Ο ρόλος του υπερταχύ διασυνδέσμου (UFD) στον υβριδικό HVDC προστατικό στίχνο ABB

Λύση Υβριδικού DC Σταδιακού

Η λύση υβριδικού DC σταδιακού συνδυάζει τις εξαιρετικές δυνατότητες σταδιακής αποδίδουσες των συσκευών ενεργειακής ηλεκτρονικής (όπως IGBTs) με τις χαμηλές απώλειες των μηχανικών σταδιακών. Αυτή η σχεδίαση εξασφαλίζει ότι, εκτός από την περίπτωση που απαιτείται διακοπή, ο ρεύματας δεν διασχίζει τα ημιαγωγά στον κύριο σταδιακό. Αυτό επιτευχθεί μέσω μιας μηχανικής παρακαμπτικής διαδρομής, η οποία αποτελείται από έναν υπερταχύ αποσυνδέστη (UFD) και έναν βοηθητικό σταδιακό συναλλαγής σε σειρά, όπως φαίνεται στο σχήμα.

Συντομευμένη Λειτουργία

Κανονική Λειτουργία:

Κατά την κανονική λειτουργία, ο ρεύματας διασχίζει τη μηχανική παρακαμπτική διαδρομή, με το UFD και τον βοηθητικό σταδιακό συναλλαγής να είναι και οι δύο σε κλειστή θέση. Έτσι, ο ρεύματας δεν διασχίζει τα ημιαγωγά στον κύριο σταδιακό, μειώνοντας τις απώλειες.

Ανίχνευση Σφάλματος και Διακοπή:

Όταν ανιχνεύεται σφάλμα, ο βοηθητικός σταδιακός συναλλαγής μετακινεί γρήγορα το ρεύμα από την παρακαμπτική διαδρομή στον παράλληλο κύριο σταδιακό. Αυτή η διαδικασία εξασφαλίζει ότι το UFD μπορεί να διαχωρίσει τις επαφές του υπό σχεδόν μηδενική τάση, επομένως αποφεύγοντας τη δημιουργία αρκετής και υπερθέρμανση.

Ρόλος του UFD:

• Πλήρης Ηλεκτρολυτική Μόνωση: Το UFD πρέπει να παρέχει πλήρη ηλεκτρολυτική μόνωση μεταξύ των επαφών του μετά τη λειτουργία του κυρίου σταδιακού (δηλαδή, μετά τη διακοπή του ρεύματος) για να αποτρέψει την ανασύνδεση του ρεύματος.

• Μέγιστη Προσδιορισμένη Τάση: Το UFD πρέπει να μπορεί να αντεπεξέλθει στη μέγιστη προσδιορισμένη τάση του συστήματος για να εξασφαλίσει αξιόπιστη λειτουργία υπό όλες τις συνθήκες.
  Γρήγορη Απόκριση: Σε περίπτωση αναμφίβολων σφαλμάτων σε υποσυστήματα, το UFD πρέπει να μπορεί να εκτελέσει αμέσως τη λειτουργία σύνδεσης για να προστατεύσει το σύνολο του συστήματος από καταστροφή.

Εξήγηση του Διαγράμματος

Στο διάγραμμα, ο υπερταχύς αποσυνδέστης σταδιακός είναι επισημασμένος ως στοιχείο b. Η διάταξη του συνόλου του συστήματος είναι ως εξής:

• Μηχανική Παρακαμπτική Διαδρομή: Αποτελείται από το UFD και τον βοηθητικό σταδιακό συναλλαγής σε σειρά.

• Κύριος Σταδιακός: Περιέχει συσκευές ενεργειακής ηλεκτρονικής (όπως IGBTs) για ταχεία διακοπή ρεύματος κατά την ανίχνευση σφάλματος.

• Βοηθητικός Σταδιακός Συναλλαγής: Μετακινεί γρήγορα το ρεύμα από την παρακαμπτική διαδρομή στον κύριο σταδιακό κατά την ανίχνευση σφάλματος.

Συμπέρασμα

Η λύση υβριδικού DC σταδιακού επιτυγχάνει αποτελεσματική και αξιόπιστη διακοπή ρεύματος, συνδυάζοντας τις γρήγορες δυνατότητες σταδιακής των συσκευών ενεργειακής ηλεκτρονικής με τις χαμηλές απώλειες των μηχανικών σταδιακών. Ο κύριος ρόλος του UFD είναι να εξασφαλίσει γρήγορη και ασφαλή διακοπή ρεύματος και να παρέχει την απαραίτητη ηλεκτρολυτική μόνωση κατά τη διάρκεια σφαλμάτων, έτσι ώστε να προστατεύεται το σύστημα από καταστροφή.