Działanie i sekwencja czasowa w przekaźniku obwodów DC z aktywnym wstrzykiwaniem prądu

Rysunek przedstawia przebiegi prądu i napięcia. Gdy DCCB (Bezpośredni Przerzutnik Obwodów Stałoprądowych) działa w normalnym trybie (przerzutnik S1 i różnicowy przerzutnik przeciwprądowy S2 są zamknięte, S3 jest otwarty), rozpoczyna się sekwencja otwierania. Przerzutnik jest wyzwalany przez relé ochronne. Zakładając, że czas reakcji relé wynosi 2 ms, po otrzymaniu sygnału odłączenia, przełącznik S1 zaczyna działać. Gdy osiągnie wystarczającą odległość, aby wytrzymać chwilowe napięcie podczas przerwania, obwód rezonansowy wprowadza odwrotny prąd poprzez zamknięcie przełącznika S3. Powstaje wtedy punkt zerowy prądu w przerzutniku (S1), a cały prąd przepływa teraz przez gałąź rezonansową, powodując wzrost napięcia kondensatora. Gdy napięcie kondensatora osiąga napięcie blokujące ogranicznika napięcia (SA), prąd płynący przez przerzutnik zaczyna szybko maleć.

Całkowity czas od otrzymania sygnału odłączenia do wygenerowania odwrotnego napięcia wynosi około 8 ms, uwzględniając aktywację mechaniczną i komutację prądu.
Następnie, energia zgromadzona w systemie rozprasza się w ograniczniku napięcia (SA), w zależności od warunków systemu.

Szczegółowe kroki
Stan normalnej pracy:

• Przerzutnik S1 i różnicowy przerzutnik przeciwprądowy S2 są zamknięte.
• Wysokoprzewodnik S3 jest otwarty.

Rozpoczyna się sekwencja otwierania:

Relé ochronne wykrywa awarię i wysyła sygnał odłączenia, zakładając czas reakcji relé wynoszący 2 ms.

Działa przełącznik S1:

• Po otrzymaniu sygnału odłączenia, wysokoprzewodnik mechaniczny S1 zaczyna działać.
• Gdy S1 osiąga wystarczającą odległość, aby wytrzymać chwilowe napięcie podczas przerwania, obwód rezonansowy jest gotowy.

Wprowadzenie odwrotnego prądu:

• Obwód rezonansowy wprowadza odwrotny prąd poprzez zamknięcie wysokoprzewodnika S3.
• Powstaje wtedy punkt zerowy prądu w przerzutniku S1, a cały prąd zaczyna przepływać przez gałąź rezonansową, powodując wzrost napięcia kondensatora.

Szybkie zmniejszenie prądu:

Gdy napięcie kondensatora osiąga napięcie blokujące ogranicznika napięcia (SA), prąd płynący przez przerzutnik S1 zaczyna szybko maleć.

Rozpraszanie energii:

• Całkowity czas od otrzymania sygnału odłączenia do wygenerowania odwrotnego napięcia wynosi około 8 ms, wliczając aktywację mechaniczną i komutację prądu.
• Energia zgromadzona w systemie rozprasza się w ograniczniku napięcia (SA), w zależności od warunków systemu.
• Przez tę sekwencję kroków, DCCB może skutecznie przerwać prąd i chronić system przed stanami awaryjnymi.

Szczegóły komponentów

• S1: Wysokoprzewodnik mechaniczny
• S2: Różnicowy przerzutnik przeciwprądowy
• S3: Wysokoprzewodnik
• SA: Ogranicznik napięcia