Какав је ефекат кашњења диода у аутоматском пребацивању дистрибутивних мрежа?

一, Физичка основа карактеристика кашњења диоде
Карактеристике кашњења диоде произилазе из динамичких процеса њених унутрашњих носача наелектрисања. Када диода пређе из проводног стања у гранично стање, не-неравнотежни носиоци акумулирани у ПН споју (као што су електрони у П региону и рупе у Н региону) не нестају тренутно, већ се постепено смањују на два пута: дрифт кретање под дејством обрнутог електричног поља и рекомбиновање каррибера. Овај процес узрокује да обрнута струја одржава високу вредност у почетној фази, а затим постепено опада до стабилне-вредности, формирајући време повратног опоравка (Трр). Дужина реверзног времена опоравка директно утиче на брзину пребацивања диоде, што заузврат одређује њене карактеристике кашњења у аутоматском пребацивању.

Експериментални подаци показују да је време обрнутог опоравка диода уско повезано са капацитетом споја и ускладиштеним наелектрисањем. Што је већа површина ПН споја, то је више ускладиштених наелектрисања и дуже време кашњења; Што је већа струја унапред, већа је количина ускладиштеног пуњења и дуже време искључења; Што је реверзна струја већа, брже пуњење нестаје и време искључивања је краће. На пример, у исправљачком колу аутоматског прекидача у дистрибутивној мрежи, ако се користе обичне исправљачке диоде, време повратног опоравка може да достигне стотине наносекунди до микросекунди, док Шоткијеве диоде могу скратити време повратног опоравка на наносекунде кроз механизам проводљивости већинског носиоца, значајно побољшавајући брзину одзива прекидача.

2, Имплементација кола за контролу кашњења диоде у аутоматском пребацивању
У аутоматском пребацивању дистрибутивних мрежа, контрола кашњења диода се углавном остварује кроз два облика кола: један је коло са кашњењем засновано на РЦ пуњењу и пражњењу, а други је коло за сузбијање транзијента засновано на карактеристикама обрнутих опоравка диода.

1. Примена диода у РЦ кола за кашњење
РЦ коло са кашњењем постиже временско кашњење кроз процес пуњења и пражњења кондензатора, а диода игра улогу у контроли путање пуњења и пражњења у овом колу. На пример, у контролном кругу затварања аутоматског прекидача, када је улазни сигнал висок, диода води у правцу напред, а кондензатор се брзо пуни кроз мали отпорник, скраћујући време затварања; Када је улазни сигнал низак, диода се искључује обрнуто, а кондензатор се полако празни кроз велики отпорник, продужавајући време отварања. Овај дизајн може постићи контролу кашњења у распону од десетина микросекунди до милисекунди подешавањем односа отпора диоде унапред и уназад, испуњавајући временске захтеве за изолацију квара и опоравак у дистрибутивној мрежи.

2. Примена диода у круговима за сузбијање транзијента
У кругу за заштиту од пренапона аутоматских прекидача, диоде (као што су ТВС диоде) апсорбују пролазне пренапоне кроз своје карактеристике повратног квара, а њихово обрнуто време опоравка директно утиче на брзину одзива заштите. На пример, када удари грома или операције прекидача генеришу пренапон у дистрибутивној мрежи, ТВС диода спроводи у наносекундама, стежући пренапон на безбедан ниво, а затим враћајући стање искључења кроз процес обрнутог опоравка. Ако је време повратног опоравка предуго, то може изазвати секундарни пренапон, тако да ултра брзе диоде за опоравак (као што су УФ4007, Трр<50ns) need to be selected to optimize the protection effect.

3, Типична примена карактеристика кашњења диода у аутоматизацији дистрибутивне мреже
1. Контрола времена за изолацију квара и опоравак
У аутоматизацији довода дистрибутивних мрежа, аутоматски прекидачи треба да брзо изолују неисправне делове на основу сигнала квара и врате напајање на неисправне делове. Карактеристике кашњења диода могу постићи координацију времена прекидача. На пример, у колу за поновно затварање, време пуњења кондензатора се контролише помоћу диоде како би се обезбедило кашњење од неколико секунди пре поновног затварања након изолације квара, избегавајући поновљени утицај пролазних кварова. Након усвајања ове шеме у пројекту дистрибутивне мреже 10кВ, време изолације квара је скраћено на мање од 200мс, а стопа успешности поновног затварања је повећана на 98%.

2. Заштита против повратног тока за дистрибуирани приступ струји
Са популаризацијом дистрибуираних фотонапонских система и система за складиштење енергије, дистрибутивна мрежа треба да спречи да дистрибуирани извори енергије шаљу електричну енергију назад у мрежу у случају квара. Диода је повезана у серију са излазним терминалом претварача, користећи своју једносмерну проводљивост да блокира обрнуту струју, док контролише брзину одзива заштите од повратног тока кроз време повратног опоравка. На пример, када одређена фотонапонска електрана усвоји Шоткијеве диоде (као што су СС14, Трр<10ns), the anti backflow protection action time is shortened from milliseconds to microseconds, effectively avoiding the expansion of power grid faults.

3. Синхроно управљање прекидачима у дистрибутивним системима једносмерне струје
У дистрибутивној мрежи једносмерне струје, синхроно отварање и затварање аутоматских прекидача треба да реши проблем поновног паљења лука. Диода постиже фазну синхронизацију склопног дејства одлагањем контроле пуњења и пражњења кондензатора. На пример, у ДЦ прекидачу, диода формира резонантно коло са индуктором и кондензатором. Подешавањем угла проводљивости диоде за контролу резонантне фреквенције, прекидач може да се прекине при преласку струје у нулу, смањујући енергију лука на испод 1% и значајно побољшавајући животни век прекидача.