రైల్వే ట్రాన్సిట్ కోసం చాపశున్య లో-కాస్ట్, లో-లాస్ డీసీ సర్క్యుట్ బ్రేకర్ పరిష్కారం
I. పరిష్కార సారాంశం
ఈ పరిష్కారం డీసీ విద్యుత్ వ్యవస్థల నుండి (ముఖ్యంగా రైల్వే ట్రాన్స్‌పోర్ట్ ట్రాక్షన్ పవర్ సప్లై) షార్ట్-సర్క్యూట్ దోషాల నుండి సంరక్షణ అవసరాలను పూర్తి చేస్తుంది. అది వికృత్యుత్ మెకానికల్ బ్రేకర్ వ్యవస్థ ఆధారంగా ఒక డీసీ సర్క్యూట్ బ్రేకర్ పరిష్కారం ప్రతిపాదిస్తుంది. కాపాసిటర్ వోల్టేజ్ నియంత్రణ ద్వారా అది ఫ్లేష్-ఫ్రీ ఇంటర్రప్షన్ ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, తక్కువ ఓన్-స్టేట్ లాస్ మరియు హై రిలైయబిలిటీని కలిగి ఉంటుంది, అది సాధారణంగా చేసే వ్యవహారాల కోసం యోగ్యం.
II. ముఖ్య సిద్ధాంతం
శీఘ్ర మెకానికల్ స్విచ్ టాపోలజీని ప్రాథమికంగా చార్జైన కాపాసిటర్ల మరియు అర్రెస్టర్లతో కలిపి ఉపయోగిస్తుంది:
- స్థిరావస్థ పరిచాలన: మెకానికల్ స్విచ్ (మెయిన్ సర్క్యూట్) ద్వారా కరెంట్ ప్రవహిస్తుంది, ఓన్-స్టేట్ రిఝిస్టన్స్ మైక్రో-ఓహ్మ్ లెవల్ లో ఉంటుంది, అది అతి తక్కువ లాస్ ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.
- దోష ఇంటర్రప్షన్:
• షార్ట్-సర్క్యూట్ దోషం గుర్తించినప్పుడు, మెకానికల్ స్విచ్ శీఘ్రం ఓపెన్ చేయబడుతుంది.
• కాపాసిటర్ మాడ్యూల్ ప్రయోగించబడుతుంది, మెకానికల్ స్విచ్ మీద వోల్టేజ్ అర్క్ స్పార్క్ సంభవించని స్థాయికి కింద ఉండాలనుకుంది, అది ఫ్లేష్-ఫ్రీ ఇంటర్రప్షన్ ను సాధిస్తుంది.
• షార్ట్-సర్క్యూట్ కరెంట్ సమాంతర కాపాసిటర్ మరియు అర్రెస్టర్ లూప్ విధులో దాటబడుతుంది, అక్కడ అర్రెస్టర్ ఎనర్జీని అభిమర్శనం చేసి ఓవర్వోల్టేజ్ ను నియంత్రిస్తుంది.
III. టెక్నికల్ పారామీటర్లు
|
పారామీటర్ ఆయటం |
విలువ/క్యారక్టరిస్టిక్ |
|
ఇంటర్రప్షన్ టైమ్ |
<10 ms |
|
రేటెడ్ కరెంట్ |
800A - 5000A (కస్టమైజెబోల్) |
|
ఓన్-స్టేట్ లాస్ |
μΩ-లెవల్ రిజిస్టన్స్, టైపికల్ విలువ ≤50 μΩ |
|
ఓపరేషన్ ఫ్రీక్వెన్సీ |
≥200 స్విచింగ్ ఓపరేషన్లు రోజువారం |
|
అనువదించబడిన వోల్టేజ్ లెవల్ |
DC 1.5kV/3kV (రైల్వే ట్రాన్స్‌పోర్ట్) |
IV. అనువదించబడిన స్థితులు
• రైల్వే ట్రాన్స్‌పోర్ట్ ట్రాక్షన్ పవర్ సప్లై వ్యవస్థలు: సాధారణంగా స్విచింగ్ మరియు తక్కువ లాస్ అవసరాలను తీర్చుకుంటుంది.
• పారిశ్రామిక డీసీ విత్రాన్ వ్యవస్థలు: మధ్యమ మరియు తక్కువ వోల్టేజ్ డీసీ వ్యవస్థల దోష ప్రతిరోధం.
