El paper del commutador de desconnecte ultra ràpid (UFD) en el disjunctor híbrid d'HVDC d'ABB
Solució de disjuntor híbrid DC
La solució de disjuntor híbrid DC combina les excel·lents capacitats de commutació dels dispositius electrònics de potència (com els IGBT) amb les característiques de baixes pèrdues dels aparells mecànics de commutació. Aquest disseny assegura que, a menys que es necessiti la interrupció, la corrent no passi a través dels semiconductors en el disjuntor principal. Això s'aconsegueix mitjançant un camí de bypass mecànic, que consta d'un desconnectador ultra-ràpid (UFD) i un commutador auxiliar de commutació connectats en sèrie, com es mostra a la figura.
Principi de funcionament
Operació normal:
Durant l'operació normal, la corrent flueix a través del camí de bypass mecànic, amb el UFD i el commutador auxiliar de commutació en posició tancada. Per tant, la corrent no passa a través dels semiconductors en el disjuntor principal, reduint les pèrdues.
Detecció de fallada i interrupció:
Quan es detecta una fallada, el commutador auxiliar de commutació canvia ràpidament la corrent del camí de bypass al disjuntor principal paral·lel. Aquest procés assegura que el UFD pugui separar els seus contactes amb una tensió de corrent pràcticament zero, evitant així la formació d'arc i el sobrecalentament.
Funció del UFD:
Aillament dielèctric complet: El UFD ha de proporcionar un aillament dielèctic complet entre els seus contactes després que el disjuntor principal hagi operat (és a dir, després d'interrompre la corrent) per evitar la reconducció de la corrent.
Corrent màxima de mida: El UFD ha de poder suportar la corrent màxima de mida del sistema per assegurar un funcionament fiable en totes les condicions.
Resposta ràpida: En cas de fallades inesperades en els subcomponents del sistema, el UFD ha de poder realitzar immediatament l'operació de tancament per protegir tot el sistema de danys.
Explicació del diagrama
Al diagrama, el desconnectador ultra-ràpid està etiquetat com a element b. La disposició de tot el sistema és la següent:
Camí de bypass mecànic: Consisteix en el UFD i el commutador auxiliar de commutació connectats en sèrie.
Disjuntor principal: Conté dispositius electrònics de potència (com els IGBT) per interrompre ràpidament la corrent durant les fallades.
Commutador auxiliar de commutació: Canvia ràpidament la corrent del camí de bypass al disjuntor principal quan es detecta una fallada.
Conclusió
La solució de disjuntor híbrid DC aconsegueix una interrupció de corrent eficient i fiable combinant les característiques de commutació ràpida dels dispositius electrònics de potència amb les característiques de baixes pèrdues dels commutadors mecànics. El paper clau del UFD és assegurar una interrupció ràpida i segura de la corrent i proporcionar l'aillament dielèctic necessari durant les condicions de fallada, protegint així el sistema de danys.
