Úloha ultrarychlého odpojovacího spínače (UFD) v hybridním HVDC spínači ABB

Řešení hybridního DC spínače

Řešení hybridního DC spínače kombinuje vynikající přepínací schopnosti elektronických článků (jako jsou IGBT) s nízkými ztrátami mechanických spínačů. Tento design zajišťuje, že pokud není potřeba přerušení, proud nepramení ze polovodičů v hlavním spínači. To je dosaženo prostřednictvím mechanické cesty obchvatu, která se skládá z super rychlého odpojovače (UFD) a pomocného komutačního spínače zapojeného v sérii, jak je znázorněno na obrázku.

Princip fungování

Běžná operace:

Během běžné operace proud pramení z mechanické cesty obchvatu, kde UFD a pomocný komutační spínač jsou v zavřeném stavu. Proto proud nepramení ze semiconductorků v hlavním spínači, což snižuje ztráty.

Detekce poruchy a přerušení:

Když je detekována porucha, pomocný komutační spínač rychle přepne proud z cesty obchvatu na paralelní hlavní spínač. Tento proces zajišťuje, že UFD může oddělit své kontakty téměř bez napětí, takže se zabrání vzniku oblouku a přehřívání.

Role UFD:

• Úplná dielektrická izolace: UFD musí poskytnout úplnou dielektrickou izolaci mezi svými kontakty po provedení hlavního spínače (tj. po přerušení proudu), aby se zabránilo opětovnému průtoku proudu.

• Maximální povolený proud: UFD musí být schopen snést maximální povolený proud systému, aby bylo zajištěno spolehlivé fungování za všech podmínek.
  Rychlá reakce: V případě neočekávaných selhání podčástí systému musí být UFD schopen okamžitě provést operaci uzavření, aby chránil celý systém před poškozením.

Vysvětlení diagramu

Na diagramu je super rychlý odpojovač označen jako položka b. Rozvržení celého systému je následující:

• Mechanická cesta obchvatu: Skládá se z UFD a pomocného komutačního spínače zapojeného v sérii.

• Hlavní spínač: Obsahuje elektronické články (jako jsou IGBT) pro rychlé přerušení proudu při poruchách.

• Pomocný komutační spínač: Rychle přepne proud z cesty obchvatu na hlavní spínač po detekci poruchy.

Závěr

Řešení hybridního DC spínače dosahuje efektivního a spolehlivého přerušení proudu kombinací rychlých přepínacích charakteristik elektronických článků s nízkými ztrátami mechanických spínačů. Klíčovou roli hraje UFD, který zajišťuje rychlé a bezpečné přerušení proudu a poskytuje nezbytnou dielektrickou izolaci za podmínek poruchy, čímž chrání systém před poškozením.