• Product
  • Suppliers
  • Manufacturers
  • Solutions
  • Free tools
  • Knowledges
  • Experts
  • Communities
Search


Kikabidhi ya Mwendo wa Hitimisho wa Kosa | Superconducting & Solid-State

Dyson
Dyson
Champu: Vitambulisho vya Umeme
China

1 Mchezo wa Kufunga Superconducting Fault Current Limiter
1.1 Muundo na Sera ya Kufanya Kazi ya Bridge-Type SFCL
Chakramu 1 inaonyesha ramani ya mcheo wa kipekee cha bridge-type SFCL, ambayo inajumuisha diode tano D₁ hadi D₄, chanzo cha umboaji DC V_b, na mfuko superconducting L. Circuit breaker CB unahusishwa kwenye limiter ili kuharibu current ya hitilafu baada ya kufanyika kwa kasi. Chanzo cha umboaji V_b kinatoa umboaji i_b kwa mfuko superconducting L. Umboaji wa V_b unahitajika kuwa juu zaidi kuliko umboaji wa diodes (D₁ na D₃, au D₂ na D₄), kutatua umboaji i₀. Thamani ya i₀ inahitajika kuwa juu zaidi kuliko thamani ya maximum ya current ya mstari i_max, kunawaza masharti ya overload.

Kwa hivyo, katika masharti ya normal, brigidi ya diode hutumiana mara kwa mara, na SFCL haijihisi upinzani wowote kwa current ya mstari i, kulingana na ukurasa ndogo wa voltage wa mbele wa brigidi. Kujumlisha kwamba wakati wa utaratibu wa normal currents zinazopita kwa diodes D₁ hadi D₄ ni iD1 hadi iD4 kwa undani, current ya mstari ni:

Inapata kwa kutumia Kirchhoff's Current Law (KCL):

Wakati hitilafu ya short-circuit inafanyika kwenye mstari, current ya mstari huongezeka haraka kwa i₀. Wakiwa kwenye mwili na hasi ya nusu muda, mfululizo wa diodes hutengenezwa na kufungwa, kwa hivyo kuchukua mfuko L kwenye mzunguko. Hivyo basi, current ya hitilafu inaharibiwa na reactance ya inductive ya mfuko.

Kwa kutatua critical current ya mfuko superconducting vizuri, mfuko hupumzika kwenye hali ya superconducting wakati wa hitilafu, kukosa athari za muda wa majibu na recovery kutoka kwa quenching. Lakini, kama hitilafu inendelea, current kwenye superconducting inductor inajaribu kuruka, kwa mwisho kukabiliana na thamani ya steady-state short-circuit current ambayo ingehifadhiwa isipokuwa na limiter. Kwa hivyo, hitilafu inapaswa kuharibiwa kwa circuit breaker kwa muda uliotatuliwa. Kwa urahisi, itakuwa hitilafu ya short-circuit inafanyika wakati source voltage hutembelea zero (t = t₀). Kulingana na Kirchhoff's Voltage Law (KVL), equation ifuatayo inapata:

Masharti ya mwanzo I0, kutatua equation hii inatoa:

Chakramu 2 inaonyesha waveforms za current ya inductor na current ya mstari wakati wa utaratibu wa normal na baada ya hitilafu kufanyika, na hitilafu inafanikiwa wakati t = 0.1 s. Matokeo ya simulation yanashirikiana na current ya short-circuit inaruka polepole kutokana na athari ya kufunga current ya superconducting inductor. Mchakato wa kufunga current ni mahusiano na magnetization ya superconducting inductor. Mara tu current ya hitilafu hupumzika, limiter haendi kufanya kazi. Kwa hivyo, hitilafu inapaswa kuharibiwa na circuit breaker kabla ya current ya short-circuit kupata thamani yake ya steady-state. Katika chakramu, hitilafu inaharibiwa na circuit breaker wakati t = 0.2 s.

1.2 Imara ya Bridge-Type Superconducting Fault Current Limiters
Bridge-type superconducting fault current limiter (SFCL) rasmi inaweza tu kudhibiti ruka kwa current za short-circuit lakini haiwezi kudhibiti thamani zao za steady-state. Ili kufunga thamani za steady-state za current za short-circuit, hybrid SFCL hunywesha sifa za resistance isiyopo kwenye hali ya superconducting na ongezeko la haraka la resistance wakati wa quench ya superconductors. Hii hutatuliwa kwa kusambaza resistive superconducting fault current limiters na bridge-type SFCLs. Ramani ya schematic ya fursa hii inavyoonyeshwa kwenye Chakramu 3.