• ఔటమానికల్ డీసీ పవర్ వ్యవస్థలు: హై రిలైయబిలిటీ అవసరాలను తీర్చుకుంటుంది.
V. లాభాలు మరియు పరిమితులు
లాభాలు:
- తక్కువ ఓన్-స్టేట్ లాస్: సాధారణ పరిచాలన ప్రక్రియలో మెకానికల్ స్విచ్ కాండక్టివ్ ఉంటుంది, సెమికండక్టర్ హీటింగ్ సమస్యలను తప్పించుకుంటుంది.
- నియంత్రిత ఖర్చు: అల్ల-సోలిడ్-స్టేట్ స్విచింగ్ డైవైస్‌ల అవసరం లేదు, అది హైబ్రిడ్ సర్క్యూట్ బ్రేకర్ల కంటే కొద్దిగా అర్థవ్యయంగా ఉంటుంది.
- ఫ్లేష్-ఫ్రీ ఇంటర్రప్షన్: కాపాసిటర్ వోల్టేజ్ నియంత్రణ ద్వారా అక్టివ్ అర్క్ స్పార్క్ నియంత్రణ స్విచ్ జీవాన్ని పొడిగిస్తుంది.
పరిమితులు:
- కాపాసిటన్స్ అవసరములు: హై-వోల్టేజ్ కాపాసిటర్ మాడ్యూల్స్ బల్కీ ఉంటాయి, వ్యవస్థ వోల్టేజ్ ఆధారంగా డిజైన్ ఆప్టిమైజేషన్ అవసరం ఉంటుంది.
- కరెంట్ ట్రాన్స్ఫర్ టైమ్: అర్రెస్టర్ ఎనర్జీ కన్స్యూంషన్ ఆధారంగా, అల్ల-సోలిడ్-స్టేట్ పరిష్కారాల కంటే కొద్దిగా నిర్ధారించబడుతుంది.
- మెయింటనన్స్ అవసరములు: మెకానికల్ కాంపోనెంట్లు ప్రియడుగా మెయింటనన్స్ అవసరం ఉంటుంది, కానీ సాధారణ సర్క్యూట్ బ్రేకర్ల కంటే తక్కువ స్వరంగా ఉంటాయి.
VI. అమలు చేయడం ప్రతిపాదనలు
- కాపాసిటర్ ఎంచుకోండి: వోల్టేజ్ నియంత్రణ ప్రామాణికత మరియు విమానాన్ని సమాంతరంగా ఉంచడం వల్ల మల్టి-మాడ్యూల్ పారాలల్ కాపాసిటర్ గ్రూప్స్ ఉపయోగించండి.
- డ్రైవ్ ఆప్టిమైజేషన్: హై-స్పీడ్ ఏక్షన్ మెకానిజంలను (ఉదాహరణకు, ఎలక్ట్రోమాగ్నెటిక్ రిప్యూల్సివ్ మెకానిజంలు) ప్రతిపాదించండి, అది <2 ms ఇంటర్రప్షన్ రిస్పాన్స్ ని ఉంటుంది.
- అర్రెస్టర్ కన్ఫిగరేషన్: సిస్టమ్ షార్ట్-సర్క్యూట్ క్షమత ఆధారంగా ఎనర్జీ అభిమర్శన్ క్షమత కలిగిన నాన్-లినియర్ రిజిస్టర్లు (ఎంఓవ్స్) ఎంచుకోండి.
VII. సారాంశం
ఈ పరిష్కారం మెకానికల్ వికృత్యుత్ మరియు కాపాసిటర్ వోల్టేజ్ నియంత్రణ ద్వారా డీసీ సర్క్యూట్ బ్రేకర్లలో తక్కువ ఖర్చు, తక్కువ లాస్, మరియు ఫ్లేష్-ఫ్రీ ఇంటర్రప్షన్ ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. అది రైల్వే వంటి హై-ఫ్రీక్వెన్సీ ఓపరేషన్ సందర్భాలకు యోగ్యం, మధ్యమ మరియు తక్కువ వోల్టేజ్ డీసీ వ్యవస్థల దోష ప్రతిరోధం కోసం ఒక నమ్మకపు మార్గాన్ని అందిస్తుంది.
