隨著技術(shù)進(jìn)步，對更智能、更強(qiáng)效電力解決方案的需求與日俱增。軌道交通、可再生能源及航空領(lǐng)域的高壓直流(HVDC)系統(tǒng)正在不斷突破性能極限。

高壓系統(tǒng)可顯著降低配電網(wǎng)絡(luò)中的電阻損耗。根據(jù)焦耳定律(P_loss = I2×R)，電阻損耗與電流平方成正比。通過提升電壓等級來降低工作電流，能夠有效抑制電阻損耗，從而實現(xiàn)更高效的電能傳輸。其作為電力傳輸與分配領(lǐng)域的重大技術(shù)進(jìn)步，相比沿用百年的傳統(tǒng)交流電系統(tǒng)，在高效性、可靠性和大容量傳輸方面展現(xiàn)出獨特優(yōu)勢。

目前高壓直流系統(tǒng)已在多個關(guān)鍵領(lǐng)域獲得規(guī)模化應(yīng)用，主要包括軌道交通、航空電氣、可再生能源。

軌道交通領(lǐng)域的高壓應(yīng)用

降低基建成本 提升能效水平

全球軌道交通系統(tǒng)普遍采用1500V DC、3000V DC、15000V AC和25000V AC等標(biāo)準(zhǔn)化高壓供電。其中3000V直流系統(tǒng)憑借效率與基建需求的平衡優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于城際鐵路、輕軌等長距離大負(fù)荷運輸場景。

更高的電壓降低了電力傳輸所需的電流，使得可以使用更輕薄的導(dǎo)線，顯著降低接觸網(wǎng)和變電站的基建成本，同時提升整體能效并降低運營成本，減少對環(huán)境的影響。

航空領(lǐng)域的高壓應(yīng)用

減輕機(jī)體重量 優(yōu)化能源效率

隨著航空業(yè)向全電/混電飛機(jī)轉(zhuǎn)型，1000-3000V直流系統(tǒng)已成為實現(xiàn)高效、安全及技術(shù)創(chuàng)新的核心。高壓系統(tǒng)為用于空調(diào)和增壓等的電動環(huán)境控制系統(tǒng)以及電推進(jìn)裝置等高功耗設(shè)備提供支持。隨著航空業(yè)向全電/混電飛機(jī)轉(zhuǎn)型，1000-3000V直流系統(tǒng)已成為實現(xiàn)高效、安全及技術(shù)創(chuàng)新的核心。高壓系統(tǒng)為用于空調(diào)和增壓等的電動環(huán)境控制系統(tǒng)以及電推進(jìn)裝置等高功耗設(shè)備提供支持。

通過高壓降低電流需求實現(xiàn)線纜輕量化，這對提升航電系統(tǒng)能效和開發(fā)新一代環(huán)保飛機(jī)具有戰(zhàn)略意義。

可再生能源領(lǐng)域的高壓應(yīng)用

實現(xiàn)低損耗傳輸 高效儲能管理 遠(yuǎn)距離電力輸送

可再生能源的興起加速了HVDC技術(shù)的應(yīng)用：大型光伏電站通過高壓傳輸減少至逆變器或儲能的損耗;電池儲能系統(tǒng)(BESS)采用直流高壓實現(xiàn)高效充放電。

HVDC技術(shù)還可實現(xiàn)遠(yuǎn)距離輸電，將偏遠(yuǎn)地區(qū)可再生能源接入電網(wǎng)并促進(jìn)跨國電力交易。

EA的產(chǎn)品組合涵蓋了從低壓設(shè)備到可提供2000 VDC電壓的設(shè)備的整個范圍。那么對于上述這些有更高電壓要求的測試應(yīng)用呢?在之前的文章《直流可編程電源串聯(lián)或并聯(lián)連接的優(yōu)勢》，其中我們介紹了通過串聯(lián)EA可編程直流電源，可以實現(xiàn)更高的電壓和功率輸出。EA的直流電源可通過串聯(lián)實現(xiàn)最高3000VDC的輸出電壓，用以應(yīng)對當(dāng)下和面向未來的更廣泛的測試需求。

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為幫助工程師以充分的信心和靈活性面對電力發(fā)展的高壓趨勢，我們專為3000V(含)以內(nèi)EA直流電力設(shè)備的無縫串聯(lián)而設(shè)計開發(fā)了串聯(lián)連接盒EA-SCB。

|專為串聯(lián)設(shè)備設(shè)計|

為保障測試安全，在對直流電源進(jìn)行串聯(lián)運行時，必須使用串聯(lián)連接盒(SCB)。憑借25 μs的過壓檢測響應(yīng)時間，該裝置能有效防止串聯(lián)設(shè)備超過額定絕緣電壓，保障系統(tǒng)安全運行。

SCB用于測量EA設(shè)備直流端口的直流電壓。如果直流端口的電壓超過允許電壓(例如SCB 360 V對應(yīng)360 V (+容差))，SCB會將共享總線短路，這會導(dǎo)致EA設(shè)備上報共享總線故障(SF)，關(guān)閉設(shè)備直流端口。

此外，SCB會將OVP(過壓保護(hù))信號轉(zhuǎn)發(fā)給所有其他已連接的SCB，這些SCB隨后也會短路其共享總線，從而關(guān)斷所有設(shè)備的直流端口。在這種狀態(tài)下，各EA設(shè)備的內(nèi)部電阻可以重新均衡，使得在直流端口重新啟用后，過壓情況得以解除。

|EA-SCB串聯(lián)連接盒核心特性|

■ 高壓擴(kuò)展能力：支持多臺EA設(shè)備串聯(lián)，實現(xiàn)3000V寬范圍電壓提升

■ 彈性拓?fù)浼軜?gòu)：模塊化設(shè)計支持串/并聯(lián)混合擴(kuò)展，滿足動態(tài)高壓應(yīng)用場景需求

■ 25μs級保護(hù)響應(yīng)：過壓觸發(fā)閾值精度達(dá)標(biāo)稱電壓+7%，協(xié)同控制系統(tǒng)安全

■ 全合規(guī)安全防護(hù)：通過絕緣電壓強(qiáng)化保護(hù)與系統(tǒng)級安全聯(lián)鎖，符合國際認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)

借助SCB串聯(lián)連接盒，系統(tǒng)支持靈活拓?fù)渑渲谩瓤蓪崿F(xiàn)設(shè)備獨立運行，也可構(gòu)建串聯(lián)架構(gòu)。通過將兩組并聯(lián)設(shè)備進(jìn)行串聯(lián)，可進(jìn)一步組合成高電壓、大功率系統(tǒng)，精準(zhǔn)滿足市場需求。EA Elektro-Automatik的SCB技術(shù)，為現(xiàn)代電力高壓測試提供可靠保護(hù)與高效運行保障。