Применение коммутационных аппаратов постоянного тока в секторе новых источников энергии

I. Обзор​
С быстрым развитием генерации электроэнергии из возобновляемых источников и зарядных станций для электромобилей (EV), системы постоянного тока (DC) предъявляют более высокие требования к оборудованию безопасности. Традиционные автоматические выключатели переменного тока (AC) не могут эффективно прерывать токи короткого замыкания в DC-системах, что создает настоятельную потребность в специализированных решениях на основе DC-выключателей. Данное решение предлагает профессиональные конфигурации защиты для двух основных сценариев применения: систем генерации электроэнергии на основе фотоэлектрических (PV) панелей и зарядных станций для EV.

​II. Решение по защите DC для систем генерации электроэнергии на основе PV-панелей​

1. ​Анализ проблем применения​
   • Токи короткого замыкания на стороне DC PV-массивов могут достигать 20 кА, превышая разрывную способность традиционных выключателей.
   • DC-дуговые неисправности легко могут вызвать пожары.
   • Локализация неисправностей затруднена, среднее время устранения неполадок составляет более 2 часов.
   • Выключатели AC сталкиваются с трудностями при гашении дуги и медленной скоростью разрыва в DC-приложениях.
2. ​Особенности решения​
   Основное оборудование: 1500V DC-выключатель
   • Использует технологию гашения дуги магнитным потоком для эффективного прерывания токов DC-неисправностей.
   • Интегрирует защиту от островкового режима для PV-систем, обеспечивая безопасность обслуживания сети.
   • Встроен модуль обнаружения дуговых неисправностей (AFCI) для эффективной профилактики пожаров от DC-дуг.
   • Модульный дизайн поддерживает быструю замену, сокращая время технического обслуживания.
3. ​Технические параметры​
   • Номинальное напряжение: DC 1500В
   • Разрывная способность: 25 кА (превышает максимальный ток короткого замыкания PV-систем на 20%)
   • Степень защиты: IP65 (наружный тип), подходит для суровых условий
   • Срок службы: ≥8,000 циклов
   • Локализация неисправностей: Поддерживает удаленную связь и индикацию неисправностей.
4. ​Результаты внедрения​
   Пример 100МВт PV-электростанции показывает:
   • Время локализации неисправностей сократилось с 2 часов до 5 минут.
   • Средний годовой простой из-за неисправностей снизился на 45%.
   • Риск пожара на стороне DC снизился на 70%.

​III. Решение по защите DC для зарядных станций EV​

1. ​Анализ требований к применению​
   • Поддерживает системы быстрой зарядки мощностью свыше 350 кВт.
   • Предотвращает DC-короткие замыкания во время зарядки.
   • Совместим с основными стандартами протоколов зарядки.
   • Решает проблемы повышения температуры при работе с высокими токами.
2. ​Особенности решения​
   Основное оборудование: Жидкостно-охлаждаемый DC-выключатель
   • Использует технологию жидкостного охлаждения для поддержки непрерывного тока 500А.
   • Интегрирует протоколы зарядки, такие как CCS/CHAdeMO.
   • Интеллектуальная система защиты от перегрева (автоматическое снижение нагрузки при 85°C).
   • Двухуровневая архитектура защиты: главный выключатель + защита ветвей.
3. ​Технические параметры​
   • Номинальное напряжение: DC 1000В
   • Номинальный ток: 500А (главный выключатель), 250А (защита ветвей)
   • Время разрыва: <5 мс (ультрабыстрая защита)
   • Срок службы: 10,000 циклов (соответствует требованиям частого использования)
   • Интерфейс связи: CAN-шина/Этернет
4. ​Типовая конфигурация​
   Защитное решение для 350 кВт зарядной станции:
   • Главная защита: 500А жидкостно-охлаждаемый DC-выключатель (1 шт.)
   • Защита ветвей: 250А DC-выключатель (2–4 шт.)
   • Поддерживает одновременную быструю зарядку 4 пистолетов без взаимного влияния.

​IV. Краткий обзор технических преимуществ​

1. Высокая разрывная способность: разрывная способность 25 кА соответствует потребностям различных DC-систем.
2. Быстрое прерывание: скорость прерывания <5 мс эффективно ограничивает распространение неисправностей.
3. Интеллектуальная интеграция: сочетает функции обнаружения дуг, защиты от перегрева и коммуникации.
4. Высокая надежность: степень защиты IP65 и долговечный дизайн.
5. Совместимость системы: поддерживает основные стандарты PV-систем и зарядных станций.

​V. Заключение​
Данное решение на основе DC-выключателей решает специфические потребности сектора новых источников энергии, предоставляя специализированное оборудование защиты от DC-неисправностей. Оно эффективно решает проблемы прерывания в DC-системах, значительно повышает безопасность и надежность эксплуатации, обеспечивая важную поддержку безопасности для систем генерации электроэнергии на основе PV-панелей и инфраструктуры зарядных станций для EV.