Rôle de l'interrupteur à disjonction ultra-rapide (UFD) dans le disjoncteur hybride HVDC d'ABB
Solution de disjoncteur hybride à courant continu
La solution de disjoncteur hybride à courant continu combine les excellentes capacités de commutation des dispositifs électroniques de puissance (tels que les IGBT) avec les caractéristiques de faibles pertes du matériel de commutation mécanique. Cette conception assure que, sauf en cas de besoin d'interruption, le courant ne passe pas par les semi-conducteurs dans le disjoncteur principal. Cela est réalisé grâce à un chemin de contournement mécanique, qui se compose d'un déconnecteur ultra-rapide (UFD) et d'un interrupteur de commutation auxiliaire connectés en série, comme illustré dans la figure.
Principe de fonctionnement
Fonctionnement normal :
Lors du fonctionnement normal, le courant passe par le chemin de contournement mécanique, avec l'UFD et l'interrupteur de commutation auxiliaire tous deux en position fermée. Ainsi, le courant ne passe pas par les semi-conducteurs du disjoncteur principal, réduisant ainsi les pertes.
Détection et interruption de la panne :
Lorsqu'une panne est détectée, l'interrupteur de commutation auxiliaire bascule rapidement le courant du chemin de contournement vers le disjoncteur principal parallèle. Ce processus permet à l'UFD de séparer ses contacts sous une tension presque nulle, évitant ainsi la formation d'arc et le surchauffage.
Rôle de l'UFD :
Isolation diélectrique complète : L'UFD doit fournir une isolation diélectrique complète entre ses contacts après l'action du disjoncteur principal (c'est-à-dire après qu'il a interrompu le courant) pour empêcher la reconduction du courant.
Courant nominal maximal : L'UFD doit être capable de supporter le courant nominal maximal du système pour assurer un fonctionnement fiable dans toutes les conditions.
L'UFD doit pouvoir effectuer immédiatement l'opération de fermeture en cas de défaillances inattendues des sous-composants du système afin de protéger l'ensemble du système contre les dommages.
Explication du schéma
Dans le schéma, l'interrupteur de déconnexion ultra-rapide est étiqueté comme l'élément b. La disposition de l'ensemble du système est la suivante :
Chemin de contournement mécanique : Composé de l'UFD et de l'interrupteur de commutation auxiliaire connectés en série.
Disjoncteur principal : Contient des dispositifs électroniques de puissance (tels que les IGBT) pour interrompre rapidement le courant en cas de panne.
Interrupteur de commutation auxiliaire : Bascule rapidement le courant du chemin de contournement vers le disjoncteur principal lors de la détection d'une panne.
Conclusion
La solution de disjoncteur hybride à courant continu atteint une interruption efficace et fiable du courant en combinant les caractéristiques de commutation rapide des dispositifs électroniques de puissance avec les caractéristiques de faibles pertes des interrupteurs mécaniques. Le rôle clé de l'UFD est d'assurer une interruption rapide et sûre du courant et de fournir l'isolation diélectrique nécessaire en cas de panne, protégeant ainsi le système contre les dommages.
