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超級電容器應用于電力系統直流電源
發布時間:2018-03-14 瀏覽次數:1815 文章來源:博艾格科技
超級電容以高可靠性的放電能力,逐步被電力行業所采用,以 FTU 為代表的電力自動化應用,已在多家行業內領軍型企業得以應用和推廣。隨著電力行業對超級電容的認知逐漸加深,超級電容器直流電源方案已經完全走向成熟并得到實際應用檢驗.
超級電容以高可靠性的放電能力,逐步被電力行業所采用,以 FTU 為代表的電力自動化應用,已在多家行業內領軍型企業得以應用和推廣。隨著電力行業對超級電容的認知逐漸加深,超級電容器直流電源方案已經完全走向成熟并得到實際應用檢驗.
BIGCAP 超級電容主要作為直流電源主要技術特點:
超低內阻,高功率密度,輸出大電流能力強,保證分合閘的可靠性。
充放電循環壽命長(高達 100 萬次),正常使用壽命 10 年。
寬溫度工作范圍可達到-40℃到+85℃。
充電時間短,可以在幾秒到幾分鐘之內充電完畢。
體積下,重量輕,安裝方便,高可靠性,長期使用免維護。
超級電容器材料是安全無毒的,綠色環保、容易回收。
可根據客戶使用要求定制合適的超級電容模組。
在電力系統中,終端站和小站通常是僅僅提供開關分合閘電流的系統,直接采用超級電容器模組作為電源供電即可,超級電容組僅僅引出正負端子,外配充電單元(電容器充電比較簡單,可以小電流充電,也可以大電流快速充電,甚至可以短路放電而不影響其性能和壽命),正負端直接接在開關的輸入端即可。在電力系統中,采用繼電器的開關,分合閘的電流很小,通常有幾種直流開關:在終端站和小站,直流電源通常僅僅提供開關的分合閘電流,沒有其他負載;在中間站通常除了支持開關分合閘外,還需維持配電終端及通信模塊至少運行 2-15分鐘以上,根據某電力系統直流電源要求,直接采用容量為 29.7V 9F,29.7V 36F或 54V 5.0F 等超級電容模組,既可滿足 FTU 二遙終端和三遙終端,分閘操作并可維持配電終端及通信模塊至少運行 15 分鐘。
可以實現以下技術指標:
保證“分-合-分”操作 3 次,并維持配電終端及通信模塊至少運行 15 分鐘,超級電容使用壽命≥6 年。
終端功耗(含通訊模塊):≤12W  (最大可按 15W 計算)
溫度要求:-40 度~ +70 度
模組電壓等級:29.7V
模組結構和體積可依據要求定制
電力系統中采用多只超級電容器串聯提升至所需電壓組成統一模組,內部采用高可靠的電子器件均衡設計,保證各只電容器工作電壓在其額定電壓以內,得到高可靠性超級電容器模組。由于超級電容器相對于普通電容器具有極高的能量密度,同時還能提供大電流輸出供能,因此是多種短時直流供能的開關系統的最佳儲能器件。
超級電容器是一種長壽命高可靠的能源器件,正常情況下可以具有 50 萬次以上的循環壽命,10 年以上的工作壽命,在需要高可靠性的電力系統中至少也可以按 8 年以上的壽命考慮,該器件可靠性高,功率特性強,同時高低溫特性好,可以在-40 到+85℃情況下正常工作,在我國各地溫差極大的情況下極其適合應用于電力系統中。
以往的電力系統采用蓄電池作為直流電源,但是蓄電池往往需要維護,完全免維護的蓄電池經驗證難以滿足長期使用的要求,特別是在電力控制環節這種平時幾乎不發生太多充放電環節的地方,蓄電池長期處于完全浮充狀態,損壞極快,而超級電容可以長期處于高電壓充電狀態或低電壓虧電狀態,對性能沒有過多影響,是完全免維護的器件,無需定期充放電維護,由于蓄電池平時處于充電和不放電的狀態,即使內部極板已經劣化,其端電壓仍然和好電池處于相似的狀態,難以早期判斷和更換處理,而一旦需要稍大的電流放電,其端電壓立即發生很大跌落,不能釋放出電量,提供不了能量供直流環節使用,這樣往往使得蓄電池在平時不用的時候都是好的,而一旦關鍵時候使用,就出現失效損壞的情況,因此使得分合閘不能可靠穩定動作,而超級電容的端電壓直接反映其內部的蓄電情況,即使出現意外失效情況,通過檢測電壓就可以反映其狀態情況,從而使得分合閘更為可靠穩定。通常蓄電池使用時間不超過 5 年,實際由于維護環節難以完全做到位,同時還有野外高低溫的極大影響,使得蓄電池往往在半年左右就會開始出現損壞的情況,在 2 年左右出現大批量的損壞,而超級電容具有較寬溫度工作范圍-40℃~+85℃,超長的使用壽命,正常條件下使用,可以具有高達 10 年以上的壽命,同等條件低壓使用壽命會更長。

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