DC áramkör-törésvédők alkalmazási megoldásai az új energiaágazatban

I. Áttekintés​
Az új energiaforrásokból származó villamosenergia-termelés és az elektromos jármű (EV) töltőállomások gyors fejlődésével a DC rendszerek magasabb követelményeket támasztanak a biztonsági védelmi berendezésekre. A hagyományos AC áramkiegézők nem képesek hatékonyan megszakítani a DC hibákat, ezáltal szükség van speciális DC áramkiegéző megoldásokra. Ez a megoldás szakértői védelmi konfigurációkat kínál két fő alkalmazási esetben: fotovoltaikus (PV) termelőrendszer és EV töltőállomás.

​II. DC védelmi megoldás PV termelőrendszerekhez​

1. ​Az alkalmazási kihívások elemzése​
   • A PV tömbök DC oldalán lévő rövidzárlat-áramok elérhetik 20 kA-t, ami meghaladja a hagyományos áramkiegézők töréskapacitását.
   • A DC ívhibák könnyen tűzveszélyt jelenthetnek.
   • A hiba helyzetének meghatározása nehéz, a hibaelhárítás átlagos ideje 2 óránál is több.
   • Az AC áramkiegézők a DC alkalmazásokban nehézségeket tapasztalnak az ívkioltásban és lassú töréstengelyük miatt.
2. ​A megoldás jellemzői​
   Alapfelszerelés: 1500V DC dedikált áramkiegéző
   • Magnesés ívkioltó technológiát használ a DC hibákkal kapcsolatos hatékony megszakításhoz.
   • Integrálja a szigetelt működés elleni védelmet a PV rendszerekhez, hogy biztosítsa a hálózati karbantartás biztonságát.
   • Beépített Arc Fault Detection Module (AFCI) a DC ív tűzveszélyeinek hatékony megelőzésére.
   • Moduláris tervezés gyors cserét tesz lehetővé, csökkentve a karbantartási időt.
3. ​Műszaki paraméterek​
   • Nominális feszültség: DC 1500V
   • Töréskapacitás: 25 kA (20%-kal meghaladja a PV rendszerek maximális rövidzárlat-áramát)
   • Védelmi besorolás: IP65 (külső típus), alkalmas súlyos körülményekre
   • Működési élettartam: ≥8,000 ciklus
   • Hiba helyzetének meghatározása: támogatja a távoli kommunikációt és hibajelzést.
4. ​Végrehajtási eredmények​
   Egy 100MW-os PV termelőüzem esettanulmányának eredményei:
   • A hiba helyzetének meghatározásának ideje 2 órától 5 percre csökkent.
   • Az év átlagos hibaidő 45%-kal csökkent.
   • A DC oldali tűzveszély 70%-kal csökkent.

​III. DC védelmi megoldás EV töltőállomásokhoz​

1. ​Az alkalmazási követelmények elemzése​
   • Támogatja a 350 kW-nál nagyobb teljesítményű gyors töltőrendszereket.
   • Megelőzi a DC rövidzárlat-hibákat a töltés során.
   • Kompatibilis a főbb töltő protokoll szabványokkal.
   • Kezeli a nagy áramokkal járó hőemelkedési problémákat.
2. ​A megoldás jellemzői​
   Alapfelszerelés: Folyadék-hűtött DC áramkiegéző
   • Folyadék-hűtő technológiát használ, amely 500A folyamatos áramot támogat.
   • Integrálja a CCS/CHAdeMO töltő kommunikációs protokollokat.
   • Intelligens túlmelegedés elleni védelmi rendszer (automatikusan csökkenti a terhelést 85°C-on).
   • Két szintű védelmi architektúra: fő áramkiegéző + ágvédelem.
3. ​Műszaki paraméterek​
   • Nominális feszültség: DC 1000V
   • Nominális áram: 500A (fő áramkiegéző), 250A (ágvédelem)
   • Törési idő: <5 ms (nagyon gyors védelem)
   • Működési élettartam: 10,000 ciklus (megfelel a nagyfrekvenciás használati igényeknek)
   • Kommunikációs interfész: CAN bus/Ethernet
4. ​Tipikus konfiguráció​
   350 kW töltőállomás védelmi megoldás:
   • Fő védelem: 500A folyadék-hűtött DC áramkiegéző (1 db)
   • Ágvédelem: 250A DC áramkiegéző (2-4 db)
   • Támogatja a 4 darab gyors töltőállomás egyszerre történő használatát zavar nélkül.

​IV. Technikai előnyök összefoglalása​

1. Nagy töréskapacitás: 25 kA töréskapacitás kielégíti a különböző DC rendszerek igényeit.
2. Gyors törés: <5 ms törési sebesség hatékonyan korlátozza a hibák terjedését.
3. Intelligens integráció: Összevonja az ív detektálást, a hővédelmet és a kommunikációs funkciókat.
4. Magas megbízhatóság: IP65 védelmi besorolás és hosszú élettartamú tervezés.
5. Rendszerkompatibilitás: Támogatja a főbb PV rendszereket és töltőállomás szabványokat.

​V. Következtetés​
Ez a DC áramkiegéző megoldás a megújuló energiaágazat specifikus igényeire ad választ, specializált DC hibavédelmi berendezésekkel. Hatékonyan kezeli a DC rendszerek törési kihívásait, jelentősen növeli a rendszerek biztonságát és működési megbízhatóságát, valamint kulcsfontosságú biztonsági támogatást nyújt a PV termelőrendszerek és EV töltőinfrastruktúrák számára.