Soluciones de Aplicación de Interruptores de Circuito Directo en el Sector de Energías Nuevas

I. Resumen​
Con el rápido desarrollo de la generación de energía eléctrica a partir de fuentes renovables y las instalaciones de carga para vehículos eléctricos (VE), los sistemas de corriente continua (CC) han impuesto requisitos más elevados para equipos de protección de seguridad. Los interruptores de circuito convencionales de corriente alterna (CA) no pueden interrumpir eficazmente las corrientes de fallo en CC, creando una necesidad urgente de soluciones especializadas de interruptores de circuito en CC. Esta solución proporciona configuraciones de protección profesional para dos escenarios de aplicación principales: sistemas de generación de energía fotovoltaica (FV) y estaciones de carga para VE.

​II. Solución de Protección en CC para Sistemas de Generación de Energía FV​

1. ​Análisis de los Desafíos de la Aplicación​
   • Las corrientes de cortocircuito en el lado de CC de los arreglos FV pueden alcanzar hasta 20 kA, superando la capacidad de interrupción de los interruptores de circuito tradicionales.
   • Los fallos por arco en CC pueden causar fácilmente accidentes de incendio.
   • La localización de fallos es difícil, con un tiempo promedio de resolución de problemas superior a 2 horas.
   • Los interruptores de circuito de CA enfrentan desafíos en la extinción del arco y la velocidad lenta de interrupción en aplicaciones de CC.
2. ​Características de la Solución​
   Equipo central: interruptor de circuito dedicado en CC de 1500V
   • Utiliza tecnología de soplado magnético para extinguir el arco, lo que permite interrumpir eficazmente las corrientes de fallo en CC.
   • Integra protección contra islas para sistemas FV para garantizar la seguridad del mantenimiento de la red.
   • Módulo integrado de detección de fallos por arco (AFCI) para prevenir eficazmente los incendios por arcos en CC.
   • Diseño modular que soporta reemplazo rápido, reduciendo el tiempo de mantenimiento.
3. ​Parámetros Técnicos​
   • Voltaje nominal: DC 1500V
   • Capacidad de interrupción: 25 kA (superando la corriente máxima de cortocircuito de los sistemas FV en un 20%)
   • Clasificación de protección: IP65 (tipo exterior), adecuado para entornos adversos
   • Vida útil operativa: ≥8,000 ciclos
   • Localización de fallos: Soporta comunicación remota e indicación de fallos.
4. ​Resultados de Implementación​
   Un estudio de caso de una planta FV de 100MW muestra:
   • El tiempo de localización de fallos se redujo de 2 horas a 5 minutos.
   • La inactividad media anual por fallos se redujo en un 45%.
   • El riesgo de incendio en el lado de CC se redujo en un 70%.

​III. Solución de Protección en CC para Estaciones de Carga de VE​

1. ​Análisis de los Requisitos de Aplicación​
   • Soporta sistemas de carga rápida de alta potencia superiores a 350 kW.
   • Prevención de fallos por cortocircuito en CC durante la carga.
   • Compatible con los estándares de protocolos de carga principales.
   • Aborda los problemas de aumento de temperatura causados por la operación de alta corriente.
2. ​Características de la Solución​
   Equipo central: interruptor de circuito en CC refrigerado por líquido
   • Utiliza tecnología de refrigeración por líquido para soportar una corriente continua de 500A.
   • Integra protocolos de comunicación de carga como CCS/CHAdeMO.
   • Sistema inteligente de protección contra sobrecalentamiento (reduce automáticamente la carga a 85°C).
   • Arquitectura de protección de dos niveles: interruptor de circuito principal + protección de rama.
3. ​Parámetros Técnicos​
   • Voltaje nominal: DC 1000V
   • Corriente nominal: 500A (interruptor de circuito principal), 250A (protección de rama)
   • Tiempo de interrupción: <5 ms (protección ultra-rápida)
   • Vida útil operativa: 10,000 ciclos (cumple con las demandas de uso de alta frecuencia)
   • Interfaz de comunicación: bus CAN/Ethernet
4. ​Configuración Típica​
   Solución de protección para estación de carga de 350 kW:
   • Protección principal: interruptor de circuito en CC refrigerado por líquido de 500A (1 unidad)
   • Protección de rama: interruptor de circuito en CC de 250A (2-4 unidades)
   • Soporta carga rápida simultánea con 4 cañones sin interferencia.

​IV. Resumen de Ventajas Técnicas​

1. Alta capacidad de interrupción: la capacidad de interrupción de 25 kA satisface las necesidades de diversos sistemas de CC.
2. Rapidez de interrupción: la velocidad de interrupción <5 ms limita eficazmente la propagación de fallos.
3. Integración inteligente: combina detección de arcos, protección térmica y funciones de comunicación.
4. Alta confiabilidad: clasificación de protección IP65 y diseño de larga vida útil.
5. Compatibilidad del sistema: soporta estándares de sistemas FV y estaciones de carga principales.

​V. Conclusión​
Esta solución de interruptor de circuito en CC aborda las necesidades específicas del sector de energías renovables, proporcionando equipos de protección especializados contra fallos en CC. Resuelve eficazmente los desafíos de interrupción en sistemas de CC, mejora significativamente la seguridad y la confiabilidad operativa del sistema, y ofrece un apoyo crítico de seguridad para la generación de energía FV y la infraestructura de carga de VE.