1. Ý nghĩa của công tắc DC cao áp
Một công tắc DC cao áp là một thiết bị chuyển mạch điện từ hoặc trạng thái rắn có thể kiểm soát dòng điện trong môi trường DC cao áp. Nó có thể bật và tắt các mạch DC công suất cao, có thể thường xuyên bật và tắt các mạch chính và mạch điều khiển dung lượng lớn, và thường có các đặc điểm chịu điện áp cao, khả năng ngắt cao và tiêu thụ điện năng thấp. Nó điều khiển các tiếp điểm đóng hoặc mở thông qua lực điện từ, khí nén hoặc thủy lực, từ đó thực hiện các chức năng kiểm soát và bảo vệ của mạch
2. Đặc điểm của công tắc DC cao áp
Khả năng cao áp: Nó có thể thích ứng với điện áp DC 400V, 750V, 1000V, 1500V hoặc thậm chí cao hơn. Hiệu suất cách điện tuyệt vời, có thể chịu được các cú sốc điện áp cao, và ngăn ngừa hư hỏng do đột phá.
Khả năng ngắt cao: Nó có thể cắt an toàn dòng điện DC cao áp để tránh kéo dài hồ quang hoặc hư hỏng mạch. Nó sử dụng các công nghệ như dập tắt hồ quang bằng từ trường, dập tắt hồ quang kín khí, và dập tắt hồ quang chân không để hiệu quả ngăn chặn thời gian hồ quang và ngăn ngừa mòn tiếp điểm.
Tiêu thụ điện năng thấp: Các công tắc DC sử dụng công nghệ giữ từ có tiêu thụ điện năng thấp trong trạng thái đóng. Không cần cung cấp điện liên tục sau khi chuyển đổi giữa các trạng thái bật và tắt, tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường. Tiêu thụ điện năng thấp của cuộn dây, giảm sinh nhiệt, và cải thiện hiệu suất hệ thống.
Công nghệ quản lý hồ quang: Vì DC không có điểm không, hồ quang dễ dàng được tạo ra. Các công tắc thường sử dụng công nghệ dập tắt hồ quang kín khí hoặc dập tắt hồ quang bằng từ trường để cải thiện an toàn.
Tuổi thọ dài: Các công tắc DC chất lượng cao có thể hỗ trợ hàng trăm nghìn vòng đời cơ học, và vòng đời điện có thể đạt hàng chục nghìn lần, phù hợp cho các kịch bản bật-tắt thường xuyên. Vật liệu tiếp xúc hợp kim bạc hiệu suất cao được sử dụng để cải thiện khả năng chống hồ quang và giảm mòn tiếp điểm.
Thiết kế thu nhỏ: Kích thước nhỏ và trọng lượng nhẹ, các công tắc DC thường nhỏ gọn hơn so với rơ le hoặc cầu dao truyền thống, và phù hợp cho các hệ thống năng lượng mật độ cao. Thiết kế đóng gói chống bụi và chống ẩm, phù hợp cho môi trường khắc nghiệt.
3. Ứng dụng của công tắc DC cao áp
Các công tắc DC cao áp được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực năng lượng mới và điều khiển công nghiệp, bao gồm:
Lĩnh vực năng lượng mới
Xe điện: Trong hệ thống điện của xe điện, các công tắc DC cao áp được sử dụng để kết nối và ngắt mạch cao áp giữa pin nguồn và bộ điều khiển động cơ.
Khi xe khởi động, công tắc đóng, cho phép pin cung cấp điện cho động cơ; Khi xe đang sạc, gặp sự cố, hoặc hệ thống cao áp cần ngắt kết nối, công tắc ngắt để đảm bảo an toàn cho người và xe.
Ví dụ, các xe điện như Tesla Model S được trang bị các công tắc DC hiệu suất cao trong hệ thống cao áp của chúng để đạt được kiểm soát chính xác việc truyền tải điện.
Trạm sạc nhanh (DC Fast Charger): được sử dụng cho kiểm soát công suất và quản lý sạc-xả trong các trạm sạc nhanh DC.
Mô-đun sạc và hệ thống chuyển đổi DC-DC: được sử dụng như một công tắc an toàn trong các bộ chuyển đổi công suất cao để đảm bảo sự ổn định khi sạc.
Hệ thống lưu trữ năng lượng
Hệ thống lưu trữ năng lượng pin lithium (BESS): được sử dụng cho quản lý bộ pin, bảo vệ quá dòng và kiểm soát sạc-xả trong các trạm lưu trữ năng lượng quy mô lớn, hệ thống lưu trữ năng lượng gia đình (HESS), và hệ thống lưu trữ năng lượng thương mại (C&I Storage).
