Papel del interruptor desconector ultrarrápido (UFD) en el interruptor híbrido HVDC de ABB
Solución de Interruptor Híbrido DC
La solución de interruptor híbrido DC combina las excelentes capacidades de conmutación de los dispositivos electrónicos de potencia (como IGBT) con las características de baja pérdida de los equipos de conmutación mecánica. Este diseño asegura que, a menos que se necesite una interrupción, la corriente no fluye a través de los semiconductores en el interruptor principal. Esto se logra mediante una vía de bypass mecánico, que consiste en un desconector ultrarrápido (UFD) y un conmutador auxiliar de conmutación conectados en serie, como se muestra en la figura.
Principio de Funcionamiento
Operación Normal:
Durante la operación normal, la corriente fluye a través de la vía de bypass mecánico, con el UFD y el conmutador auxiliar de conmutación ambos en posición cerrada. Por lo tanto, la corriente no fluye a través de los semiconductores en el interruptor principal, reduciendo las pérdidas.
Detección de Fallos e Interrupción:
Cuando se detecta un fallo, el conmutador auxiliar de conmutación cambia rápidamente la corriente de la vía de bypass al interruptor principal paralelo. Este proceso asegura que el UFD pueda separar sus contactos bajo casi cero estrés de corriente, evitando así la formación de arcos y el sobrecalentamiento.
Papel del UFD:
Aislamiento Dieléctrico Completo: El UFD debe proporcionar un aislamiento dieléctrico completo entre sus contactos después de que el interruptor principal haya actuado (es decir, después de que haya interrumpido la corriente) para evitar la reconducción de la corriente.
Corriente Nominal Máxima: El UFD debe ser capaz de soportar la corriente nominal máxima del sistema para garantizar un funcionamiento confiable en todas las condiciones.
Respuesta Rápida: En caso de fallas inesperadas en subcomponentes del sistema, el UFD debe ser capaz de realizar inmediatamente la operación de cierre para proteger todo el sistema de daños.
Explicación del Diagrama
En el diagrama, el interruptor de desconexión ultrarrápido está etiquetado como elemento b. La disposición de todo el sistema es la siguiente:
Vía de Bypass Mecánico: Consiste en el UFD y el conmutador auxiliar de conmutación conectados en serie.
Interruptor Principal: Contiene dispositivos electrónicos de potencia (como IGBT) para interrumpir rápidamente la corriente durante los fallos.
Conmutador Auxiliar de Conmutación: Cambia rápidamente la corriente de la vía de bypass al interruptor principal al detectar un fallo.
Conclusión
La solución de interruptor híbrido DC logra una interrupción eficiente y confiable de la corriente combinando las características de conmutación rápida de los dispositivos electrónicos de potencia con las características de baja pérdida de los interruptores mecánicos. El papel clave del UFD es asegurar una interrupción rápida y segura de la corriente y proporcionar el aislamiento dieléctrico necesario durante las condiciones de fallo, protegiendo así el sistema de daños.
