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超级电容器应用于电力系统直流电源
发布时间:2018-03-14 浏览次数:410 文章来源:博艾格科技
超级电容以高可靠性的放电能力,逐步被电力行业所采用,以 FTU 为代表的电力自动化应用,已在多家行业内领军型企业得以应用和推广。随着电力行业对超级电容的认知逐渐加深,超级电容器直流电源方案已经完全走向成熟并得到实际应用检验.
超级电容以高可靠性的放电能力,逐步被电力行业所采用,以 FTU 为代表的电力自动化应用,已在多家行业内领军型企业得以应用和推广。随着电力行业对超级电容的认知逐渐加深,超级电容器直流电源方案已经完全走向成熟并得到实际应用检验.
BIGCAP 超级电容主要作为直流电源主要技术特点:
超低内阻,高功率密度,输出大电流能力强,保证分合闸的可靠性。
充放电循环寿命长(高达 100 万次),正常使用寿命 10 年。
宽温度工作范围可达到-40℃到+85℃。
充电时间短,可以在几秒到几分钟之内充电完毕。
体积下,重量轻,安装方便,高可靠性,长期使用免维护。
超级电容器材料是安全无毒的,绿色环保、容易回收。
可根据客户使用要求定制合适的超级电容模组。
在电力系统中,终端站和小站通常是仅仅提供开关分合闸电流的系统,直接采用超级电容器模组作为电源供电即可,超级电容组仅仅引出正负端子,外配充电单元(电容器充电比较简单,可以小电流充电,也可以大电流快速充电,甚至可以短路放电而不影响其性能和寿命),正负端直接接在开关的输入端即可。在电力系统中,采用继电器的开关,分合闸的电流很小,通常有几种直流开关:在终端站和小站,直流电源通常仅仅提供开关的分合闸电流,没有其他负载;在中间站通常除了支持开关分合闸外,还需维持配电终端及通信模块至少运行 2-15分钟以上,根据某电力系统直流电源要求,直接采用容量为 29.7V 9F,29.7V 36F或 54V 5.0F 等超级电容模组,既可满足 FTU 二遥终端和三遥终端,分闸操作并可维持配电终端及通信模块至少运行 15 分钟。
可以实现以下技术指标:
保证“分-合-分”操作 3 次,并维持配电终端及通信模块至少运行 15 分钟,超级电容使用寿命≥6 年。
终端功耗(含通讯模块):≤12W  (最大可按 15W 计算)
温度要求:-40 度~ +70 度
模组电压等级:29.7V
模组结构和体积可依据要求定制
电力系统中采用多只超级电容器串联提升至所需电压组成统一模组,内部采用高可靠的电子器件均衡设计,保证各只电容器工作电压在其额定电压以内,得到高可靠性超级电容器模组。由于超级电容器相对于普通电容器具有极高的能量密度,同时还能提供大电流输出供能,因此是多种短时直流供能的开关系统的最佳储能器件。
超级电容器是一种长寿命高可靠的能源器件,正常情况下可以具有 50 万次以上的循环寿命,10 年以上的工作寿命,在需要高可靠性的电力系统中至少也可以按 8 年以上的寿命考虑,该器件可靠性高,功率特性强,同时高低温特性好,可以在-40 到+85℃情况下正常工作,在我国各地温差极大的情况下极其适合应用于电力系统中。
以往的电力系统采用蓄电池作为直流电源,但是蓄电池往往需要维护,完全免维护的蓄电池经验证难以满足长期使用的要求,特别是在电力控制环节这种平时几乎不发生太多充放电环节的地方,蓄电池长期处于完全浮充状态,损坏极快,而超级电容可以长期处于高电压充电状态或低电压亏电状态,对性能没有过多影响,是完全免维护的器件,无需定期充放电维护,由于蓄电池平时处于充电和不放电的状态,即使内部极板已经劣化,其端电压仍然和好电池处于相似的状态,难以早期判断和更换处理,而一旦需要稍大的电流放电,其端电压立即发生很大跌落,不能释放出电量,提供不了能量供直流环节使用,这样往往使得蓄电池在平时不用的时候都是好的,而一旦关键时候使用,就出现失效损坏的情况,因此使得分合闸不能可靠稳定动作,而超级电容的端电压直接反映其内部的蓄电情况,即使出现意外失效情况,通过检测电压就可以反映其状态情况,从而使得分合闸更为可靠稳定。通常蓄电池使用时间不超过 5 年,实际由于维护环节难以完全做到位,同时还有野外高低温的极大影响,使得蓄电池往往在半年左右就会开始出现损坏的情况,在 2 年左右出现大批量的损坏,而超级电容具有较宽温度工作范围-40℃~+85℃,超长的使用寿命,正常条件下使用,可以具有高达 10 年以上的寿命,同等条件低压使用寿命会更长。

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