Ролята на ултра бързия разключващ ключ (UFD) в хибриден HVDC прекъсвач на ABB

Хибридно решение за DC предпълзител

Хибридното решение за DC предпълзител комбинира отличните способности за свързване на елементи на силна електроника (като IGBT) с ниските загуби на механичните предпълзители. Този дизайн гарантира, че токът не протича през полупроводници в основния предпълзител, освен ако не е необходима прекъсването. Това се постига чрез механичен обиколен път, който се състои от ултра-бърз разединител (UFD) и допълнителен комутационен ключ, свързани последователно, както е показано на фигурата.

Принцип на работа

Нормална работа:

По време на нормална работа, токът протича през механичния обиколен път, при който UFD и допълнителният комутационен ключ са в затворено положение. Следователно, токът не протича през полупроводниците в основния предпълзител, което намалява загубите.

Детектиране на дефект и прекъсване:

При детектиране на дефект, допълнителният комутационен ключ бързо прехвърля тока от обиколната пътека към паралелния основен предпълзител. Този процес гарантира, че UFD може да раздели контактите си при почти нулев стрес от ток, като се избягва формирането на дъга и прекомерно нагряване.

Ролята на UFD:

• Пълна диелектрична изолация: UFD трябва да предостави пълна диелектрична изолация между контактите след операцията на основния предпълзител (след прекъсването на тока), за да се предотврати повторно провеждане на тока.

• Максимален номинален ток: UFD трябва да може да издържи максималния номинален ток на системата, за да гарантира надеждна работа при всички условия.
  Бърз отговор: В случай на неочаквани дефекти на подкомпонентите на системата, UFD трябва да може да извърши операцията за затваряне веднага, за да защити цялата система от повреди.

Обяснение на диаграмата

На диаграмата, ултра-бързият разединителен ключ е означена с буквата b. Разположението на цялата система е следното:

• Механичен обиколен път: Състои се от UFD и допълнителния комутационен ключ, свързани последователно.

• Основен предпълзител: Съдържа елементи на силна електроника (като IGBT) за бързо прекъсване на тока при дефекти.

• Допълнителен комутационен ключ: Бързо прехвърля тока от обиколната пътека към основния предпълзител при детектиране на дефект.

Заключение

Хибридното решение за DC предпълзител постига ефективно и надеждно прекъсване на тока, като комбинира бързите характеристики на елементите на силна електроника с ниските загуби на механичните предпълзители. Ключовата роля на UFD е да гарантира бързо и безопасно прекъсване на тока и да предостави необходимата диелектрична изолация при условия на дефект, като така защитава системата от повреди.