Nýtt DC straumsbrotunaraðgerðir í varnir gegn skammslóðarvillu

I. Inngangur
Með hröðu framfarum nútímamælisdægrar tækni hefur verið að þróast til að bæta við ræðanlegri stjórnun og vísindi í byggða tækni. Í sviðinu af háspennu skipting má sjá að vísjundar rafmagnsskiptar, sem eru mikilvægir stýriferli í orkustöðum, hafa verið grundvallur fyrir sjálfvirkni og vísjund í orkustöðum. Þetta rannsókn fjallar um vísjunda DC rafmagnsskiptar byggða á einhlekkja tölvuteknologi (SCM), með áherslu á notkun þeirra til rauntíma straums athugasemds og villuleitar í DC rafmagnakerfum á skipum. Auk vanalegrar bogalokunarborðs inniheldur þessi skiptari vísjunda kerfi, villuleitar einingu og merki meðferils einingu, sem gerir honum kleift að mæta sérstökum kröfum DC kerfa við villuleit.

II. Straums flutningsregla DC rafmagnsskipta
Kerfisatriðið í DC kerfum er að lokabogar eru erfitt að loka vegna ótækni við núllpunkt straums. Eftir að boginn er búinn að mynda er ekki bógvirkjan mögulegt að loka sjálfvirkt vegna þess að enginn náttúrulegur núllpunkt er til staðar.

Lausn – Straums flutningsregla:
Með því að innleiða andstraum í ferlinu er búið að mynda réttur núllpunktur, sem gefur möguleika á að loka bógvirkjann. Sérstök reglan er eins og hér fyrir neðan:

Ferilsstaða	Þáttur virkni	Straumsbreyting og lokabogslokkun
Vanalegur staða	Rafmagnsskiptar QF eru lokuð.	Háspenna DC rafmagnsgerð lýkur yfir QF, sem tryggir örugga ferilsverkun.
Villustaða (A–B skammstenging)	1. Straumur stækkar hratt (hraði fer eftir L₁, L₂). 2. Við uppgötvaningar um villu, opnar virkni QF tengsl, sem myndar bog. 3. Skiptari S lokast, sem leyfir lyklar C að sleppa gegnum skiptara.	1. Sleppandi straumur I₂ er mótvirkur við upprunastraum I₁. 2. I₂ tvíbur I₁ til að krossa núllpunkt. 3. Boginn í QF lokast við núllpunkt.

III. Kerfis hönnun

(1) Vaktaraðili
Vaktaraðilinn virkar sem stýringarsignals uppruni fyrir rafbæru stýringarkerfi, sem gerir kleift rauntíma athugasemd á breytingum á ferilsstraumi og veitir tíma- og nákvæma svar á straumsvillur.

Merkjahandlingar:

Merkjasafnun: Straumsmerki safnað með skipta með löglöguðum lágsprenu endapunkti (til að forðast hárspennu plöss) og óinduktíva motstand (til að halda straumsmagni og formi).
Merkjameðferil: Samað spenna (litill magni með hár frekans brumm) → sívalmynd (brummskýring) → skyldaframlag (með hágæða línulegum ljósþrám HCNR201, fyrirspenna LM324, afturspenna OP07, sem virkar sem DC transformer) → prófun og hald → A/D umbreyting → send til SCM.
Villusvar: Ef straumur fer yfir leyfilegar takmarkanir, sendir SCM útskotsskilyrði og virkar biðlarar varsko.

(2) Gögnum meðferil af SCM
Villuskilyrði:

Vanaleg verkun: Straumsstig Kᵢ ≤ Kₘₐₓ, straumur I ≤ Iₘₐₓ.
Skammstengingarvillu: Kᵢ > Kₘₐₓ, og I getur ofskrefið Iₘₐₓ hratt.

Stærðfræðileg líkan og einfalda reikningur:
Frá ΔU = ΔI · Rբ (skipta motstand),
Kᵥ = ΔU/Δt = Kᵢ · Rբ → Kᵢ = ΔU/(Δt · Rբ).
Styrkleiki: Eftir fastsett Δt, þarf aðeins ΔU milli tveggja tímapunkta til að reikna Kᵢ, sem undanverkar float reikning og minnkar svarstíma mjög.
Villuskilyrði: SCM dæmir um villu þegar Uᵢₙ > Uₘₐₓ eða ΔUᵢₙ > ΔUₘₐₓ.

