1. Die Bedeutung von Hochspannungs-DC-Schützen
Ein Hochspannungs-DC-Schütz ist ein elektromagnetisches oder festkörperbasiertes Schaltgerät, das Strom in einer Hochspannungs-DC-Umgebung steuern kann. Es kann Hochleistungs-DC-Stromkreise ein- und ausschalten, kann Hauptstromkreise und großkapazige Steuerkreise häufig ein- und ausschalten und hat in der Regel die Eigenschaften von hoher Spannungsfestigkeit, hoher Schaltleistung und niedrigem Energieverbrauch. Es treibt die Kontakte durch elektromagnetische Kraft, pneumatische oder hydraulische Methoden zum Schließen oder Öffnen an und realisiert so die Steuerungs- und Schutzfunktionen des Stromkreises.
2. Eigenschaften von Hochspannungs-DC-Schützen
Hochspannungskapazität:Es kann sich an 400V, 750V, 1000V, 1500V oder sogar höhere DC-Spannungen anpassen. Hervorragende Isolationsleistung, kann Hochspannungsschocks standhalten und Durchbruchschäden verhindern.
Hohe Schaltleistung:Es kann sicher DC-Hochstrom abschalten, um Lichtbogenerweiterung oder Schädigung des Stromkreises zu vermeiden. Es verwendet Technologien wie magnetische Ausblas-Lichtbogenlöschung, gasdichte Lichtbogenlöschung und Vakuum-Lichtbogenlöschung, um die Lichtbogendauer effektiv zu unterdrücken und Kontaktablation zu verhindern.
Niedriger Energieverbrauch:DC-Schütze, die magnetische Halte-Technologie verwenden, haben im geschlossenen Zustand einen niedrigen Energieverbrauch. Nach dem Umschalten zwischen Ein- und Aus-Zuständen ist keine kontinuierliche Stromversorgung erforderlich, energiesparend und umweltfreundlich. Niedriger Energieverbrauch der Spulen, reduzierte Wärmeentwicklung und verbesserte Systemeffizienz.
Lichtbogenmanagement-Technologie:Da DC keinen Nullpunkt hat, werden leicht Lichtbögen erzeugt. Schütze verwenden in der Regel luftdichte Lichtbogenlöschung oder magnetische Ausblas-Lichtbogenlöschung, um die Sicherheit zu verbessern.
Lange Lebensdauer:Hochwertige DC-Schütze können Hunderttausende von mechanischen Lebenszyklen unterstützen, und die elektrische Lebensdauer kann Zehntausende von Zyklen erreichen, was für häufige Ein-Aus-Szenarien geeignet ist. Hochleistungs-Silberlegierungskontaktmaterialien werden verwendet, um die Lichtbogenbeständigkeit zu verbessern und den Kontaktverschleiß zu reduzieren.
Miniaturisiertes Design:Kleine Größe und geringes Gewicht, DC-Schütze sind in der Regel kompakter als herkömmliche Relais oder Leistungsschalter und eignen sich für hochdichte Energiesysteme. Das Kapseldesign ist staub- und feuchtigkeitsdicht und eignet sich für raue Umgebungen.
3. Anwendung von Hochspannungs-DC-Schützen
Hochspannungs-DC-Schütze werden in den Bereichen neue Energie und industrielle Steuerung weit verbreitet eingesetzt, einschließlich:
Neues Energiefeld
Elektrofahrzeuge:Im Energiesystem von Elektrofahrzeugen werden Hochspannungs-DC-Schütze verwendet, um den Hochspannungskreis zwischen der Antriebsbatterie und dem Motorcontroller zu verbinden und zu trennen.
Wenn das Fahrzeug startet, schließt der Schütz, sodass die Batterie den Motor mit Strom versorgen kann; Wenn das Fahrzeug lädt, ausfällt oder das Hochspannungssystem getrennt werden muss, trennt der Schütz, um die Sicherheit von Personen und Fahrzeug zu gewährleisten.
Zum Beispiel sind Elektrofahrzeuge wie der Tesla Model S mit Hochleistungs-DC-Schützen in ihren Hochspannungssystemen ausgestattet, um eine präzise Steuerung der Leistungsübertragung zu erreichen.
Schnellladestation (DC-Schnelllader):wird für die Leistungssteuerung und das Lade-Entlade-Management in DC-Schnellladestationen verwendet.
Lademodul und DC-DC-Wandlersystem:wird als Sicherheitsschalter in Hochleistungskonvertern verwendet, um die Lade-Stabilität zu gewährleisten.