Katika masharti ya normal ya kufanya kazi, switch K unafungwa, kwa hivyo resistive SFCL haina upinzani wowote wa nje, kunachukua current i_L kwenye yake bila resistance. Baada ya hitilafu kufanyika, resistive SFCL huanza kutoa upinzani wa juu na kufanya kazi kwenye series na superconducting inductor kwa pamoja kudhibiti current ya hitilafu. Baada ya hitilafu kuharibiwa, switch K unafungwa; wakati huo, kutokana na upinzani wake wa juu, resistive SFCL hupunguza na haraka kurudi kwenye hali ya superconducting.

Tangu switch K ana resistance ya on-state, itapunguza kwa resistive SFCL iliyorudi, kwa hivyo kufanya kazi ya hybrid bridge-type limiter kuonekana kama low impedance nje. Wakati huo, kufungwa kwa K kumaliza mchakato mzima wa kufunga current. Ili kuboresha uwezo wa resistive SFCL, units za resistive SFCL zinatumika kwenye series na parallel connections ili kuboresha voltage na current ratings za kifaa. Chakramu 4 inaonyesha ramani ya schematic ya circuit ya resistive superconducting limiter, ambako R₁ hadi R₆ hupendekeza superconducting resistors, na R inasimamia kama bypass resistor ambayo inaweza kufanya quenching tofauti ya superconductors katika branch sawa sawa wakati wa hitilafu ya short-circuit.

Roli ya inter-phase coupling transformer ni ya kuhakikisha iL1 = iL2 = iL3, ili SFCL units zinazoathiri branches mbalimbali zinaweza kufanya quenching moja kwa moja baada ya hitilafu ya short-circuit kufanyika. Hybrid bridge-type SFCL hufunga thamani ya steady-state ya current za short-circuit vizuri kwa kutumia transition characteristics ya superconductor kutoka kwenye hali ya superconducting hadi normal (S/N), kuchukua automatically current-limiting resistor wakati wa hitilafu kufundishwa bila ya hitilafu mechanisms. Lakini, kuongeza resistive superconducting fault limiting device huchangia gharama za kazi na kurejesha muda wa quench, kutengeneza uwezo wa kusambaza na system reclosing operations.

2 Bridge-Type Non-Superconducting Fault Current Limiter
2.1 Solid-State Current Limiter
Katika miaka mingi, maendeleo machache ya teknolojia ya power electronics na vifaa vya semiconductors vya nguvu kubwa - kama SCR, GTO, GTR, na IGBT - na matumizi yao yenye ufanisi katika systems za kazi, kufanya fault current limiters zinazotengenezwa kwa inductors, resistors, capacitors, na components za power electronics kuwa hotspot ya utafiti. Non-superconducting bridge-type fault current limiter anatatuliwa kwa components za kawaida, kukosa teknolojia ya superconducting, na kunawaza faida za reliability na cost-effectiveness.

Chakramu 5 inaonyesha ramani ya schematic ya ideal single-phase bridge-type current limiter, ambayo inajumuisha single-phase bridge circuit na current-limiting inductor L. Katika masharti ya normal, pulses za triggering zenye muda wa muda zinatumika kwa thyristors nne. Baada ya magnetizing process mdogo, current kwenye inductor hutumia thamani ya maximum ya load current. Ingawa voltage drop kwenye thyristors T₁ hadi T₄ linachukuliwa, limiter haisikitishi upinzani wowote wa nje.

Ikiwa hitilafu ya short-circuit itafanyika wakati wa nusu muda wa positive ya supply voltage, T₃ litabadilishwa kuwa off, kuchukua current-limiting inductor kwenye mzunguko ili kudhibiti current ya hitilafu. Kwa kutatua thamani ya inductor L vizuri, current ya short-circuit inaweza kufungwa kwa thamani yoyote inayotakikana. Pia, limiter hii inaweza kuharibu instantly current ya short-circuit. Lakini, kutokana na kutumia switches za four controllable, logic ya kudhibiti kwa instant interruption ni rahisi. Wakiwa kwenye current limiting, harmonics muhimu zinazoharibika; hizi zinaweza kuharibiwa kwa kutumia bypass inductors kwenye parallel na bridge arms.

2.2 Semi-Controlled Bridge Short-Circuit Fault Current Limiter
Chakramu 6 inaonyesha topology ya single-phase short-circuit fault current limiter kubwa kwa kutumia semi-controlled bridge na devices za self-turn-off. System hii inajumuisha diodes D₁ hadi D₄, devices za self-turn-off T₁ na T₂, superconducting inductor L, current-limiting inductor Llim, na ZnO overvoltage absorber, na us representing AC power source na CB kama line circuit breaker.

