تاثیر زمان ثابت بر عملکرد کنتاکتور HVDC

ثابت زمانی چیست؟

در یک مدار RL، ثابت زمانی T = L/R نرخ تغییر جریان را تعیین می کند. هرچه T بزرگتر باشد، جریان کندتر تغییر می کند. نقش سلف در مدار باعث سرکوب تغییر جریان می شود. هنگامی که مدار متصل است، سلف از افزایش سریع جریان جلوگیری می کند و باعث می شود که به آرامی افزایش یابد. هنگامی که مدار قطع می شود، سلف به تامین برق ادامه می دهد و باعث می شود قوس بین کنتاکت های متحرک و ثابت کلید الکتریکی پایدارتر و شکستن آن سخت تر شود و به طور قابل توجهی عمر الکتریکی کلید را کاهش دهد.

در یک مدار RL، ثابت زمانی T = L / ثابت زمانی در استانداردهای الکتریکی GB یا IEC توافق شده است.

با در نظر گرفتن شکل (1) محصول EVQ100 شرکت ALQ (Anlaiqiang)، این محصول از سری کنتاکتورهای ولتاژ بالا DC است. این به طور گسترده ای در وسایل نقلیه الکتریکی، AGV، اتوبوس، چرخ دستی های گلف، کامیون های معدن، لیفتراک های برقی، استکرهای الکتریکی، بیل های الکتریکی، لودرهای الکتریکی، کشتی های الکتریکی، ایستگاه های شارژ DC، شارژرها، شمع های ساحلی، و سایر زیرساخت های شارژ، و همچنین در بسته های باتری قدرت، مبدل های ذخیره انرژی UPS، جعبه های فتوولتاژ بالا، جعبه های فتوولتاژ بالا، جعبه های فتوولتاژ بالا، جعبه های فتوولتایی G، و سایر مبدل های PS5 و دیگر استفاده می شود. تجهیزات الکتریکی DC. برای اتصال و جدا کردن مدارهای DC استفاده می شود و پس از قطع شدن، ایزوله قابل اعتماد را فراهم می کند.

شکل (1) محصول EVQ100

برای شرکت ALQ (مانند محصولات کنتاکتور DC ولتاژ بالا Anlaiqiang که باید با استاندارد ملی GB14048.4 یا استاندارد بین المللی IEC60947-4 در طراحی، صدور گواهینامه و آزمایش نوع مطابقت داشته باشد)، آزمایشات محصول برای عملکرد اتصال و قطع باید طبق استاندارد DC-1 انجام شود. لطفاً به شکل (2) توضیحات محصول EVQ100 و شکل (3) شرایط اتصال و قطع ارتباط انواع مختلف محصولات مراجعه کنید. از شکل‌های بالا، مشخص است که وقتی محصولات EVQ100 تحت گواهی‌نامه قرار می‌گیرند، L/R ثابت زمانی 1 میلی‌ثانیه است.

شکل (2) توضیحات محصول EVQ100

شکل (3) شرایط اتصال و قطع ارتباط انواع مختلف محصولات

قرارداد ثابت زمانی در کاربرد عملی کنتاکتور HVDC

نوع بار DC-1 را می توان با استعلام استاندارد IEC60947 به دست آورد، به شکل (4) مراجعه کنید. نشان می دهد که DC-1 متعلق به کوره های مقاومتی غیر القایی یا کمی القایی است.

شکل (4) نمونه‌هایی از دسته‌های استفاده برای تابلو و کنترل فشار ضعیف

با این حال، در شرایط DC-1، L/R=1ms می‌تواند تأثیر شدیدی بر عمر الکتریکی محصولات کنتاکتور DC ولتاژ بالا داشته باشد. در این مرحله، عمر الکتریکی به طور قابل توجهی در مقایسه با بارهای مقاومتی خالص، به طور بالقوه حدود ده برابر کاهش می یابد. مسئله کلیدی این است که اکثر سناریوهای کاربردی برای کنتاکتورهای DC ولتاژ بالا شامل بارهای مقاومتی هستند. این یک مشکل ایجاد می‌کند: ثابت‌های زمانی مورد استفاده در آزمایش‌های گواهی‌نامه به طور قابل‌توجهی با مواردی که در استفاده واقعی از محصول با آن مواجه می‌شوند متفاوت است. برای پرداختن به این موضوع، جدا از استانداردهای IEC، یک 'استاندارد صنعتی' در کاربردهای صنعتی پدید آمده است که از بارهای مقاومتی خالص استفاده می کند. با در نظر گرفتن EVQ100 به عنوان مثال، شکل (5) دفترچه راهنمای محصول EVQ100 نشان می دهد که در آن عملکرد عمر الکتریکی محصول در درجه اول با استفاده از بارهای مقاومتی کالیبره می شود. با در نظر گرفتن شرایط دنیای واقعی تجهیزات آزمایش در آزمایشگاه، بیشتر دستگاه‌ها ذاتاً مقداری اندوکتانس دارند، نه مقاومت خالص، بنابراین پارامتری مانند L/R≤0.1ms را تعیین می‌کنند.

شکل (5) راهنمای محصول EVQ100

چگونه می توان به پارامتر عملکرد ثابت زمانی بالاتر در طراحی کنتاکتور DC ولتاژ بالا دست یافت؟

با استفاده گسترده تر از کنتاکتورهای HVDC، برخی از شرایط کاری به زمان ثابت بیشتری نیاز دارند، که نیازمند انجام اقدامات فنی مرتبط با محصولات جدید برای بهبود این عملکرد در طراحی است.

بر اساس مطالعه ثابت زمانی، تأثیر زیر بر روی محصولات دارد:

1. تأثیر در خاموشی قوس: هنگامی که کنتاکتور مدار را قطع می کند، انرژی ذخیره شده توسط سلف از طریق قوس آزاد می شود. هنگامی که T بزرگ است، تضعیف جریان آهسته است، انرژی قوس بالا و مدت زمان طولانی است، که دشواری خاموش شدن قوس را افزایش می دهد.

2. تأثیر بر تماس های محصول: عملکرد مکرر در مدارهای T بالا باعث تسریع سایش تماس می شود.

بنابراین در طراحی محصولات با T بالا می توان جنبه های زیر را برای تقویت در نظر گرفت:

1. اقدامات اطفاء قوس قوی تری مانند دمیدن مغناطیسی، محفظه خاموش کردن قوس خلاء یا خاموش کردن قوس گازی انجام دهید.

2. فاصله باز شدن کنتاکت های متحرک و ساکن را افزایش دهید.

3. فضای محفظه خاموش کننده قوس را افزایش دهید.

4. قطعات مربوطه را به صورت سری با سلف مدار در مدار اصلی وصل کنید.

توسعه فنی کنتاکتورهای HVDC با توسعه صنایع و تجهیزات کاربردی تکرار می شود. تجهیزات HVDC نه تنها دارای بارهای مقاومتی هستند، بلکه دارای بارهای القایی، خازنی و مخلوط نیز هستند. برای شرایط صنعتی مربوطه، انواع خاصی از کنتاکتورهای HVDC برای مطابقت با تجهیزات HVDC مورد نیاز است تا طولانی مدت و قابل اطمینان تر کار کنند.