سوئیچ جداکننده بسیار سریع (UFD) در شکسته‌گر هیبریدی HVDC شرکت ABB
راه‌حل قطعکننده مدار مستقیم هیبریدی
راه‌حل قطعکننده مدار مستقیم هیبریدی توانایی‌های ممتاز سوئیچینگ دستگاه‌های الکترونیک قدرت (مانند IGBT) را با ویژگی‌های کم‌اتلاف دستگاه‌های مکانیکی ترکیب می‌کند. این طراحی مطمئن می‌سازد که مگر در صورت نیاز به قطع، جریان از طریق نیمه‌رساناها در قطعکننده اصلی عبور نمی‌کند. این امر از طریق مسیر پیش‌روی مکانیکی که شامل یک جداکننده فائق‌سرعت (UFD) و یک سوئیچ کمونیکاسیون کمکی متصل شده به صورت سری است، حاصل می‌شود، همان‌طور که در شکل نشان داده شده است.
اصل کار
عملکرد معمول:
در حالت عملکرد معمول، جریان از طریق مسیر پیش‌روی مکانیکی عبور می‌کند، با UFD و سوئیچ کمونیکاسیون کمکی هر دو در وضعیت بسته. بنابراین، جریان از طریق نیمه‌رساناها در قطعکننده اصلی عبور نمی‌کند، که منجر به کاهش اتلاف می‌شود.
آشکارسازی خطا و قطع:
هنگامی که خطایی آشکار می‌شود، سوئیچ کمونیکاسیون کمکی جریان را به سرعت از مسیر پیش‌روی به قطعکننده اصلی موازی منتقل می‌کند. این فرآیند مطمئن می‌سازد که UFD می‌تواند تماس‌های خود را تحت تنش جریان تقریباً صفر جدا کند، بنابراین از تشکیل قوس الکتریکی و گرم شدن زیاد جلوگیری می‌کند.
نقش UFD:
isolating دی الکتریک کامل: UFD باید پس از عملکرد قطعکننده اصلی (یعنی پس از قطع جریان) isolating دی الکتریک کامل بین تماس‌های خود ارائه دهد تا از هدایت مجدد جریان جلوگیری شود.
حداکثر جریان اسمی: UFD باید بتواند حداقل جریان اسمی سیستم را تحمل کند تا عملکرد قابل اعتماد را در تمام شرایط تضمین کند.
پاسخ سریع: در صورت بروز خرابی‌های غیرمنتظره در زیرمؤلفه‌های سیستم، UFD باید بتواند عملیات بسته شدن را به سرعت انجام دهد تا سیستم کامل را از آسیب دیدن محافظت کند.
توضیح شکل
در شکل، سوئیچ جداکننده فائق‌سرعت با حرف b مشخص شده است. طرح کلی سیستم به شرح زیر است:
مسیر پیش‌روی مکانیکی: شامل UFD و سوئیچ کمونیکاسیون کمکی متصل شده به صورت سری.
قطعکننده اصلی: شامل دستگاه‌های الکترونیک قدرت (مانند IGBT) برای قطع سریع جریان در مواقع خطا.
سوئیچ کمونیکاسیون کمکی: جریان را به سرعت از مسیر پیش‌روی به قطعکننده اصلی منتقل می‌کند در صورت آشکارسازی خطا.
نتیجه‌گیری
راه‌حل قطعکننده مدار مستقیم هیبریدی با ترکیب ویژگی‌های سوئیچ سریع دستگاه‌های الکترونیک قدرت و ویژگی‌های کم‌اتلاف دستگاه‌های مکانیکی، قطع کارآمد و قابل اعتماد جریان را ارائه می‌دهد. نقش کلیدی UFD اطمینان از قطع سریع و ایمن جریان و ارائه isolating دی الکتریک لازم در مواقع خطا است، بنابراین سیستم را از آسیب دیدن محافظت می‌کند.
