ทางออกตู้ไฟฟ้ากระแสตรงที่มีต้นทุนต่ำ ความสูญเสียต่ำ และไม่มีอาร์คไฟฟ้าสำหรับระบบขนส่งราง
I. ภาพรวมของโซลูชัน
โซลูชันนี้ตอบสนองความต้องการในการป้องกันระบบ DC (โดยเฉพาะระบบจ่ายไฟฟ้าสำหรับรถไฟฟ้า) จากความผิดปกติของการสั้นวงจรโดยเสนอโซลูชันเบรกเกอร์วงจร DC ที่มีโครงสร้างเบรกเกอร์กลไกที่ได้รับการปรับให้เหมาะสม มันสามารถทำลายวงจรได้โดยไม่มีอาร์คไฟฟ้าผ่านการควบคุมแรงดันของคาปาซิเตอร์ รวมถึงการสูญเสียขณะเปิดและเชื่อมต่อที่ต่ำและความน่าเชื่อถือสูง ทำให้เหมาะสมกับสถานการณ์ที่มีการใช้งานบ่อยครั้ง
II. หลักการสำคัญ
ใช้โทโพโลยีสวิตช์กลไกที่รวดเร็วร่วมกับคาปาซิเตอร์ที่ได้รับการชาร์จล่วงหน้าและการต้านทานไฟฟ้า:
- การทำงานในภาวะคงที่: กระแสไฟฟ้าไหลผ่านสวิตช์กลไก (วงจรหลัก) ด้วยความต้านทานขณะเปิดที่ระดับไมโครโอห์ม ทำให้มีการสูญเสียที่น้อยมาก
- การขัดขวางความผิดปกติ:
• เมื่อตรวจพบความผิดปกติของการสั้นวงจร สวิตช์กลไกจะถูกกระตุ้นให้เปิดอย่างรวดเร็ว
• โมดูลคาปาซิเตอร์จะทำงาน ควบคุมแรงดันระหว่างสวิตช์กลไกให้อยู่ต่ำกว่าค่าความต่ำสุดของอาร์คไฟฟ้า ทำให้สามารถทำลายวงจรได้โดยไม่มีอาร์คไฟฟ้า
• กระแสไฟฟ้าสั้นวงจรจะถูกเปลี่ยนทางไปยังวงจรคาปาซิเตอร์และวงจรต้านทานไฟฟ้าที่ขนานกัน ที่ต้านทานไฟฟ้าจะดูดซับพลังงานและควบคุมแรงดันเกิน
III. พารามิเตอร์ทางเทคนิค
|
รายการพารามิเตอร์ |
ค่า/ลักษณะเฉพาะ |
|
เวลาการขัดขวาง |
<10 มิลลิวินาที |
|
กระแสไฟฟ้าตามมาตรฐาน |
800A - 5000A (ปรับแต่งได้) |
|
การสูญเสียขณะเปิด |
ความต้านทานระดับไมโครโอห์ม ค่าปกติ ≤50 ไมโครโอห์ม |
|
ความถี่การใช้งาน |
≥200 การสลับวงจรต่อวัน |
|
ระดับแรงดันที่ใช้งานได้ |
DC 1.5kV/3kV (รถไฟฟ้า) |
IV. สถานการณ์ที่เหมาะสม
• ระบบจ่ายไฟฟ้าสำหรับรถไฟฟ้า: ตรงตามความต้องการในการสลับวงจรบ่อยครั้งและการสูญเสียน้อย
• เครือข่ายกระจายไฟฟ้า DC ในเมือง: การป้องกันความผิดปกติของระบบ DC ระดับกลางและต่ำ
• ระบบไฟฟ้า DC สำหรับอุตสาหกรรม: การใช้งานที่ต้องการความน่าเชื่อถือสูง
V. ข้อดีและข้อจำกัด
ข้อดี:
- การสูญเสียขณะเปิดที่ต่ำ: สวิตช์กลไกยังคงเปิดอยู่ในภาวะการทำงานปกติ หลีกเลี่ยงปัญหาการร้อนของสารกึ่งตัวนำ
- ต้นทุนที่ควบคุมได้: ไม่จำเป็นต้องใช้สวิตช์ที่เป็นของแข็งทั้งหมด ทำให้ประหยัดกว่าเบรกเกอร์ผสม
- การทำลายวงจรโดยไม่มีอาร์คไฟฟ้า: การควบคุมอาร์คไฟฟ้าผ่านการควบคุมแรงดันของคาปาซิเตอร์เพิ่มอายุการใช้งานของสวิตช์
ข้อจำกัด:
- ความต้องการของคาปาซิเตอร์: โมดูลคาปาซิเตอร์แรงดันสูงมีขนาดใหญ่ ต้องออกแบบให้เหมาะสมตามแรงดันของระบบ
- เวลาการเปลี่ยนทางกระแสไฟฟ้า: ขึ้นอยู่กับการดูดซับพลังงานของต้านทานไฟฟ้า ทำให้การเปลี่ยนทางกระแสไฟฟ้าสั้นวงจรช้ากว่าโซลูชันที่เป็นของแข็งทั้งหมด
- ความต้องการในการบำรุงรักษา: ส่วนประกอบกลไกต้องการการบำรุงรักษาเป็นระยะๆ แม้ว่าจะน้อยกว่าเบรกเกอร์แบบดั้งเดิม
VI. คำแนะนำในการดำเนินการ
- การเลือกคาปาซิเตอร์: ใช้กลุ่มคาปาซิเตอร์แบบขนานหลายโมดูลเพื่อสมดุลระหว่างความแม่นยำในการควบคุมแรงดันและความจำกัดด้านขนาด
- การปรับปรุงการขับเคลื่อน: ติดตั้งกลไกการขับเคลื่อนความเร็วสูง (เช่น กลไกการผลักดันด้วยแม่เหล็กไฟฟ้า) เพื่อให้แน่ใจว่าการตอบสนองการขัดขวาง <2 มิลลิวินาที
- การกำหนดค่าต้านทานไฟฟ้า: เลือกต้านทานไม่เชิงเส้น (MOVs) ที่มีความสามารถในการดูดซับพลังงานคำนวณตามกำลังสั้นวงจรของระบบ
VII. สรุป
โซลูชันนี้รวมการสร้างสรรค์โครงสร้างกลไกกับการควบคุมแรงดันของคาปาซิเตอร์เพื่อให้ได้ต้นทุนต่ำ การสูญเสียน้อย และการทำลายวงจรโดยไม่มีอาร์คไฟฟ้าในเบรกเกอร์วงจร DC มันเหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับสถานการณ์ที่มีการใช้งานบ่อยครั้ง เช่น รถไฟฟ้า ให้ทางออกที่เชื่อถือได้ในการป้องกันความผิดปกติในระบบ DC ระดับกลางและต่ำ