Hệ thống phát điện năng lượng mặt trời quang điện:Tại các nhà máy điện mặt trời quy mô lớn, dòng điện DC được tạo ra bởi nhiều mô-đun quang điện cần được tập hợp và truyền tải. Công tắc tơ DC cao áp có thể được sử dụng để kết nối và cách ly các mảng quang điện khác nhau hoặc các hộp kết hợp DC để tạo điều kiện thuận lợi cho việc bảo trì, sửa chữa và khắc phục sự cố của hệ thống. Đồng thời, chúng cũng có thể nhanh chóng cắt đứt mạch và bảo vệ thiết bị khi hệ thống gặp sự cố bất thường.
Ví dụ, các nhà máy điện quang điện tập trung quy mô lớn được xây dựng ở các khu vực sa mạc sử dụng công tắc tơ DC cao áp để đảm bảo hoạt động ổn định và đáng tin cậy của toàn bộ hệ thống phát điện.
Hệ thống lưu trữ năng lượng gió:một phần tử chuyển mạch quan trọng trong hệ thống lưới điện DC năng lượng gió.
Lĩnh vực công nghiệp
Hệ thống cung cấp điện lò hồ quang
Trong lò hồ quang của ngành công nghiệp luyện kim, dòng điện một chiều (DC) cao áp cần được truyền đến các điện cực để tạo ra hồ quang nhằm nấu chảy nguyên liệu thô như quặng sắt. Là một thành phần quan trọng của hệ thống cung cấp điện, công tắc tơ DC cao áp có thể kiểm soát đáng tin cậy việc bật và tắt dòng điện, đáp ứng nhu cầu điện của lò hồ quang ở các giai đoạn nấu chảy khác nhau. Nó cũng có thể nhanh chóng cắt đứt mạch trong trường hợp xảy ra sự cố như ngắn mạch, do đó ngăn ngừa hư hỏng thiết bị và sự cố an toàn.
Nguồn cung cấp điện không gián đoạn (UPS)
Trong một số quy trình sản xuất công nghiệp có yêu cầu cực kỳ cao về độ tin cậy của nguồn điện, chẳng hạn như sản xuất chất bán dẫn và sản xuất hóa chất, nguồn cung cấp điện không gián đoạn đóng vai trò quan trọng. Khi nguồn điện tiện ích bị gián đoạn, UPS cần nhanh chóng chuyển sang chế độ cung cấp điện từ pin. Lúc này, công tắc tơ DC cao áp được sử dụng để đạt được kết nối đáng tin cậy giữa pin và biến tần, đảm bảo rằng tải có thể liên tục nhận được nguồn điện ổn định.
Lĩnh vực giao thông vận tải
Hệ thống quang điện và biến tần
Hộp kết hợp DC quang điện (PV Combiner Box):Nó được sử dụng để quản lý mạch DC giữa các mô-đun quang điện và biến tần.
Biến tần DC-AC:Là một công tắc an toàn cho đầu vào DC cao áp, nó đảm bảo sự ổn định của hệ thống khi chuyển đổi giữa các chế độ kết nối lưới và không kết nối lưới.
Giao thông đường sắt
Trong các hệ thống giao thông đường sắt đô thị như tàu điện ngầm và đường sắt nhẹ, các hệ thống điện cao áp của phương tiện thường áp dụng chế độ cung cấp điện DC. Công tắc tơ DC cao áp được sử dụng để kiểm soát kết nối giữa pantograph của phương tiện và hệ thống dây tiếp xúc trên cao, và để cách ly mạch cao áp trong quá trình kiểm tra và bảo trì phương tiện, đảm bảo an toàn cho nhân viên. Ví dụ, trong một số hệ thống tàu điện ngầm sử dụng nguồn điện từ đường ray thứ ba, công tắc tơ DC cao áp đóng vai trò quan trọng trong hoạt động bình thường và đảm bảo an toàn của tàu.
Hệ thống thu hồi năng lượng phanh tái sinh:Nó quản lý việc thu hồi năng lượng và cải thiện tỷ lệ sử dụng của lưới điện.
Công tắc tơ DC cao áp đóng vai trò quan trọng trong các lĩnh vực năng lượng mới và điều khiển công nghiệp. Khả năng chịu điện áp cao, khả năng ngắt cao và tuổi thọ dài khiến chúng trở thành lựa chọn lý tưởng cho nhiều kịch bản ứng dụng khác nhau. Với sự phát triển của công nghệ và sự gia tăng nhu cầu, triển vọng ứng dụng của chúng cũng sẽ rộng rãi hơn.
