Низкокостен низко-губитков решенија за прекинувач без DC дуга за железнички превоз

I. Преглед на решението​
Ова решение ги задоволува потребите за заштита на DC системите (особено на транзитни системи со трекионска снабдена енергија) против кратки кола, предлажајќи решение за прекинувач на DC базирано на оптимизирана механичка структура. Тоа постигнува прекин без дуга преку контрола на напонот на капацитетот, комбинирајќи ниско губење во состојба на вклучено и висока надежност, што го прави прифатливо за сценарија со честа употреба.

​II. Основен принцип​
Искористува топологија на брз механички превключувач комбиниран со преднатоварени капацитори и ограничителни превключувачи:

1. ​Стабилна операција: Стрмата протечка низ механичкиот превключувач (главен цеп), со отпор во состојба на вклучено на микроОм ниво, што резултира со екстремно ниско губење.
2. ​Прекинување на грешка:
   • Кога се детектира грешка од кратка кола, механичкиот превключувач брзо се активира да се отвори.
   • Енгажиран е модулот на капацитетот, кој контролира напонот надворешно од механичкиот превключувач да остане под прагот на запалување на дуга, што овозможува прекин без дуга.
   • Стрмата од кратка кола се префрла на паралелен цеп на капацитетот и ограничителниот превключувач, каде ограничителниот превключувач го апсорбира енергијата и го потиснува надвoltage.

​III. Технички параметри​

​IV. Применливи сценарија​
• Системи за снабдена енергија на транзитни системи со трекионска снабдена енергија: Исполнува барањата за често превключување и ниско губење.
• Урбани DC распределни мрежи: Защита од грешки во средно-нисконапонски DC системи.
• Индустријални DC системи за снабдена енергија: Апликации со баране на висока надежност.

​V. Прециности и ограничувања​
​Прециности:

1. ​Ниско губење во состојба на вклучено: Механичкиот превключувач останува проводлив во нормална работа, избегнувајќи проблеми со загревање на полупроводници.
2. ​Контролирана цена: Не е потребно користење на целосолидни превключувачи, што го прави повеќе костефективно од хибридните прекинувачи.
3. ​Прекин без дуга: Активна елиминација на дуга преку контрола на напонот на капацитетот го продолжува животот на превключувачот.

​Ограничувања:

1. ​Барања за капацитет: Високонапонските модули на капацитет се големи, што бара оптимизиран дизајн според напонот на системот.
2. ​Време на префрлање на стрмата: Зависи од консумација на енергија од ограничителниот превключувач, што резултира со лагано помалку брзо префрлање на стрмата од кратка кола споредно со целосолидните решенија.
3. ​Потреби за одржуване: Механичките компоненти бараат периодично одржување, иако помалку често од традиционалните прекинувачи.

​VI. Предлози за имплементација​

1. ​Избор на капацитет: Користете групи на капацитети во паралела за балансирање на прецизноста на контролата на напонот и ограничувањата од големина.
2. ​Оптимизација на привод: Оборудете со механизми за брзо акција (на пример, механизми на електромагнетно одбијање) за да се осигура дека одговорот на прекинувањето е <2 ms.
3. ​Конфигурација на ограничителниот превключувач: Изберете нелинеарни резистори (MOVs) со капацитет за апсорбирање на енергија пресметан според капацитетот на кратка кола на системот.

​VII. Заклучок​
Ова решение комбинира иновации во механичката структура со контрола на напонот на капацитетот за да постигне ниска цена, ниско губење и прекин без дуга во прекинувачите на DC. Тоа е особено прифатливо за сценарија со честа употреба како што се транзитни системи, пружајќи надежен пат за защита од грешки во средно-нисконапонски DC системи.