超高速遮断スイッチ(UFD)のABBハイブリッドHVDC回路遮断器における役割

ハイブリッドDC回路遮断器ソリューション

ハイブリッドDC回路遮断器ソリューションは、電力電子デバイス（IGBTなど）の優れた切り替え能力と機械式スイッチギアの低損失特性を組み合わせています。この設計により、遮断が必要な場合を除いて、主回路遮断器の半導体には電流が流れません。これは、超高速分離装置（UFD）と補助換流スイッチを直列に接続した機械的なバイパス経路によって達成されます。

動作原理

通常運転:

通常運転中、電流はUFDと補助換流スイッチが閉位置にある機械的バイパス経路を通ります。そのため、主回路遮断器の半導体には電流が流れず、損失が減少します。

障害検出および遮断:

障害が検出された場合、補助換流スイッチはバイパス経路から並列の主回路遮断器へ急速に電流を切り替えます。このプロセスにより、UFDはほぼゼロの電流ストレス下で接触部を分離することができ、アークの形成や過熱を防ぎます。

UFDの役割:

• 完全な絶縁: UFDは、主回路遮断器が動作した後（つまり、電流を遮断した後）にその接触部間に完全な絶縁を提供し、電流の再導通を防ぐ必要があります。

• 最大定格電流: UFDはシステムの最大定格電流に耐えることができ、すべての条件下での信頼性ある動作を確保する必要があります。
  迅速な応答: システムのサブコンポーネントに予期しない故障が発生した場合、UFDは即座に閉動作を行い、システム全体を損傷から保護する必要があります。

図解説

図では、超高速分離スイッチが項目bとして表示されています。システム全体のレイアウトは以下の通りです：

• 機械的バイパス経路: UFDと補助換流スイッチを直列に接続して構成されます。

• 主回路遮断器: 障害時に電流を迅速に遮断するための電力電子デバイス（IGBTなど）を含みます。

• 補助換流スイッチ: 障害検出時にバイパス経路から主回路遮断器へ急速に電流を切り替えます。

結論

ハイブリッドDC回路遮断器ソリューションは、電力電子デバイスの高速切り替え特性と機械式スイッチの低損失特性を組み合わせることで、効率的かつ信頼性の高い電流遮断を実現します。UFDの重要な役割は、障害条件での迅速かつ安全な電流遮断と必要な絶縁を提供することで、システムを損傷から保護することです。