Katika masharti ya normal, devices za self-turn-off T₁ na T₂ zinatumika kwa muda wa muda. Wakiwa kwenye initial power-up, current kwenye superconducting inductor hutumia thamani ya maximum ya line current kwa asili ya voltage source. Mara tu load hurudi, iL hutumika constant. Ingawa voltage drops kwenye diodes D₁ hadi D₄ na devices za self-turn-off T₁ na T₂ linachukuliwa, voltage kwenye bridge ni zero, na voltage kwenye current-limiting inductor Llim pia ni zero. Hivyo basi, current limiter haisikitishi upinzani wowote wa nje na hakuna athari kwenye system.

Wakati hitilafu ya short-circuit inafanyika kwenye system, current iL kwenye superconducting inductor hutumia. Baada ya kupata hitilafu ya short-circuit, T₁ na T₂ hufungwa kwa haraka, kuchukua bridge kuzama kufanya kazi. Hivyo basi, current ya short-circuit hutumika kwenye bypass current-limiting inductor Llim, na current kwenye superconducting inductor hutumika endelea kwenye diodes D₁ na D₄ hadi ipate zero. Chakramu 7 inaonyesha curves za current na voltage za steady-state na fault-state za single-phase short-circuit fault current limiter kubwa kwa kutumia semi-controlled bridge.

System hii hutumika kwa t=0.02 seconds na hupata steady state kwenye cycle moja. Hitilafu ya short-circuit inafanyika kwa t=0.1 seconds, na T₁ hufungwa kwenye quarter cycle baada ya kupata hitilafu. Parameters za circuit zinazotumiwa kwa simulation ni ifuatayo: peak phase voltage ya power supply ni 100V/50Hz; peak rated load current ni 10A; load resistance ni 10Ω; superconducting DC inductor L ni 10mH; forward voltage drop kwenye diodes na controllable switches ni 0.8V; na current-limiting inductor Llim ni 10mH.

Moja ya maana kuu ya kutumia superconducting fault current limiters (SFCLs) kwenye systems za power ni kufunga current za hitilafu ili siwezi kuwa juu zaidi kuliko capacity ya instantaneous interrupting ya line circuit breakers. Katika utafiti, reduction ratio ya fault current D (0<D<1) inatumika kwa wingi kushirikiana na percentage ya reduction ya peak fault current, na expression ya D ni:

ni peak inrush current wakati wa short circuit isipokuwa na SFCL imetumiwa, na thamani yake inajumuisha equivalent X/R ratio.

Katika Equation (7), Ip inatafsiriwa kama amplitude ya periodic component ya current ya short-circuit, na Ta ni time constant. ilim inatafsiriwa kama thamani ya maximum ya limited short-circuit current, ambayo inajumuisha thamani ya current-limiting inductor Llim. Kwa kutatua thamani ya Llim vizuri, percentage ya reduction ya peak fault current inaweza kupata. Simulations zilitumiwa kwa Llim set kwa 10 mH, 15 mH, na 20 mH, na matokeo yanaonyeshwa kwenye Chakramu 8. Inaweza kuhesabiwa kuwa Llim inatoa performance ya current-limiting bora, lakini pia inachangia gharama za kazi.

2.3 Improvement ya Semi-Controlled Bridge Short-Circuit Fault Current Limiter
Katika muundo unaonyeshwa kwenye Chakramu 6, T₁ na T₂ zinatumika kwa muda wa muda. Mara tu hitilafu ya short-circuit ikupata, control circuit hutofautisha T₁ na T₂. Kwa kutumia single controllable switch T kwenye njia ya bridge ya common ili kubadilisha T₁ na T₂, current-limiting effectiveness inaweza kupata. Hii inachukua number ya components za controllable switch, kuchangia gharama, na kudhibiti ujanja wa circuit. Ramani ya schematic inaonyeshwa kwenye Chakramu 9.

3 Conclusion
Makala hii inatoa aina kadhaa za bridge-type short-circuit current limiters. Kwa kutumia conventional superconducting bridge-type fault current limiter na resistive superconducting fault current limiter, both peak na steady-state values za current za short-circuit zinaweza kufungwa vizuri. Pia, kutumia S/N (superconducting-to-normal) transition characteristics za superconducting materials, system hii inajumuisha detection, triggering, na current limiting kwa kitu kimoja, kunawaza fast response na high reliability.

