德國隔離器KNICK P42000 / P41000 地鐵饋線保護的哨兵

德國knick隔離器在中科院強磁場研究所水冷線圈的應用

:王工
同號
      449147851
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中科院強磁場科學中心簡介：

國家發(fā)改委批準立項的“十一五”國家重大科學基礎設施建設項目。
建設周期5年，建成后將與美、法、荷、日并列成為世界五大穩(wěn)態(tài)強磁場科學中心之一。
關鍵技術：
o高功率強磁場水冷磁體的設計與研制；
o高穩(wěn)定度直流大功率電源的設計與研制；
o大口徑超導磁體的設計與研制；
o針對特定科學目標的用戶實驗系統(tǒng)。

隔離器選型要求：


1、中央控制系統(tǒng)：采用優(yōu)良設備對磁體進行控制和安全保護，同時為實驗裝置提供管理平臺和為實驗用戶提供測量和數(shù)據(jù)服務等。
2、電壓測量目的：對磁體安全的保護，采用考察磁體線圈測量電阻與標定電阻的偏離度來反映磁體是否異常，電阻的計算需要電壓、電流、溫差等參數(shù)，電壓是其中之一。
3、電壓測量要求：適應直流電壓雙向變化（雙向輸入），對測量電壓進行隔離（隔離等級1500V以上），獲得標準電壓信號（壓入/壓出，一般0~±10V），精度0.1%以上，響應時間ms級。

Knick 對應型號選用：



P40000 直流高壓系列：
高輸入到電壓: up to 3600V
輸入電流: up to5A
高工作電壓: up to 3600V 
隔離電壓: up to 15000V（zui高20000V）
低誤差: 0.1 to 0.3 % 
緊湊設計: 22.5 / 45.0 / 67.5 mm
共模抑制比: 150 dB TCMRR: 115 dB (1000 V/1μs）

德國knick P27000H1-S001 / P27000F1-S001 西門子的OEM型號

P27000H1-S001 是德國knick公司為德國西門子公司專門制定的OEM型號，是標準型號的設置版本。

跟隨西門子的控制系統(tǒng)（DCS、PLC、SCADA）廣泛應用于冶金、電力、交通、化工等場合，*了西門子系統(tǒng)在模擬信號接口兼容和電磁干擾方面的功能要求。

例如鋼廠的熱扎控制系統(tǒng)，現(xiàn)場上千個傳感器和伺服閥，各種控制開關點，這成千上萬個模擬信號，zui終都像人類的神經(jīng)末梢傳來的生物電信號一樣匯集到"大腦"，西門子的控制器中（PLC、TDC、DCS單元等）。
為了不使這些微小模擬信號相互干擾、電壓疊加、高電壓高頻感性串擾，每一路信號在接入“大腦”之前，必須經(jīng)過knick隔離器的處理。如下圖：




為什么西門子在眾多品牌中，選用KNICk的產(chǎn)品呢，這是因為其多種優(yōu)點：

1、480種已經(jīng)校準測量量程 （滿足現(xiàn)場多種輸出制式的傳感器）
2、5000V的隔離電壓，（保證您弱電系統(tǒng)的安全）
3、0.08%的轉換精度，（精密微小信號轉換精度的保障）
4、通用寬范圍供電：20-253V AC/DC
5、齊全的認證和測試：EN 102042.3、EN 61140、GL等核電及船級認證

P27000H1-S001在鋼廠的使用數(shù)量十分巨大，一個傳感器后端都要連接一塊傳感器，完成諸如壓力、溫度、轉速、電信號、流量、等物理量的檢測，以一個控制柜80片的計算量，一個中型軋鋼線控制室中至少會有10-15臺控制柜，這樣下來，一個車間就會用到上千片P27000隔離放大器。

隨著中國經(jīng)濟的騰飛，地鐵已不是北京、上海這些大城市的，南京、武漢、長春、廣州、杭州各地地鐵項目與乳后春筍一般冒了出來。由于地鐵牽引供電大多使用直流供電，所以地鐵的推廣也給直流斷路保護行業(yè)帶來了光明。

要介紹所謂的直流斷路原理，應首先介紹一下地提的接觸網(wǎng)供電系統(tǒng)，如下圖：




一個直流配電站，分為進線柜、饋線柜、負極柜，分別起到直流引入、直流配送、電流回流的作用。北方大多采用750V直流、而上海則采用1500直流供電。這么大的直流，對其監(jiān)控和故障時的事故及時處理成為直流變電站的首要任務。




目前，直流保護和錯誤預盼的種類如下：

1．饋線柜：
a．大電流脫扣保護（over-current protection）；
b．電流上升率保護（di/dt protection）；
c．定時限過流保護（definite-time over-current protection）；
d．低電壓保護（under-voltage protection）；
e．雙邊聯(lián)跳保護（transfer intertrip protection）；
f．接觸網(wǎng)熱過負荷保護（cable thermal overload protection）；
g．自動重合閘（automatic re-closure）。
2． 進線柜：
a．大電流脫扣保護（over-current protection）；
b．逆流保護（reverse current protection）。
3．負極柜：
a．框架保護（frame fault protection）。
4. 軌道電壓限制裝置
a. 軌道電壓限制保護

對于這些要素判斷，都取決于對饋線線路的直接測量，而1500V的高直流電壓，只有KNICK生產(chǎn)的P42000/P41000系列隔離器能夠經(jīng)受得起：

1、3600工作電壓直接接入
2、zui高2萬伏的隔離測試電壓
3、T90小于0.1秒
4、高共模抑制比

目前knick這款高壓隔離器，已經(jīng)為德國西門子、瑞士賽雪龍功罪在地鐵配電中的標準配置。