Interruptor de desconexión ultrarrápido (UFD) no interruptor híbrido HVDC da ABB

Solución de Interruptor Híbrido DC

A solución de interruptor híbrido DC combina as excelentes capacidades de conmutación dos dispositivos electrónicos de potencia (como os IGBTs) coas características de baixas perdas do equipamento de conmutación mecánico. Este deseño asegura que, a menos que sexa necesaria unha interrupción, a corrente non circula polo semiconductores no interruptor principal. Isto lograse mediante unha via de bypass mecánica, que consiste nun desconectador ultra-rápido (UFD) e un interruptor auxiliar de conmutación conectados en serie, como se mostra na figura.

Principio de Funcionamento

Operación Normal:

Durante a operación normal, a corrente circula pola via de bypass mecánica, co UFD e o interruptor auxiliar de conmutación ambos en posición pechada. Polo tanto, a corrente non circula polos semiconductores no interruptor principal, reducindo as perdas.

Detección de Fallos e Interrupción:

Cando se detecta un fallo, o interruptor auxiliar de conmutación conmuta rapidamente a corrente da via de bypass ao interruptor principal paralelo. Este proceso asegura que o UFD pode separar os seus contactos con prácticamente cero estrés de corrente, evitando así a formación de arcos e o sobrecalentamento.

Papel do UFD:

• Aislamento Dieléctrico Completo: O UFD debe proporcionar un aislamento dieléctrico completo entre os seus contactos despois de que o interruptor principal ten operado (isto é, despois de interromper a corrente) para evitar a reconducción da corrente.

• Corrente Máxima Nominal: O UFD debe ser capaz de soportar a corrente máxima nominal do sistema para asegurar un funcionamento fiable en todas as condicións.
  Resposta Rápida: En caso de fallos inesperados nos subcomponentes do sistema, o UFD debe ser capaz de realizar inmediatamente a operación de peche para protexer todo o sistema de danos.

Explicación do Diagrama

No diagrama, o interruptor de desconexión ultra-rápido está etiquetado como elemento b. A disposición de todo o sistema é a seguinte:

• Via de Bypass Mecánica: Consiste no UFD e no interruptor auxiliar de conmutación conectados en serie.

• Interruptor Principal: Contén dispositivos electrónicos de potencia (como os IGBTs) para interromper rapidamente a corrente durante os fallos.

• Interruptor Auxiliar de Conmutación: Conmuta rapidamente a corrente da via de bypass ao interruptor principal ao detectarse un fallo.

Conclusión

A solución de interruptor híbrido DC logra unha interrupción eficiente e fiable da corrente combinando as características de rápida conmutación dos dispositivos electrónicos de potencia coas características de baixas perdas dos interruptores mecánicos. O papel clave do UFD é asegurar unha interrupción rápida e segura da corrente e proporcionar o necesario aislamento dieléctrico durante as condicións de fallo, protexendo así o sistema de danos.