Pagsusi sa Kasayahan sa Neutral Busbar Circuit Breaker Tungod sa Blocking sa Ultra-High-Voltage Converter Valves

1. Prinsip Blocking sa mga Ultra-High-Voltage Converter Valves
1.1 Prinsipyo sa Pagtrabaho sa mga Converter Valves
Ang mga ultra-high-voltage (UHV) converter valves kasagaran nagamit og thyristor valves o insulated-gate bipolar transistor (IGBT) valves aron makonberto ang alternating current (AC) ngadto sa direct current (DC) ug vice versa. Pinaagi sa pagtumong sa thyristor valve isip ehempiyano, kini gisangpotan sa daghang thyristors nga giconnect sa series ug parallel. Sa pamahayag (turn-on) ug turn-off sa thyristors, ang valve nagsulbad ug nagonberto sa electrical current. Sa normal nga operasyon, ang converter valve nagonberto ang AC ngadto sa DC o DC ngadto sa AC batas sa pre-defined nga firing sequence ug timing [1].

1.2 mga Sebha ug Proseso sa Blocking sa Converter Valve
Ang blocking sa converter valve mahimong mapatungha pinaagi sa daghang mga sebha, sama sa overvoltage, overcurrent, internal component failures, ug abnormalities sa control ug protection system. Kon natunghaan ang mga anomalya, ang control ug protection system rapi-rapi mopadala og blocking command, nahimong makuha ang pag-trigger sa tanang thyristors o IGBT valves, resulta na ang blocking sa converter valve.

Sa panahon sa proseso sa blocking, may daghan kaayo nga pagbag-o sa mga electrical parameters sa sistema. Isip ehempiyano, sa rectifier side, human sa ma-block ang converter valve, ang AC-side current nagdagan-dagan sa pag-ubos. Apan, tungod sa line inductance, ang DC-side current dili rapi-rapi mobaba ngadto sa zero ug nagpadayon sa pag-flow pinaagi sa mga ruta sama sa neutral busbar, formon usa ka freewheeling current. Sa karon, ang neutral busbar circuit breaker kinahanglan mo-operate rapi-rapi aron interrupton ang DC current ug protektahan ang mga equipment sa sistema gikan sa damage gikan sa excessive nga current [2].

2. Operating Conditions sa Neutral Busbar Circuit Breaker Durante sa Blocking sa Converter Valve
2.1 Mga Pagbag-o sa Electrical Parameters
Kon ma-block ang converter valve, ang voltage ug current sa neutral busbar circuit breaker nag-undergo sa drastic nga mga pagbag-o. Sa DC side, tungod kay ang blocked converter valve naghindut sa normal nga flow sa current, ang overcurrent nagoccur sa neutral busbar ug associated nga equipment. Samtang, tungod sa electromagnetic transient processes sa sistema, ang overvoltage mahimong mogawas sa neutral busbar circuit breaker.

Isip ehempiyano, sa usa ka UHV DC transmission project, human sa ma-block ang converter valve, ang neutral busbar current rapi-rapi nag-surge ngadto sa 2–3 times sa rated current, ug ang voltage sa neutral busbar circuit breaker nagpakita og significant nga mga pag-fluctuate, peak sa 1.5 times sa normal nga operating voltage. Ang Table 1 visual nga ipakita ang mga pagbag-o sa electrical parameters durante sa blocking sa converter valve.

Table 1: Mga Pagbag-o sa Electrical Parameters Durante sa Blocking sa Converter Valve sa Usa ka UHV DC Transmission Project

2.2 Variasyon sa Stress
Kinahanglan nga ang circuit breaker sa neutral busbar mohatag og resistance sa dili lang electrical stress apan usab mechanical stress kung ang converter valve gigubahan. Ang electrical stress kasagaran gikan sa overvoltage ug overcurrent, nga nagpapalit sa electrical erosion sa mga contact sa breaker ug nagpugos sa pag-shorten sa ilang service life. Ang mechanical stress kasagaran gikan sa impact forces nga gikan sa operating mechanism sa panahon sa rapid opening ug closing operations, sama sa electromagnetic forces nga gikan sa rapid current changes. Tumong, sa paborito nga converter valve blocking events, ang mga komponente sa operating mechanism sa neutral busbar circuit breaker mahimong magloose o magworn out, nga naghatod og negative effect sa ilang normal nga opening ug closing performance [3].

