Rozwiązania aplikacyjne przekaźników obwodów DC w sektorze nowych źródeł energii

I. Przegląd​
Wraz z szybkim rozwojem nowych technologii generowania energii elektrycznej i obiektów ładowania pojazdów elektrycznych (EV), systemy prądu stałego stawiają wyższe wymagania dla urządzeń ochronnych. Tradycyjne automaty przepięciowe prądu przemiennego nie są w stanie skutecznie przerwać prądu uszkodzeniowego prądu stałego, co stwarza pilną potrzebę specjalistycznych rozwiązań automatów przepięciowych prądu stałego. To rozwiązanie oferuje profesjonalne konfiguracje ochronne dla dwóch głównych scenariuszy zastosowania: systemów generacji energii fotowoltaicznej (PV) oraz obiektów ładowania pojazdów elektrycznych.

​II. Rozwiązanie ochrony prądu stałego dla systemów generacji energii fotowoltaicznej​

1. ​Analiza wyzwań aplikacyjnych​
   • Prądy zwarciowe po stronie prądu stałego w układach fotowoltaicznych mogą osiągać do 20 kA, przekraczając zdolność przerwania tradycyjnych automatów przepięciowych.
   • Wady łukowe prądu stałego mogą łatwo prowadzić do pożarów.
   • Lokalizacja uszkodzeń jest trudna, a średnio czas rozwiązywania problemów wynosi ponad 2 godziny.
   • Automaty przepięciowe prądu przemiennego mają trudności z gaszeniem łuku i wolnym przerwaniem prądu w zastosowaniach prądu stałego.
2. ​Cechy rozwiązania​
   Główne urządzenie: dedykowany automat przepięciowy DC 1500V
   • Wykorzystuje technologię gaszenia łuku magnetycznego, aby skutecznie przerwać prąd uszkodzeniowy prądu stałego.
   • Integruje ochronę przed odłączeniem wyspy dla systemów fotowoltaicznych, zapewniając bezpieczeństwo utrzymania sieci.
   • Zintegrowany moduł wykrywania wad łukowych (AFCI) skutecznie zapobiega pożarom spowodowanym łukiem DC.
   • Konstrukcja modułowa wspiera szybką wymianę, zmniejszając czas konserwacji.
3. ​Parametry techniczne​
   • Napięcie nominalne: DC 1500V
   • Zdolność przerwania: 25 kA (przekraczająca maksymalny prąd zwarciowy systemów PV o 20%)
   • Klasyfikacja ochrony: IP65 (typ na zewnątrz), odpowiedni dla surowych warunków
   • Czas życia operacyjny: ≥8 000 cykli
   • Lokalizacja uszkodzeń: obsługuje komunikację zdalną i wskazanie uszkodzeń.
4. ​Wyniki implementacji​
   Przykład z 100 MW elektrowni fotowoltaicznej pokazuje:
   • Czas lokalizacji uszkodzeń zmniejszony z 2 godzin do 5 minut.
   • Średni roczny czas przestoju spowodowany awariami zmniejszony o 45%.
   • Ryzyko pożaru po stronie prądu stałego zmniejszone o 70%.

​III. Rozwiązanie ochrony prądu stałego dla obiektów ładowania pojazdów elektrycznych​

1. ​Analiza wymagań aplikacyjnych​
   • Obsługuje systemy szybkiego ładowania o dużej mocy powyżej 350 kW.
   • Zapobiega wadom zwarciowym prądu stałego podczas ładowania.
   • Kompatybilny ze standardowymi protokołami ładowania.
   • Rozwiązuje problemy wzrostu temperatury spowodowane działaniem przy dużych prądach.
2. ​Cechy rozwiązania​
   Główne urządzenie: chłodzony cieczą automat przepięciowy DC
   • Wykorzystuje technologię chłodzenia cieczą, aby obsługiwać stały prąd 500A.
   • Integruje protokoły komunikacji ładowania takie jak CCS/CHAdeMO.
   • Inteligentny system ochrony przed przegrzewaniem (automatycznie redukuje obciążenie przy 85°C).
   • Dwupoziomowa architektura ochrony: główny automat przepięciowy + ochrona gałęzi.
3. ​Parametry techniczne​
   • Napięcie nominalne: DC 1000V
   • Prąd nominalny: 500A (główny automat przepięciowy), 250A (ochrona gałęzi)
   • Czas przerwania: <5 ms (ultraszybka ochrona)
   • Czas życia operacyjny: 10 000 cykli (spełnia wymagania częstego użytkowania)
   • Interfejs komunikacyjny: CAN bus/Ethernet
4. ​Typowa konfiguracja​
   Rozwiązanie ochrony dla obiektu ładowania 350 kW:
   • Główna ochrona: chłodzony cieczą automat przepięciowy DC 500A (1 szt.)
   • Ochrona gałęzi: automat przepięciowy DC 250A (2-4 szt.)
   • Obsługuje jednoczesne szybkie ładowanie z 4 luf bez interferencji.

​IV. Podsumowanie zalet technicznych​

1. Wysoka zdolność przerwania: zdolność przerwania 25 kA spełnia potrzeby różnych systemów prądu stałego.
2. Szybkie przerwanie: czas przerwania <5 ms skutecznie ogranicza propagację uszkodzeń.
3. Inteligentna integracja: łączy funkcje wykrywania łuków, ochrony przed przegrzewaniem i komunikacji.
4. Wysoka niezawodność: klasyfikacja ochrony IP65 i projekt długiego okresu użytkowania.
5. Kompatybilność systemowa: obsługuje główne standardy systemów PV i obiektów ładowania.

​V. Podsumowanie​
To rozwiązanie automatu przepięciowego prądu stałego odpowiada na specyficzne potrzeby sektora nowych źródeł energii, dostarczając specjalistyczne urządzenia ochronne przed wadami prądu stałego. Skutecznie rozwiązuje wyzwania związane z przerwaniem prądu stałego, znacząco zwiększa bezpieczeństwo i niezawodność działania systemu, a także oferuje kluczowe wsparcie bezpieczeństwa dla infrastruktury generacji energii fotowoltaicznej i obiektów ładowania pojazdów elektrycznych.