פתרונות יישומיים של מפסקים קהובטיים בזרם ישר בענף האנרגיה החדשה

I. סקירה כללית​
עם התפתחות מהירה של ייצור חשמל מאנרגיה מתחדשת ותשתיות טעינה למכוניות חשמליות (EV), מערכות קירחון דורשות רמות גבוהות יותר של ציוד הגנה. מתג כיבוי קירחון מסורתי אינו יכול לקטוע באופן יעיל זרמי תקלה במערכות קירחון, מה שמחזיר את הצורך בפתרונות מיוחדים למתגי כיבוי קירחון. הפתרון הזה מספק תצורות הגנה מקצועיות לשני תחומי שימוש מרכזיים: מערכות ייצור חשמל פוטו-וולטאיות (PV) ומגדלי טעינה למכוניות חשמליות.

​II. פתרון הגנה קירחונית למערכות ייצור חשמל פוטו-וולטאי​

1. ​ניתוח אתגרי היישום​
   • זרמי קצר-مدار בצד הקירחוני של מערכים פוטו-וולטאים יכולים להגיע עד 20 kA, ולשאת מעל יכולת הכיבוי של מתגי כיבוי מסורתיים.
   • תקלות קשת קירחונית יכולות בקלות לגרום לתאונות שריפה.
   • תמקומן של תקלות קשה, עם זמן ממוצע של ניתוח תקלות מעל שעתיים.
   • מתגי כיבוי קירחון נתקלים באתגרים בכיבוי קשת והם איטיים מאוד בהפעלה במערכות קירחון.
2. ​מאפייני הפתרון​
   ציוד מרכזי: מתג כיבוי קירחוני מיוחד ל-1500V
   • משתמש בטכנולוגיית כיבוי מגנטי כדי לקטוע בצורה יעילת זרמי תקלה קירחוניים.
   • משלב הגנה נגד אי-הפרדה עבור מערכות PV כדי להבטיח בטיחות בתפעול הרשת.
   • מודול AFCI משולב כדי למנוע בצורה יעילה תאונות שריפה קשת קירחונית.
   • עיצוב מודולרי תומך החלפה מהירה, מצמצם את זמן ההגעה לשירות.
3. ​פרמטרים טכניים​
   • מתח דירוג: DC 1500V
   • יכולת כיבוי: 25 kA (מגיע מעל המרבי של זרם קצר-مدار במערכות PV ב-20%)
   • דרגת הגנה: IP65 (סוג חיצוני), מתאים לסביבות קשות
   • עמידות פעולה: ≥8,000 מחזורים
   • תמקום תקלות: תומך בתקשורת מרוחקת והצגת תקלות.
4. ​תוצאות יישום​
   דוגמה של תחנת כוח PV בגודל 100MW מראה:
   • זמן תמקום התקלות מצטמצם משעות לש.getMinutes.
   • זמן תקלה ממוצע בשנה מצטמצם ב-45%.
   • סיכון לשריפה בצד הקירחוני מצטמצם ב-70%.

​III. פתרון הגנה קירחונית למגדלי טעינה למכוניות חשמליות​

1. ​ניתוח דרישות היישום​
   • תומך במערכות טעינה מהירה בעוצמה גבוהה מעל 350 kW.
   • מונע תקלות קצר-مدار קירחוני במהלך הטעינה.
   • תואם לסטנדרטים נפוצים של פרוטוקולי טעינה.
   • פותר את בעיית עליית הטמפרטורה הנגרמת מהפעלת זרמים גבוהים.
2. ​מאפייני הפתרון​
   ציוד מרכזי: מתג כיבוי קירחוני מוזל
   • משתמש בטכנולוגיית הקירחון במים כדי לתמוך בזרם רציף של 500A.
   • משלב פרוטוקולי תקשורת טעינה כמו CCS/CHAdeMO.
   • מערכת הגנה אינטליגנטית על טמפרטורה (מפחיתה את העומס באופן אוטומטי ב-85°C).
   • מבנה הגנה דו-ממדי: מתג כיבוי ראשי + הגנה על ענף.
3. ​פרמטרים טכניים​
   • מתח דירוג: DC 1000V
   • זרם דירוג: 500A (מתג כיבוי ראשי), 250A (הגנה על ענף)
   • זמן כיבוי: <5 ms (הגנה מהירה מאוד)
   • עמידות פעולה: 10,000 מחזורים (משיב את הצרכים של שימוש בתדירות גבוהה)
   • ממשק תקשורת: CAN bus/Ethernet
4. ​תצורה טיפוסית​
   פתרון הגנה למגדל טעינה 350 kW:
   • הגנה ראשית: מתג כיבוי קירחוני מוזל 500A (יחידה אחת)
   • הגנה על ענף: מתג כיבוי קירחוני 250A (2-4 יחידות)
   • תומך בטעינה מהירה בו זמנית של ארבעה מכשירים ללא הפרעות.

​IV. סיכום יתרונות טכניים​

1. יכולת כיבוי גבוהה: יכולת כיבוי של 25 kA עונה על הצרכים של מערכות קירחון שונות.
2. כיבוי מהיר: זמן כיבוי של <5 ms מגביל בצורה יעילת את התפשטות התקלה.
3. שילוב אינטליגנטי: משלב גיבוי קשת, הגנה על טמפרטורה ופונקציות תקשורת.
4. אמינות גבוהה: דרגת הגנה IP65 ועיצוב של חיי שירות ארוכים.
5. תאימות למערכות: תומך בסטנדרטים נפוצים של מערכות PV ומגדלי טעינה.

​V. סיכום​
הפתרון למתג כיבוי קירחוני זה עונה על הצרכים הספציפיים של תחום האנרגיה החדשה על ידיספק ציוד הגנה מיוחד לתקלות קירחוניות. הוא פותר בצורה יעילת את אתגרי הכיבוי במערכות קירחון, מגביר משמעותית את הבטיחות והאמינות של המערכת, ומספק תמיכה חשובה בבטיחות עבור תשתית ייצור חשמל פוטו-וולטאי ומגדלי טעינה למכוניות חשמליות.