(3) Mögulegar aðferðir gegn störfum
Veðurgogn á hárspennu, hárstraums umhverfi með sterka rafbannstörfum, margþættar aðferðir gegn störfum eru notuð:

Störfum gagnvart	Sérstök aðferðir	Tilgangur
Innskráningarskilyrði	Skilgreining með línulegum ljósþrám HCNR201	Skilgreinir stýringarkerfi frá hágildisferlum; drekkur störfum og bætir öryggis.
Útvarpsgildi	SCM stýrir ljósþrám skiptar til að virkja thyristors í sleppt ferli	Tryggir aðeins signalkynning; forðast hárstraum áhrif á stýringarkerfi.
Signalfjöldi	Lághæð sívalmynd	Blokka RF, orku frekans og plöss störfum; bætir öruggu.
Hugbúnaðar stigi	1. Samsettar tölfræðileg sívalmynd (miðal + flytandi meðaltal) 2. Dulkritskommand 3. Hugbúnaðar valdi + störfum meðferil	Sívalmyndar gagna brumm, tryggir kommand nákvæmni, og forðast hugbúnaðar brot.

(4) Heildarbygging
Virkingarferli – Tvístöðugur evnisferli:

Samsetning: Lokun/opnun spennu, evnis, hreyfanlegt járnrás (dottur), hús.
Virkingarferli: Spennu series-tengdur við fylltur kondensator (orku uppruni) og thyristors mynda sleppt ferli.
Aðgerð ferli: SCM signali → stækkað af trönum → stýrir thyristor geyslum → við villu, sendir SMC opnunarsignali → thyristor virkar → kondensator sleppur gegnum opnunarspenna → járnrás fer → QF opnar. Lokun er handvirkt stýrt með skiptari.

Straums flutningsferli (bætt upp byggingu):

Bætti upp: Skipta bogasporaskiptar með vakuum skiptar (QF₂), sem minnkar tíma dreifingu.
Byggingar parametrar: QF₁ og QF₂ jafnlangt frá snúpunarpunkti O; arm lengd árekstur á sérstökum parametrum.
Villu aðgerð: Evnisferli virkar → járnrás fer niður → QF₁ opnar, QF₂ lokast → kondensator C sleppur → bogastraumur í QF₁ krossar núllpunkt → boginn lokast.

IV. Kerfis rannsókn

Umhverfi: Samsett ferlis rannsóknarstofa, Rafmagns verkfræðideild, Dalian University of Technology.
Aðferð: Lághæð AC straumur myndar DC skammstengingar stig; andstraumur innleiðaður á toppströmu.
Niðurstöður:

Straumur myndur gegnum QF₁ sýnir andstraumur nákvæmlega innleiðaður á t₀.
Andstraumur tvíbur núllpunkt, lokar boginni, og bætir skammstengingarstraum.

V. Ályktun
Rannsóknir sýna að nýr DC rafmagnsskiptar með rafbæru stýringarkerfi hafa vel heppað við að búa til skammstengingarstraum í DC rafmagnakerfum, með góðum niðurstöðum. Þessi lausn getur verið víðtæk notuð í skammstengingarvernd fyrir DC kerfi eins og skip, hjól, DC eldsleit og raforkuhorn.

Kerfisatriði:

Rauntíma: SCM-based safnun gerir kleift rauntíma athugasemd með sterkum stýringar og minnstu tíma dreifingu.
Hrað svör: Einfalda reiknirit undanverka float reikning, sem minnkar svarstíma fyrir flott villuuppgötvaningar.
Öruggleiki: Tvístöðugur evnisferli minnkar verksmennsku brot og styttrar opnunartíma; bætti upp byggingu tryggir samhæfingu á skipting og flutningaðgerðum.

Þessi vísjunda DC rafmagnsskiptalausn býður upp á hár gagnlegu gildi og vonandi notkunarmöguleika, sem svara óþarnaði fyrir vísjundarverndartæki í nútímamælisdægrum DC rafmagnakerfum.

09/05/2025

Mælt með

Meira