I. Общ преглед
С бързото развитие на производството на електроенергия от възобновяеми източници и зареждащи устройства за електромобили (ЕМ), DC системите са поставили по-високи изисквания към оборудването за безопасност. Традиционните AC предпазни устройства не могат ефективно да прекъсват DC дефектни токове, което създава спешна нужда от специализирани решения за DC предпазни устройства. Това решение предоставя професионални конфигурации за защита за две основни области на приложение: системи за генериране на електроенергия от фотокелеви панели (PV) и зареждащи устройства за ЕМ.
II. Решение за DC защита за системи за генериране на електроенергия от фотокелеви панели
- Анализ на предизвикателствата при приложението
• Краткосрочните токове от DC страната на PV масиви могат да достигнат до 20 kA, надхвърляйки капацитета за прекъсване на традиционните предпазни устройства.
• DC аркови дефекти лесно могат да причинят пожарни инциденти.
• Локализацията на дефектите е трудна, със средно време за откриване на проблема над 2 часа.
• AC предпазни устройства срещат трудности при изгасването на дъга и бавно прекъсване в DC приложения.
- Особености на решението
Основно оборудване: 1500V DC специализирано предпазно устройство
• Използва технология за изгасване на дъга чрез магнитен поток, за да прекъсва ефективно DC дефектни токове.
• Интегрира защита срещу островиране за PV системи, за да осигури безопасност при поддръжка на мрежата.
• Вграден модул за детекция на аркови дефекти (AFCI) за ефективна предпаза срещу пожари от DC аркови дефекти.
• Модуларен дизайн, подкрепящ бързо замянено, намаляващо времето за поддръжка.
- Технически параметри
• Номинално напрежение: DC 1500V
• Капацитет за прекъсване: 25 kA (надхвърля максималния краткосрочен ток в PV системите с 20%)
• Клас на защита: IP65 (за улица), подходящ за сурови условия
• Продължителност на използване: ≥8,000 цикли
• Локализация на дефектите: Поддържа distant communication и указание на дефект.
- Резултати от прилагането
Изследване на случая на 100MW PV електроцентрала показва:
• Времето за локализация на дефектите е намалено от 2 часа до 5 минути.
• Средната годишна продължителност на дефектните спирания е намалена с 45%.
• Рискът от пожар от DC страната е намален с 70%.
III. Решение за DC защита за зареждащи устройства за ЕМ
- Анализ на изискванията при приложението
• Поддържа високомощни системи за бързо зареждане над 350 kW.
• Предотвратява DC краткосрочни дефекти по време на зареждане.
• Компатибилно с основните стандарти за протоколи за зареждане.
• Решава проблемите с повишаване на температурата, причинени от работа с високи токове.
- Особености на решението
Основно оборудване: Жидкостно охладявано DC предпазно устройство
• Използва технология за жидкостно охлаждане, за да поддържа непрекъснат ток от 500A.
• Интегрира протоколи за комуникация при зареждане като CCS/CHAdeMO.
• Интелигентна система за предпаза при превишаване на температурата (автоматично намалява нагрузката при 85°C).
• Двуслойна архитектура за предпаза: основно предпазно устройство + разклонена предпаза.
- Технически параметри
• Номинално напрежение: DC 1000V
• Номинален ток: 500A (основно предпазно устройство), 250A (разклонена предпаза)
• Време за прекъсване: <5 ms (ультрабърза предпаза)
• Продължителност на използване: 10,000 цикли (удовлетворява изискванията за често използване)
• Интерфейс за комуникация: CAN bus/Ethernet
- Типична конфигурация
Решение за защита на 350 kW зареждащо устройство:
• Основна предпаза: 500A жидкостно охладявано DC предпазно устройство (1 брой)
• Разклонена предпаза: 250A DC предпазно устройство (2–4 броя)
• Поддържа синхронно бързо зареждане с 4 пистолета без взаимно влияние.
IV. Обобщение на техническите предимства
- Висок капацитет за прекъсване: 25 kA капацитет за прекъсване удовлетворява нуждите на различни DC системи.
- Бързо прекъсване: <5 ms скорост на прекъсване, ефективно ограничаващо разпространението на дефекта.
- Интелигентна интеграция: Комбинира функции за детекция на дъги, термична предпаза и комуникация.
- Висока надеждност: Клас на защита IP65 и дизайнерска продължителност на използване.
- Съвместимост с системи: Поддържа основните стандарти за PV системи и зареждащи устройства.
V. Заключение
Това решение за DC предпазни устройства отговаря на конкретните нужди на сектора на новата енергия, предоставяйки специализирани DC предпазни устройства. То ефективно решава предизвикателствата при прекъсване на DC системи, значително подобрява безопасността и надеждността на операциите, и предоставя ключова подкрепа за безопасността на системите за генериране на електроенергия от PV и инфраструктурата за зареждане на ЕМ.