Katika miaka mingi, kwa maendeleo machache na matumizi ya teknolojia ya power electronics na vifaa vya semiconductors vya nguvu kubwa, non-superconducting bridge-type short-circuit current limiters - zinazotengenezwa kwa conventional power electronic switches na inductors - zimekuwa na faida za reliability na cost-effectiveness kutokana na kutokuwa na teknolojia ya superconducting complex. Matokeo ya simulations yanashirikiana na current limiters zote zinaweza kupata performance ya current-limiting nzuri, kunawaza feasibility ya proposed current-limiting approaches.

Tambua na hamisha mshairi!
Mapendekezo
Upeo wa Umeme wa Chini kwa Vifaa vya Kugongana na Mzunguko wa Chini
Upeo wa Umeme wa Chini kwa Vifaa vya Kugongana na Mzunguko wa Chini
Uwezo wa Chini kwa Umeme kutoka na kufunga katika Vakuum Circuit Breakers1. UtanguliziWakati unasikia neno "vakuum circuit breaker," inaweza kuonekana si la kawaida. Lakini ikiwa tunasema "circuit breaker" au "tumiaji wa umeme," watu wengi wataelewa maana yake. Kwa kweli, vakuum circuit breakers ni muhimu katika mifumo ya umeme ya kisasa, zinazohusika kwenye kuzuia madai kutokosa. Leo, tuangalie mada muhimu — uwezo wa chini kwa umeme kutoka na kufunga.Ingawa inaonekana teknikal, hii ni kusema um
Dyson
10/18/2025
Mfumo Muhimu wa Kuimarisha Kwa Ufanisi Miguu ya Upepo na PV na Kuhifadhi
Mfumo Muhimu wa Kuimarisha Kwa Ufanisi Miguu ya Upepo na PV na Kuhifadhi
1. Mtaarifa ya Uchumi wa Umeme kutoka kwa Nyuzi za Pumzi na JuaKutathmini sifa za uchumi wa umeme kutoka kwa nyuzi za pumzi na jua (PV) ni muhimu katika kujenga mfumo wa ziada unaotumia viashiria vya mbadala. Tathmini ya takwimu ya kiakili kwa data ya mwaka wa kasi ya pumzi na mapambano ya jua kwa eneo maalum inaonyesha kuwa viashiria vya pumzi vinavyoleta mabadala kwa miaka, na kasi ya pumzi inaongezeka wakati wa baridi na upinde na kukuruka wakati wa majimbo na upinde. Uchumi wa umeme kutoka k
Dyson
10/15/2025
Mfumo wa IoT unaoelekea kwa nguvu za mafua na jua kwa uwasilishaji wa muda halisi wa usimamizi wa mifuko ya maji
Mfumo wa IoT unaoelekea kwa nguvu za mafua na jua kwa uwasilishaji wa muda halisi wa usimamizi wa mifuko ya maji
I. Hali ya Sasa na Matatizo YaliyopoSasa, mashirika ya umeme wamahitaji mitandao mizuri ya mifuko ya maji yaliyolainishwa chini ya ardhi kote katika maeneo ya jiji na kijiji. Ufuatiliaji wa muda wa data za uendeshaji wa mifuko ni muhimu kwa uongozi na ufanyikio mzuri wa uchumi wa maji. Kama athari, inaweza kuwa na matumizi mengi ya kituo cha ufuatiliaji wa data kwenye mifuko. Lakini, vyanzo vya nishati vya kuaminika na vya kuaminika karibu na mifuko hivi hayajaanza. Hata wakati unaweza kupata um
Dyson
10/14/2025
Jinsi ya Kujenga Mfumo wa Nyumba ya Hekima unaotumia AGV
Jinsi ya Kujenga Mfumo wa Nyumba ya Hekima unaotumia AGV
Mfumo wa Biashara ya Uchakuzi wa Nyumba Kwa Kutumia AGVKutokana na maendeleo yasiyofikika ya sekta ya usafirishaji, ukosefu wa ardhi, na ongezeko la gharama za ajira, nyumba za kuhifadhi - zinazohudumu kama vipimo muhimu vya usafirishaji - zina matatizo makubwa. Kama nyumba zinazohifadhi hizi zinakuwa zakiwa, mzunguko wa kazi unapongezeka, utaratibu wa habari unajaribu kuwa mgumu, na shughuli za kutuma amri zinatafsiriwa kuwa ngumu, kupata asilimia ndogo za makosa na kupunguza gharama za ajira w
Dyson
10/08/2025
Tuma maoni
Pakua
Pata IEE Business Application
Tumia programu ya IEE-Business kupata vifaa kupata suluhisho kuunganisha wanaofanya kazi na kushiriki katika sekta yoyote wakati wowote mahali popote usisaidie maendeleo ya mipango yako ya umeme na biashara