Energiespeichersystem
Lithium-Batterie-Energiespeichersystem (BESS):wird für das Batteriemanagement, den Überstromschutz und die Lade-Entlade-Steuerung in großflächigen Energiespeicher-Kraftwerken, Haushaltsenergiespeichersystemen (HESS) und kommerziellen Energiespeichersystemen (C&I Storage) verwendet.
Solar-Photovoltaik-Stromerzeugungssystem: In großen Solarstromanlagen muss die von mehreren Photovoltaikmodulen erzeugte Gleichstromenergie gebündelt und übertragen werden. Hochspannungs-DC-Schütze können verwendet werden, um verschiedene Photovoltaik-Arrays oder DC-Kombinierer zu verbinden und zu isolieren, um die Systemwartung, Reparatur und Fehlersuche zu erleichtern. Gleichzeitig können sie auch schnell den Stromkreis unterbrechen und die Ausrüstung schützen, wenn das System abnormal ist.
Zum Beispiel verwenden große, zentralisierte Photovoltaik-Kraftwerke, die in Wüstengebieten gebaut werden, Hochspannungs-DC-Schütze, um den stabilen und zuverlässigen Betrieb des gesamten Stromerzeugungssystems sicherzustellen.
Windenergiespeichersystem: ein wesentliches Schaltelement im Windkraft-DC-Netzsystem.
Industrielles Feld
Lichtbogenofen-Stromversorgungssystem
Im Lichtbogenofen der metallurgischen Industrie muss Hochspannungs-Gleichstrom (DC) zu den Elektroden übertragen werden, um einen Lichtbogen zum Schmelzen von Rohstoffen wie Eisenerz zu erzeugen. Als entscheidende Komponente des Stromversorgungssystems kann der Hochspannungs-DC-Schütz den Strom zuverlässig ein- und ausschalten und den Leistungsanforderungen des Lichtbogenofens in verschiedenen Schmelzphasen gerecht werden. Er kann auch schnell den Stromkreis unterbrechen, falls Fehler wie Kurzschlüsse auftreten, und so Geräteschäden und Sicherheitsunfälle verhindern.
Unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV)
In einigen industriellen Produktionsprozessen mit extrem hohen Anforderungen an die Zuverlässigkeit der Stromversorgung, wie z.B. in der Halbleiterfertigung und chemischen Produktion, spielt die unterbrechungsfreie Stromversorgung eine entscheidende Rolle. Wenn die Netzstromversorgung unterbrochen wird, muss die USV schnell in den Batteriestromversorgungsmodus wechseln. Zu diesem Zeitpunkt wird der Hochspannungs-DC-Schütz verwendet, um eine zuverlässige Verbindung zwischen der Batterie und dem Wechselrichter herzustellen, wodurch sichergestellt wird, dass die Last kontinuierlich eine stabile Stromversorgung erhält.
Transportfeld
Photovoltaik- und Wechselrichtersysteme
Photovoltaik-DC-Kombinierer (PV-Kombinierer): Es wird zur Verwaltung des DC-Stromkreises zwischen Photovoltaikmodulen und dem Wechselrichter verwendet.
DC-AC-Wechselrichter: Als Sicherheitsschalter für den Hochspannungs-DC-Eingang gewährleistet er die Systemstabilität beim Umschalten zwischen netzgekoppelten und netzunabhängigen Modi.
Schienenverkehr
In städtischen Schienenverkehrssystemen wie U-Bahnen und Stadtbahnen verwenden die Hochspannungs-Elektrosysteme der Fahrzeuge normalerweise den DC-Stromversorgungsmodus. Hochspannungs-DC-Schütze werden verwendet, um die Verbindung zwischen dem Stromabnehmer des Fahrzeugs und dem Oberleitungs-System zu steuern und den Hochspannungsstromkreis während der Fahrzeuginspektion und -wartung zu isolieren, um die Sicherheit des Personals zu gewährleisten. Zum Beispiel spielen in einigen U-Bahn-Systemen, die die Stromversorgung über die dritte Schiene nutzen, Hochspannungs-DC-Schütze eine wichtige Rolle im normalen Betrieb und in der Sicherheit der Züge.
Regeneratives Bremsenergie-Rückgewinnungssystem: Es verwaltet die Energierückgewinnung und verbessert die Auslastung des Stromnetzes.
Hochspannungs-DC-Schütze spielen eine Schlüsselrolle in den Bereichen neue Energien und industrielle Steuerung. Ihre hohe Spannungsfestigkeit, hohe Schaltleistung und lange Lebensdauer machen sie zu einer idealen Wahl für eine Vielzahl von Anwendungsszenarien. Mit der Entwicklung der Technologie und der steigenden Nachfrage werden sich auch ihre Anwendungsperspektiven erweitern.
