست یابند. راه حل سفارشی از فرآیند ضخیم شدن غرق مس برای افزایش ضخامت لایه مسی روی دیواره سوراخ استفاده می کند و اطمینان می دهد که دیواره سوراخ به راحتی گرم نمی شود و در هنگام عبور جریان بالا نمی سوزد. در عین حال، فناوری آبکاری پالسی در فرآیند آبکاری معرفی می شود تا لایه مسی کریستالی متراکم تر شود و مقاومت در برابر خوردگی سوراخ های فلزی بهبود یابد.
4، افزایش بهره وری مشترک بین برد مدار چاپی سفارشی و سیستم نظارت بر قدرت
بردهای مدار چاپی سفارشی شده به صورت مجزا وجود ندارند، بلکه یک هم افزایی عمیق با سیستم های نظارت بر توان ایجاد می کنند تا به طور مشترک عملکرد کلی را افزایش دهند. در سطح انتقال داده، طراحی تطبیق امپدانس بردهای مدار چاپی سفارشی شده تضمین میکند که سیگنالهای نظارتی بدون بازتاب یا تضعیف منتقل میشوند و مراکز نظارت از راه دور را قادر میسازد تا پارامترهای شبکه دقیق را در زمان واقعی به دست آورند و مبنای قابل اعتمادی را برای تصمیمگیریهای زمانبندی فراهم کنند. در یک سیستم توزیع شبکه برق استانی، یک دستگاه{2}}خریدی مبتنی بر مدارهای چاپی سفارشی شده تأخیر انتقال داده را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد.
از نظر تعمیر و نگهداری تجهیزات، طراحی مدولار بردهای مدار چاپی سفارشی، راحتی را برای تعمیر و نگهداری بعدی فراهم می کند. هنگامی که تجهیزات مانیتورینگ خراب می شود، برد مدار چاپی ماژول عملکردی مربوطه را می توان به سرعت بدون نیاز به تعویض کلی تجهیزات جایگزین کرد و زمان تعمیر و نگهداری را تا حد زیادی کاهش داد. سیستم نظارت بر توزیع برق در یک پارک صنعتی خاص، تداوم منبع تغذیه را با استفاده از بردهای مدار چاپی ماژول سفارشی بهبود بخشیده است.