Ultra hurtig afbryder (UFD) rolle i ABB hybrid HVDC strømbrygger

Løsning med hybrid DC strømbryder

Løsningen med hybrid DC strømbryder kombinerer de fremragende skiftningsevner hos effektelektroniske enheder (som IGBT'er) med de lavt tabprægede egenskaber ved mekanisk strømbryderudstyr. Denne design sikrer, at strømmen ikke går gennem halledioderne i hovedstrømbryderen, medmindre afbrydelse er nødvendig. Dette opnås gennem en mekanisk bypass-sti, der består af en superhurtig afkobler (UFD) og en hjælpekommuteringsswitch forbundet i serie, som vist på figuren.

Arbejdsmåde

Normal drift:

Under normal drift går strømmen gennem den mekaniske bypass-sti, hvor både UFD og hjælpekommuteringsswitch er i lukket position. Derfor går strømmen ikke gennem halledioderne i hovedstrømbryderen, hvilket reducerer tabene.

Fejlregistrering og -afbrydelse:

Når en fejl registreres, skifter hjælpekommuteringsswitchen hurtigt strømmen fra bypass-stien til parallelle hovedstrømbryderen. Denne proces sikrer, at UFD kan adskille sine kontakter under næsten nul strømstress, hvilket undgår bueformation og overophedning.

UFD's rolle:

• Komplet dielektrisk isolation: UFD skal give komplet dielektrisk isolation mellem dets kontakter efter, at hovedstrømbryderen har fungeret (altså efter, at den har afbrudt strømmen) for at forhindre genkonduktion af strøm.

• Maksimal tilladt strøm: UFD skal kunne klare systemets maksimale tilladte strøm for at sikre pålidelig drift under alle forhold. Hurtig respons: Ved uventede fejl i systemunderkomponenter skal UFD kunne udføre lukningsoperationen øjeblikkeligt for at beskytte hele systemet mod skade.

Forklaring af diagram

I diagrammet er den superhurtige afkoblervifte mærket som element b. Layoutet for hele systemet er følgende:

• Mekanisk bypass-sti: Består af UFD og hjælpekommuteringsswitch forbundet i serie.

• Hovedstrømbryder: Indeholder effektelektroniske enheder (som IGBT'er) til hurtig afbrydelse af strøm under fejl.

• Hjælpekommuteringsswitch: Skifter hurtigt strømmen fra bypass-stien til hovedstrømbryderen, når en fejl registreres.

Konklusion

Løsningen med hybrid DC strømbryder opnår effektiv og pålidelig strømafbrydning ved at kombinere de hurtige skiftningsegenskaber hos effektelektroniske enheder med de lavt tabprægede egenskaber ved mekaniske strømbrydere. UFD's afgørende rolle er at sikre hurtig og sikker strømafbrydning samt at give den nødvendige dielektriske isolation under fejltilstande, hvilket beskytter systemet mod skade.