رله جریان مستقیم ولتاژ بالا: چرا در سیستم های قدرت مدرن ضروری است؟

به عنوان یک مؤلفه مهم سیستم های قدرت ، رله جریان مستقیم ولتاژ بالا به طور گسترده ای در سیستم های انتقال جریان مستقیم ولتاژ مستقیم (HVDC) ، محافظت از تجهیزات و انتقال نیرو مورد استفاده قرار می گیرد. نقش آن نه تنها کنترل اتصال و قطع اتصال مدارها بلکه برای محافظت از تجهیزات الکتریکی است. با پیشرفت علم و فناوری ، فناوری HVDC مزایای منحصر به فرد خود را در انتقال قدرت طولانی و با ظرفیت بزرگ نشان داده است و رله های DC ولتاژ بالا نقش مهمی در اطمینان از عملکرد ایمن و پایدار سیستم دارند.

رله جریان مستقیم ولتاژ بالا یک دستگاه سوئیچینگ است که در مدارهای جریان مستقیم ولتاژ بالا استفاده می شود ، که عمدتاً برای دستیابی به کنترل خودکار و محافظت از جریان استفاده می شود. بر خلاف رله های سنتی AC ، رله های DC باید هنگام کار در ولتاژ بالا ، مقاومت ولتاژ قوی تری ، مقاومت در برابر گرما و مقاومت در برابر قوس داشته باشند. از آنجا که جریان DC به طور دوره ای از صفر مانند جریان AC عبور نمی کند ، این امر به رله نیاز دارد تا بتواند به طور پایدار مدار را تحت ولتاژ بالا و منبع تغذیه بلند مدت تغییر دهد.

مناطق کاربردی رله جریان مستقیم ولتاژ بالا
سیستم انتقال جریان مستقیم ولتاژ بالا (HVDC)
رله های DC ولتاژ بالا نقش اصلی را در سیستم های HVDC ایفا می کنند. فناوری HVDC می تواند برق را به مکانهای از راه دور با از دست دادن انرژی کمتر ، به ویژه برای کابل های زیر دریایی یا اتصالات شبکه برق مرزی منتقل کند. رله ها اطمینان حاصل می کنند که مدار در صورت داشتن یک مدار کوتاه یا گسل دیگر ، به موقع قطع می شود و از ثبات سیستم محافظت می کند.

حفاظت از تجهیزات برق
در پست ها و نیروگاه ها ، رله های DC با ولتاژ بالا به طور گسترده ای برای محافظت از تجهیزات مهم قدرت مانند ترانسفورماتورها و سوئیچ استفاده می شود. در صورت خرابی سیستم ، می تواند به سرعت مدار را جدا کند تا از آسیب تجهیزات جلوگیری شود.

وسایل نقلیه برقی
در سالهای اخیر ، سیستم های DC با ولتاژ بالا مانند راه آهن با سرعت بالا برقی و وسایل نقلیه برقی به طور فزاینده ای محبوب شده اند و رله های جریان مستقیم ولتاژ بالا نیز در این زمینه ها به طور گسترده ای مورد استفاده قرار گرفته اند. این می تواند اطمینان حاصل کند که سیستم باتری و سیستم کنترل الکترونیکی وسایل نقلیه برقی در محدوده کار عادی کار می کنند.

نیازهای فنی کلیدی رله جریان مستقیم ولتاژ بالا
ولتاژ بالا مقاومت در برابر
رله های DC ولتاژ بالا باید در برابر ولتاژهای بسیار بالا ، حتی تا صدها کیلوولت مقاومت کنند. برای اطمینان از ایمنی ، مواد عایق و طراحی رله باید بتوانند در برابر میدان های الکتریکی و ولتاژ قوی مقاومت کنند تا از شوک الکتریکی یا قوس استفاده شود.

قابلیت سرکوب قوس
از آنجا که جریان DC به طور دوره ای صفر نمی شود ، رله ها هنگام شکستن جریان مستعد قوس هستند. به منظور جلوگیری از خسارت یا آتش سوزی قوس ، رله های DC با ولتاژ بالا نیاز به قابلیت سرکوب قوس قوی دارند که معمولاً از طریق طرح های ویژه حذف قوس حاصل می شوند.

سرعت سوئیچینگ بالا
سرعت تعویض رله برای نقش محافظت از مدار بسیار مهم است. در صورت وقوع گسل ، رله باید بتواند به سرعت مدار را قطع کند تا از گسترش گسل جلوگیری شود. زمان پاسخ سوئیچینگ آن معمولاً در سطح میلی ثانیه است تا از محافظت سریع از سیستم قدرت اطمینان حاصل شود.

اصل کار رله جریان مستقیم ولتاژ بالا
اصل اصلی کار رله جریان مستقیم ولتاژ بالا مشابه رله های معمولی است. هنگامی که جریان خارجی از سیم پیچ رله عبور می کند ، یک میدان الکترومغناطیسی ایجاد می شود که به نوبه خود مخاطبین را در داخل رله برای اتصال یا قطع ارتباط می کند. با توجه به ویژگی های جریان مستقیم ، مخاطبین رله هنگام باز و بسته شدن باید در برابر جریان بزرگی مقاومت کنند ، بنابراین طراحی آن باید پیشگیری از قوس ها را در نظر بگیرد و اطمینان حاصل کند که مخاطبین سوزانده نشده اند.

به عنوان یک بخش ضروری از سیستم های قدرت مدرن ، رله های جریان مستقیم ولتاژ بالا نه تنها برای اطمینان از عملکرد ایمن تجهیزات محدود نمی شوند بلکه پشتیبانی فنی را برای انتقال قدرت کارآمد و پایدار نیز فراهم می کنند. با پیشرفت مستمر فناوری ، چشم انداز کاربرد آن در زمینه های شبکه های هوشمند ، حفاظت از محیط زیست و صرفه جویی در مصرف انرژی و انتقال جریان مستقیم با ولتاژ بالا بیشتر و گسترده تر می شود. در آینده ، همانطور که الزامات سیستم قدرت برای هوش ، راندمان بالا و قابلیت اطمینان بالا همچنان در حال افزایش است ، مطمئناً رله های DC با ولتاژ بالا پتانسیل توسعه بیشتری را نشان می دهند. $ $