3.Karaniwan nga Klase sa Fault ug Cause Analysis sa Neutral Busbar Circuit Breakers Durante sa UHV Converter Valve Blocking
3.1 Insulation Failure
3.1.1 Pagpakita sa Fault
Ang insulation failure usa ka karaniwang klase sa fault alang sa neutral busbar circuit breakers durante sa converter valve blocking. Kasagaran naka-manifest kini isip aging o damage sa internal insulation materials, nga nag-lead sa degraded insulation performance ug nagresulta sa flashover o breakdown. Tumong, sa pipila ka long-operating UHV DC transmission projects, adunay surface contamination ug cracks nga nahitabo sa insulating porcelain bushings sa interior sa neutral busbar circuit breaker, nga severe nga nangapekto sa insulation performance.

3.1.2 Cause Analysis
Ang causes sa insulation failure kasagaran gikan sa daghang aspeto. Unang, ang prolonged operation sa high voltage ug large current gradual nga aging sa insulation materials, nga nag-reduce sa ilang insulation capability sa panahon. Ikaduha, ang overvoltage ug overcurrent nga gikan sa converter valve blocking nag-impose sa severe stress sa insulation materials, nga nag-accelerate sa aging process. Ania, ang harsh operating environments—tulad sa high humidity ug heavy pollution—nagcause sa insulation surfaces nga mag-accumulate og contaminants, nga further degrading sa insulation performance. Tumong, sa coastal UHV DC transmission project sa high humidity ug salt-laden air, adunay conductive film nga readily nga na-form sa surface sa neutral busbar circuit breaker’s insulating porcelain, nga significantly nag-reduce sa insulation strength ug nag-cause og frequent flashover faults.

3.2 Operating Mechanism Failure
3.2.1 Pagpakita sa Fault
Ang operating mechanism failures kasagaran naka-manifest isip abnormal opening/closing times o failure to open/close (refusal to operate). Tumong, durante sa converter valve blocking, ang neutral busbar circuit breaker mahimong magpakita og excessively long opening times, nga failed to interrupt DC current promptly, o mahimong failed to close properly, nga nagresulta sa poor contact.

3.2.2 Cause Analysis
Ang causes sa operating mechanism failures kasagaran complex. Sa usa ka bahin, ang mechanical components degrade sa panahon tungod sa frequent operations, nga suffering wear o deformation nga impair sa performance. Tumong, ang springs sa mechanism mahimong moguba sa ilang elasticity tungod sa fatigue, nga nag-lead sa insufficient opening/closing force. Sa uban bahin, ang faults sa control circuit—tulad sa relay failure o broken control cables—mahimong mag-prevent sa mechanism nga mopangita o execute commands correctly. Ania, ang electromagnetic interference durante sa converter valve blocking mahimong mag-disrupt sa control signals, nga nag-cause sa malfunctions o refusal to operate. Tumong, sa certain UHV DC transmission project, ang control cables nga routed near sa high-current busbars nag-experience og strong magnetic interference durante sa valve blocking, nga nag-lead sa breaker refusal to open.

3.3 Contact Failure
3.3.1 Pagpakita sa Fault
Ang contact failures kasagaran include ang contact erosion, increased contact resistance, ug contact welding. Durante sa converter valve blocking, kung ang neutral busbar circuit breaker interrupts large currents, ang high-temperature arcs mogrow, nga nag-cause sa contact surface erosion. Ang prolonged erosion nag-lead sa uneven contact surfaces ug higher resistance, nga impair sa normal operation. Sa severe cases, ang contacts mahimong mag-weld together, nga nagprevent sa breaker sa pag-open.

3.3.2 Cause Analysis
Ang main cause sa contact failure kasagaran ang large current ug high-temperature arc nga gikan sa converter valve blocking. Ang large current flow produces Joule heating, nga nag-raise sa contact temperature, samantalang ang intense heat sa arc nag-accelerate sa erosion. Ania, ang properties sa contact material ug manufacturing quality affect sa arc resistance. Ang contacts nga gihimo sa materyales nga may poor high-temperature o arc resistance, o ang giproduce sa substandard processes, mas prone sa erosion. Tumong, sa UHV DC project, ang neutral busbar circuit breaker gisulti sa contacts nga may inadequate arc resistance; human sa multiple blocking events, severe erosion nahitabo, nga significantly nag-increase sa contact resistance ug disrupt sa normal operation.

