Застосування вирівнювачів струму постійного струму у сфері нових джерел енергії

I. Огляд​
Зі швидким розвитком виробництва електроенергії з використанням альтернативних джерел та зарядних станцій для електромобілів, до систем постійного струму (DC) ставляться більш високі вимоги щодо захисного обладнання. Традиційні автоматичні вимикачі для чергового струму (AC) не можуть ефективно переривати аварійні струми DC, що створює насущну потребу у спеціалізованих рішеннях для вимикачів DC. Це рішення надає професійні конфігурації захисту для двох ключових сценаріїв застосування: систем генерації електроенергії на основі сонячних панелей (PV) та зарядних станцій для електромобілів.

​II. Рішення захисту DC для систем генерації електроенергії на основі сонячних панелей​

1. ​Аналіз проблем застосування​
   • Струми короткого замикання на стороні DC сонячних масивів можуть досягати 20 кА, перевищуючи здатність відключення традиційних вимикачів.
   • Аварійні дугові дефекти DC легко можуть спричинити пожежі.
   • Локалізація дефектів важка, середній час виявлення проблеми перевищує 2 години.
   • Вимикачі AC мають проблеми із гашенням дуги та повільною швидкістю відключення при застосуванні в DC системах.
2. ​Особливості рішення​
   Основне обладнання: спеціалізований вимикач DC 1500V
   • Використовує технологію гашення дуги магнітним потоком для ефективного переривання аварійних струмів DC.
   • Інтегрує захист від «островів» для систем PV, щоб забезпечити безпеку обслуговування мережі.
   • Вбудований модуль виявлення дугових дефектів (AFCI) для ефективного запобігання пожежам через дугові дефекти DC.
   • Модульний дизайн підтримує швидку заміну, зменшуючи час обслуговування.
3. ​Технічні параметри​
   • Напруга номінальна: DC 1500V
   • Здатність відключення: 25 кА (перевищує максимальний струм короткого замикання в системах PV на 20%)
   • Клас захисту: IP65 (зовнішній тип), придатний для складних умов
   • Тривалість роботи: ≥8,000 циклів
   • Локалізація дефектів: Підтримка дистанційного зв'язку та вказівки дефектів.
4. ​Результати реалізації​
   Дослідження випадку 100МВт сонячної електростанції показує:
   • Час локалізації дефектів зменшився з 2 годин до 5 хвилин.
   • Середньорічний час простою через дефекти зменшився на 45%.
   • Ризик пожежі на стороні DC зменшився на 70%.

​III. Рішення захисту DC для зарядних станцій електромобілів​

1. ​Аналіз вимог застосування​
   • Підтримка систем швидкого заряджання з потужністю понад 350 кВт.
   • Запобігання аварійних ситуацій короткого замикання DC під час заряджання.
   • Сумісність з основними стандартами протоколів заряджання.
   • Вирішення проблем з підвищенням температури при роботі з великими струмами.
2. ​Особливості рішення​
   Основне обладнання: Жидкостно-охолоджений вимикач DC
   • Використовує технологію охолодження рідиною для підтримки постійного струму 500A.
   • Інтегрує протоколи заряджання, такі як CCS/CHAdeMO.
   • Інтелектуальна система захисту від перегріву (автоматично зменшує навантаження при 85°C).
   • Двоступінчаста архітектура захисту: головний вимикач + розгалужений захист.
3. ​Технічні параметри​
   • Напруга номінальна: DC 1000V
   • Номінальний струм: 500A (головний вимикач), 250A (розгалужений захист)
   • Час відключення: <5 мс (ультравелика швидкість захисту)
   • Тривалість роботи: 10,000 циклів (задовольняє вимоги частого використання)
   • Інтерфейс зв'язку: CAN bus/Ethernet
4. ​Типова конфігурація​
   Рішення захисту для 350 кВт зарядної станції:
   • Головний захист: 500A жидкостно-охолоджений вимикач DC (1 одиниця)
   • Розгалужений захист: 250A вимикач DC (2-4 одиниці)
   • Підтримка одночасного швидкого заряджання 4 автомобілів без взаємного втручання.

​IV. Підсумок технічних переваг​

1. Висока здатність відключення: здатність відключення 25 кА задовольняє потреби різних систем DC.
2. Швидке відключення: швидкість відключення <5 мс ефективно обмежує розповсюдження дефектів.
3. Інтелектуальна інтеграція: поєднує функції виявлення дуг, захисту від перегріву та зв'язку.
4. Висока надійність: клас захисту IP65 та довготривалий дизайн.
5. Сумісність систем: підтримка основних стандартів систем PV та зарядних станцій.

​V. Висновок​
Це рішення для вимикача DC враховує специфічні потреби сектору альтернативної енергетики, надаючи спеціалізоване обладнання захисту від аварійних ситуацій DC. Воно ефективно вирішує проблеми відключення в системах DC, значно підвищує безпеку та надійність роботи систем, а також надає ключовий захист для інфраструктури генерації електроенергії на основі сонячних панелей та зарядних станцій для електромобілів.