企业风采|创新应用永磁固态半导体芯片 这款智慧空开体积更小巧、控制更精准

发表时间:2023/10/18

从1831年法拉第发现电磁感应现象,到电力取代“蒸汽”, 电早已深入融入我们的日常生活,像城市血管维系日常运转。

进入万物互联时代,随着国民经济的发展和智能技术的不断进步,人们对电力使用提出了更高水平的需求。在工业生产和日常生活中,用户对电力系统的可靠性、安全性、智能性要求不断提高。随时查询用电量、电价、能耗等基础数据,并通过移动互联网实时控制电路系统,已经成了为新一代消费者的基本需求。

特别是在“双碳”目标下,电力作为能源主力军,是节能减排的重点领域,因此,建设新型智能化电力体系刻不容缓。而智能空开作为泛在电力物联网系统建设中必不可少的一个基础设备,其发展更加智能化、自动化,大大提高了用电的智能化水平。智能空开对传统空开的替代,也是时代发展的必然趋势。数据显示,我国每年新增安装空开20亿只,相当于三千亿元增量规模。目前空开存量600亿只,老旧设备需逐步实现替代升级。




杭州天卓网络有限公司

  新能源、新消防、

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展位号6A05


杭州天卓网络有限公司是一家以智慧用电感知技术为核心的AI物联网产品、行业解决方案服务提供商。核心业务包括信息服务平台产品:DSP/DMP、5G信息平台、智慧小区管理平台、智慧消防管理平台、能源管理云系统、智慧用电监管云系统,以及智能微断、智能充电桩、储能产品的生产、销售、软件产品开发、服务、行业综合解决方案及运营服务等。

作为技术驱动型高新技术企业、双软技术企业、专精特新企业,天卓自主研发并掌握100余项智慧用电核心专利、软著、科技专项认定,拥有省级高新技术企业研究开发中心及物联网能效管控技术国家工程研究中心科研团队。从专用芯片、智能断路器到电力物联网云平台,天卓致力于让电力使用更安全、更低碳、更智慧地惠及民生。


让“电”变得安全、节能、可控!

据国家消防救援局数据显示,2023上半年全国共接报火灾55万起,从火灾成因分析,42.9%系电气原因引起,占比火灾总数最多。如何尽量避免电气火灾发生?这就要求供电系统具有比较高的自动化程度和智能化水平,当电力系统出现故障时系统中的智能保护设备能及时识别故障类型,快速断开系统中的故障部分,防止故障进一步扩大。

以往我们通常使用传统空开的短路跳闸功能来预防电气火灾防,传统空开虽然可以自动跳闸,断开电流传输,但跳闸发生的时间和原因都无法精确定位,更无法引起跳闸的原因进行预警。且传统空开需要人们每月手动检查一次,才可以确保它保护用电安全。

天卓智慧空开通过在传统断路器内置感知装置,包括计量芯片、采集芯片、内置互感器,内置温度传感器等,将计量、控制及通信等功能融于一体,实现电力设备的模块化、系统化。能够实时采集各类数据同步上传到云平台,通过一系列数据算法,判断实时用电状态,当出现异常,管理平台上处于预警值和保护值之间的线路将弹出告警信息,一旦达到或超过保护值,智能空开则即刻断电。用户可以通过PC端监管平台或手机端APP实时查看用电状态,通过远程控制对告警的异常情况进行提前干预,根据精准定位,迅速消除安全隐患。


与传统空开相比,天卓智慧空开具备自动漏保自检功能,且漏电保护动作时间小,短路保护时间小于10ms;可以24小时实时监测电流、电压、温度、功率、功率因素、电量,进行智能自检,遇到过欠压、过载、过流、过温、打火、短路等故障,及时切断意外发生,更安全;能够实时监控后端用电设备,通过AI算法限定电流,自由设定电路通断时间,更节能;可以搭配智能网关实现远程操作,通过手机APP,轻松联动家中空调、新风、水电等设备,随时随地实现对设备的智能化控制、能源控制,更便利。体芯片

体积更小巧、分断更精准

基于多年智慧空开产品研发经验,前不久,天卓创新研发并推出了基于永磁固态半导体芯片的第四代新型智慧空开-BTW5系列。


天卓BTW5智慧空开采用全新电磁驱动技术,区别于电机驱动,电磁驱动的速度、力矩和位置都可以通过改变电磁对物体的作用力来进行控制,具有较高的可调性,且无背包设计,体积更小。天卓BTW5智慧空开可以1:1还原传统空开,不需要改变原有线路结构直接代替原有断路器,不增加额外线路改造成本。而目前市场上普通智慧空开均采用电机驱动,带背包,宽度增加1P。

天卓BTW5内置自主研发的物联网电力专用永磁固态半导体芯片能够确保实时高精计量,对关键电力节点运算。铁电存储芯片加持,实现高速读写、低功耗、安全存储,可实时精准测量电流、电压、剩余电流等数据,实时监测核心电力动作。


此外,该芯片采用了全新架构,成功实现了电力电子与微处理器的单芯片集成,相比以往的芯片设计,大大提升了微断的控制精度和稳定性,通过优化芯片内部的数据通路,使微断控制信号的传输延迟降低了30%,对电力负载变化的响应时间缩短至微秒级。创新应用了功率密度更高的GaN器件,使芯片的体积进一步缩小了20%,有效降低了成本。验证结果表明,该智能微断控制芯片的负载跟踪误差降低至3%以内,功率转换效率达到96%。

与普通智慧空开相比,天卓BTW5还采用了双金属片过载反时限脱扣结构,脱扣机构具备自有脱扣设计,具有双金属片过载反时限脱扣保护和短时瞬时头口保护功能,当出现过载、主板故障时,双金属片起保护作用;在分断能力方面,绝大多数智慧空开产品分断能力在6KA以下,而天卓BTW5具备10KA的分断能力;在供电形式上,天卓BTW5采用内置电源,支持自供电,无需外接电源模块,普通智慧空开则采用电源模块供电,需要额外正价成本和占用体积;天卓BTW5还具备过欠压保护值范围可调,漏电/温度可调,漏电值可调等功能,且天卓BTW5电气寿命和机械寿命超过1万次。


天卓智慧空开可为建筑物及类似场所的工业、商业、民用建筑及基础设施等领域低压终端配电提供线路保护,通过系统集成,天卓智慧空开可广泛应用于智慧消防、智慧社区、智慧园区等领域。目前天卓已累计服务300+低碳及智慧城市、3000+企事业单位、1200+工业园区、40000+栋楼宇建筑,累计部署智能终端超20万台,技术研发总投入超2亿,为社会不同场景提供电力数字化解决方案。此外,天卓在全国范围内拥有300+合作运营商,浙江、深圳、中山拥有三大生产物流中心,数智电力业务覆盖全国。


图:天卓智慧园区用电解决方案

未来,天卓将积极响应国家双碳目标和安全生产专项整治计划,以创新为引领,不断探索前瞻领域、完成关键技术突破,以更专业的技术、产品和服务打造低碳能源互联,携手千家万户,共筑温馨家园,让我们的生活更安全、更低碳、更智能。