Betrieb und Zeitablauf in DC-Schaltkreisen mit aktiver Stromzufuhr

Die Abbildung zeigt die Strom- und Spannungsformen. Wenn der Gleichstrom-Schaltkreissicherer (DCCB) im normalen Betrieb ist (Schalter S1 und Reststrom-Schaltkreissicherer S2 sind geschlossen, S3 ist offen), beginnt die Öffnungssequenz. Der Schaltkreissicherer wird durch einen Schutzrelais ausgelöst. Hier wird angenommen, dass die Relaiszeit 2ms beträgt. Nachdem das Auslösesignal empfangen wurde, fängt der Schalter S1 an zu arbeiten. Wenn er eine ausreichende Distanz erreicht, um die während der Unterbrechung angewendete Überspannung zu überstehen, spritzt der Resonanzkreis durch das Schließen des Schalters S3 den Gegenstrom ein. Dies schafft einen Nullpunkt des Stroms im Schaltkreissicherer (S1), und der gesamte Strom fließt nun durch den Resonanzzweig, was dazu führt, dass die Kondensatorspannung steigt. Wenn die Kondensatorspannung die Klammerspannung des Überspannungsschutzes (SA) erreicht, beginnt der Strom durch den Schaltkreissicherer schnell abzunehmen.

Die Gesamtzeit vom Empfang des Auslösesignals bis zur Erzeugung der Gegenstromspannung beträgt etwa 8ms, einschließlich mechanischer Aktivierung und Stromkommutation.
Dann dissipiert die in dem System gespeicherte Energie im Überspannungsschutz (SA), je nach Systembedingungen.

Detaillierte Schritte
Normaler Betriebszustand:

• Schaltkreissicherer S1 und Reststrom-Schaltkreissicherer S2 sind geschlossen.
• Hochgeschwindigkeitsschalter S3 ist offen.

Öffnungssequenz beginnt:

Das Schutzrelais erkennt einen Fehler und sendet ein Auslösesignal, wobei eine Relaiszeit von 2ms angenommen wird.

Schalter S1 arbeitet:

• Nachdem das Auslösesignal empfangen wurde, beginnt der hochgeschwindige mechanische Schaltkreissicherer S1 zu arbeiten.
• Wenn S1 eine ausreichende Distanz erreicht, um die während der Unterbrechung angewendete Überspannung zu überstehen, ist der Resonanzkreis bereit.

Einspritzung des Gegenstroms:

• Der Resonanzkreis spritzt den Gegenstrom ein, indem der hochgeschwindige Schalter S3 geschlossen wird.
• Dies schafft einen Nullpunkt des Stroms im Schaltkreissicherer S1, und der gesamte Strom beginnt, durch den Resonanzzweig zu fließen, was dazu führt, dass die Kondensatorspannung steigt.

Schnelle Stromreduktion:

Wenn die Kondensatorspannung die Klammerspannung des Überspannungsschutzes (SA) erreicht, beginnt der Strom durch den Schaltkreissicherer S1 schnell abzunehmen.

Energiedissipation:

• Die Gesamtzeit vom Empfang des Auslösesignals bis zur Erzeugung der Gegenstromspannung beträgt etwa 8ms, einschließlich mechanischer Aktivierung und Stromkommutation.
• Die in dem System gespeicherte Energie dissipiert im Überspannungsschutz (SA), je nach Systembedingungen.
• Durch diese Sequenz von Schritten kann der DCCB den Strom effektiv unterbrechen und das System vor Fehlbedingungen schützen.

Komponentendetail

• S1: Hochgeschwindiger mechanischer Schaltkreissicherer
• S2: Reststrom-Schaltkreissicherer
• S3: Hochgeschwindigkeitsschalter
• SA: Überspannungsschutz