3.4 Current Transformer Failure
3.4.1 Pagpakita sa Fault
Ang current transformer failures kasagaran include ang secondary-side open circuits, winding insulation damage, ug core saturation. Durante sa converter valve blocking, ang abrupt change sa DC current subjects sa current transformer sa significant stress, nga making it prone sa failure. Tumong, ang open secondary circuit mahimong mag-generate og dangerously high voltages, nga endangering equipment ug personnel; ang winding insulation damage mahimong mag-cause og internal short circuits, nga degrading measurement accuracy; ug ang core saturation increases measurement errors, nga potentially triggering incorrect protective actions.

3.4.2 Cause Analysis
Ang causes sa current transformer failure kasagaran gikan sa sumala: Unang, ang overcurrent durante sa converter valve blocking subjects sa windings sa high thermal ug electromagnetic stress, nga possibly damaging sa insulation. Ikaduha, ang insulation performance natural nga degrade sa panahon, nga making transformers more vulnerable sa failure under abnormal conditions tulad sa valve blocking. Ania, ang improper design o selection—tulad sa incorrect rated current o accuracy class—mahimong mag-lead sa core saturation durante sa blocking events. Tumong, sa one UHV DC project, ang current transformer’s rated current kay too low; durante sa valve blocking, ang core quickly saturated, failed to measure current accurately ug causing protective relays to malfunction.

Aron ang pagkuha sa mas maayo nga pagkakaintiwindo sa bahin sa kada klase sa sayop sa neutral busbar circuit breaker samtang may blockage sa converter valve, gihimo kini og statistical analysis sa mga data sa sayop gikan sa daghang UHV DC transmission projects, ug ang resulta makita sa Table 2.

Table 2: Bahin sa Mga Klase sa Sayop sa Neutral Busbar Circuit Breaker Samtang May Blockage sa UHV Converter Valve

4.Mga Pamaagi sa Pag-prevent ug Pag-handle sa Mga Sayop sa Neutral Busbar Circuit Breakers Durante sa Blocking sa UHV Converter Valve
4.1 Mga Pamaagi sa Pag-prevent sa Sayop
4.1.1 Pag-ayo sa Pagpili ug Disenyo sa Equipment
Durante sa panahon sa pagtukod sa mga proyekto sa UHV DC transmission, ang impakto sa mga abnormal nga kondisyon sama sa blocking sa converter valve sa neutral busbar circuit breakers dapat mabuhat og hinumdoman, ug ang pagpili ug disenyo sa equipment dapat maayo-on. Ang mga key nga komponente sama sa mga circuit breakers nga may mataas nga insulasyon, excellent nga arc-resistance contacts, reliable nga operating mechanisms, ug appropriate nga rated current transformers dapat ipili. Tumong, ang mga insulating porcelain bushings gihimo gikan sa advanced nga insulating materials ug manufacturing processes makapadako sa insulation reliability; ang mga contact materials nga may matigas nga resistance kontra sa arc makapadako sa lifetime sa contact; ug ang well-designed nga operating mechanism makapaseguro sa accurate ug reliable nga opening/closing sa uban sa tanang kondisyon sa operasyon.

4.1.2 Pinataas nga Monitoring ug Maintenance sa Equipment
Ang comprehensive nga sistema sa monitoring sa equipment dapat maestablisehon aron mapantayan ang mga operational parameters sa neutral busbar circuit breaker, kasagaran sa electrical parameters, temperature, pressure, vibration, ug uban pang status indicators. Pinaagi sa data analysis, ang potential nga mga risk sa sayop mahimong mailhanon sa dili pa maayo. Tumong, ang infrared thermography mahimong gamiton aron mapantayan ang temperatures sa mga contact ug connection points; ang abnormal nga increase sa temperature makapalihok sa timely nga inspection ug corrective actions. Ang online monitoring sa insulation resistance ug partial discharge makatabang sa assessment sa kalagian sa insulation. Sa wala pa, ang routine maintenance—kasagaran sa cleaning, lubrication, ug tightening—dapat maayo-on aron siguradohon nga ang equipment magpadayon sa optimal nga kondisyon sa operasyon.

