ترحيل التيار المباشر عالي الجهد: لماذا لا غنى عنه في أنظمة الطاقة الحديثة؟

كعنصر مهم في أنظمة الطاقة ، ترحيل التيار المباشر عالي الجهد يستخدم على نطاق واسع في أنظمة نقل التيار المباشر عالي الجهد (HVDC) وحماية المعدات ونقل الطاقة. دورها ليس فقط للتحكم في اتصال الدوائر وانفصالها ، ولكن أيضًا لحماية المعدات الكهربائية. مع تقدم العلوم والتكنولوجيا ، أظهرت تقنية HVDC مزاياها الفريدة في انتقال الطاقة الطويلة وسعة الطاقة الكبيرة ، وقد لعبت مرحلات DC عالية الجهد دورًا حيويًا في ضمان التشغيل الآمن والمستقر للنظام.

ترحيل التيار المباشر عالي الجهد هو جهاز تبديل يستخدم في الدوائر الحالية المباشرة للجهد العالي ، ويستخدم بشكل رئيسي لتحقيق التحكم التلقائي وحماية التيار. على عكس مرحلات AC التقليدية ، تحتاج مرحلات التيار المستمر إلى مقاومة الجهد الأقوى ومقاومة الحرارة ومقاومة القوس عند العمل في الجهد العالي. نظرًا لأن تيار العاصمة لا يعبر صفرًا بشكل دوري مثل تيار التيار المتردد ، فإن هذا يتطلب من التتابع أن يكون قادرًا على تبديل الدائرة تحت الجهد العالي ومزود الطاقة على المدى الطويل.

مجالات التطبيق من مرحل التيار المباشر الجهد العالي
نظام نقل التيار المباشر عالي الجهد (HVDC)
تلعب مرحلات DC عالية الجهد دورًا أساسيًا في أنظمة HVDC. يمكن أن تنقل تقنية HVDC الكهرباء إلى المواقع البعيدة مع فقدان الطاقة أقل ، خاصة بالنسبة للكابلات الغواصة أو اتصالات شبكة الطاقة عبر الحدود. تضمن المرحلات أن يتم فصل الدائرة في الوقت المناسب في حالة وجود دائرة قصيرة أو خطأ آخر ، وحماية استقرار النظام.

حماية معدات الطاقة
في المحطات الفرعية ومحطات الطاقة ، تستخدم مرحلات DC عالية الجهد على نطاق واسع لحماية معدات الطاقة المهمة مثل المحولات والمفاتيح. في حالة فشل النظام ، يمكنه فصل الدائرة بسرعة لتجنب تلف المعدات.

المركبات الكهربائية
في السنوات الأخيرة ، أصبحت أنظمة DC عالية الجهد مثل السكك الحديدية عالية السرعة والسيارات الكهربائية شائعة بشكل متزايد ، كما تم استخدام مرحلات التيار المباشر عالية الجهد في هذه الحقول. يمكن أن يضمن أن نظام البطارية ونظام التحكم الإلكتروني للسيارات الكهربائية يعملون في نطاق العمل العادي.

المتطلبات الفنية الرئيسية للتتابع الحالي الجهد المباشر
القدرة على تحمل الجهد العالي القدرة
تحتاج مرحلات DC عالية الجهد إلى تحمل الفولتية العالية للغاية ، حتى ما يصل إلى مئات كيلوفولت. لضمان السلامة ، يجب أن تكون مادة العزل وتصميم التتابع قادرين على تحمل الحقول الكهربائية القوية والفولتية لتجنب الصدمة الكهربائية أو الانحناء.

قدرة قمع القوس
نظرًا لأن DC Current لا يعبر الصفر بشكل دوري ، فإن المرحلات عرضة للانحناء عند كسر التيار. من أجل منع ARCs من التسبب في تلف المعدات أو الحريق ، تحتاج مرحلات DC عالية الجهد إلى أن يكون لها قدرات قمع قوية ، والتي يتم تحقيقها عادة من خلال تصاميم القضاء الخاصة بالقوس.

سرعة التبديل العالية
سرعة التبديل للتتابع أمر بالغ الأهمية لدور حماية الدائرة. في حالة حدوث خطأ ، يجب أن يكون التتابع قادرًا على فصل الدائرة بسرعة لمنع الخطأ من الانتشار. عادة ما يكون وقت استجابة التبديل في مستوى ميلي ثانية لضمان الحماية السريعة لنظام الطاقة.

مبدأ العمل من مرحل تيار الجهد المباشر عالي الجهد
مبدأ العمل الأساسي للتتابع الحالي المباشر للجهد العالي يشبه مستوى المرحلات العادية. عندما يمر التيار الخارجي عبر ملف التتابع ، يتم إنشاء حقل كهرومغناطيسي ، والذي بدوره يدفع جهات الاتصال داخل التتابع للاتصال أو الفصل. نظرًا لخصائص التيار المباشر ، تحتاج جهات اتصال التتابع إلى تحمل تيار كبير عند الفتح والإغلاق ، لذلك يجب أن يأخذ تصميمه في الاعتبار الوقاية من الأقواس والتأكد من عدم حرق جهات الاتصال.

كجزء لا غنى عنه من أنظمة الطاقة الحديثة ، لا تقتصر مرحلات التيار المباشر عالية الجهد فقط على ضمان التشغيل الآمن للمعدات ، ولكن أيضًا توفر الدعم الفني لنقل الطاقة الفعال والمستقر. مع التقدم المستمر للتكنولوجيا ، ستصبح آفاق تطبيقها في مجالات الشبكات الذكية وحماية البيئة وتوفير الطاقة ، ونقل التيار المباشر عالي الجهد أكثر فأكثر. في المستقبل ، مع استمرار متطلبات نظام الطاقة للذكاء والكفاءة العالية والموثوقية العالية في الزيادة ، فإن مرحلات DC عالية الجهد ستظهر بالتأكيد إمكانات تطوير أكبر.