4.1.3 Pag-ayo sa Kalidad sa Operating Environment
Ang operating environment sa neutral busbar circuit breaker dapat maayo-on aron mapalubas ang adverse nga impakto sa environment. Tumong, ang air purification systems mahimong i-install sa mga substations aron mapabag-o ang airborne contaminants ug corrosive gases; ang effective nga moisture control measures—kasagaran sa dehumidifiers—makapadako sa dry conditions sa palibot sa equipment. Sa coastal o heavily industrial-polluted areas, ang special nga protective treatments—kasagaran sa anti-corrosion coatings—mahimong gamiton aron mapadako ang resistance sa equipment kontra sa environmental degradation.

4.2 Mga Pamaagi sa Pag-handle sa Sayop
4.2.1 Paggamit sa Rapid Fault Diagnosis Technologies
Kon natukod ang sayop sa neutral busbar circuit breaker, ang rapid fault diagnosis technologies dapat gamiton aron accurately nailhan ang tipo sa sayop ug root cause. Ang intelligent diagnostic systems, gikombinado sa real-time operational data ug fault characteristics, makapadako sa quick fault localization pinaagi sa data analysis ug model-based calculations. Tumong, ang real-time monitoring ug analysis sa current ug voltage parameters makatubag kung adunay insulation failure, contact damage, o current transformer malfunction; ang vibration analysis makapailhan sa mechanical issues sa operating mechanism.

4.2.2 Pag-estableser sa Rational nga Procedures sa Pag-handle sa Sayop
Ang detailed ug rational nga procedures sa pag-handle sa sayop dapat maestablesehon aron mapaseguro ang swift ug effective nga response kon may mga failures. Ang procedures dapat maglakip sa fault reporting, on-site inspection, fault diagnosis, repair planning, implementation sa repairs, equipment testing, ug acceptance verification. Sa tanang proseso, ang strict nga pagfollow sa safety protocols importante aron protektahan ang personnel ug equipment. Tumong, kon nag-address sa insulation faults, ang power kinahanglan unta idisconnect ug ang stored energy idischarge bago ang inspection ug repair; pagkatapos sa replacement sa component, ang rigorous nga testing ug acceptance checks kinahanglan para masiguro nga ang performance naka-meet sa required standards.

4.2.3 Emergency Backup Equipment ug Contingency Plans
Aron mapalubas ang impact sa failures sa neutral busbar circuit breaker sa system operation, ang emergency backup equipment dapat available, ug ang comprehensive contingency plans dapat maformulate. Kon may severe nga fault nga dili mabayran sa dili pa, ang backup equipment mahimong ma-deploy kaagad aron mapauli ang normal nga system operation. Ang regular nga maintenance ug testing sa backup equipment kinahanglan aron siguradohon nga maayo ang standby condition. Ang contingency plan dapat mag-specify sa emergency response procedures, personnel responsibilities, communication protocols, ug uban pang key elements aron maenable ang orderly ug efficient nga emergency handling.

5.Konklusyon
Durante sa blocking sa UHV converter valve, ang neutral busbar circuit breakers nahahadlok sa multiple nga fault risks—kasagaran sa insulation failure, operating mechanism malfunction, contact damage, ug current transformer faults—tanang makapadako sa significant nga kompromiso sa safe ug stable nga operation sa UHV DC transmission systems. Pinaagi sa thorough nga analysis sa blocking mechanism sa converter valves ug operational state sa neutral busbar circuit breakers sa sulod sa mga kondisyon, ang common nga fault types ug ilhanda ang ilahang causes gi-clearly nailhan, suportado pinaagi sa detailed nga case studies. Aron effective nga prevent ug address ang mga sayop, ang preventive measures dapat ma-implement sa pagpili ug disenyo sa equipment, operational monitoring ug maintenance, ug environmental improvement. Sa wala pa, ang fault handling strategies—kasagaran sa rapid diagnostic technologies, standardized repair procedures, ug emergency backup systems—dapat ma-adopt aron padayon nga mapadako ang operational reliability sa UHV DC transmission systems.