초고속 분리 스위치(UFD)의 ABB 하이브리드 HVDC 회로 차단기에서의 역할

하이브리드 DC 회로 차단기 솔루션

하이브리드 DC 회로 차단기 솔루션은 전력 전자 기기(IGBT 등)의 우수한 스위칭 성능과 기계식 스위치기어의 저손실 특성을 결합합니다. 이 설계는 중단이 필요하지 않은 한 주 회로 차단기의 반도체를 통해 전류가 흐르지 않도록 보장합니다. 이를 위해 기계적 바이패스 경로가 사용되며, 이 경로는 초고속 분리기(UFD)와 보조 교환 스위치가 직렬로 연결되어 구성됩니다.

작동 원리

정상 작동:

정상 작동 중에는 UFD와 보조 교환 스위치 모두 폐쇄 상태로 기계적 바이패스 경로를 통해 전류가 흐릅니다. 따라서 주 회로 차단기의 반도체를 통과하는 전류가 없어 손실이 줄어듭니다.

고장 감지 및 중단:

고장이 감지되면 보조 교환 스위치가 빠르게 바이패스 경로에서 병렬 주 회로 차단기로 전류를 전환합니다. 이 과정은 UFD가 거의 제로 전류 스트레스 하에서 접점을 분리할 수 있도록 하여 아크 생성과 과열을 방지합니다.

UFD의 역할:

• 완전한 절연: 주 회로 차단기가 작동한 후 (즉, 전류를 중단한 후) UFD는 접점 사이에 완전한 절연을 제공하여 전류 재유입을 방지해야 합니다.

• 최대 정격 전류: UFD는 시스템의 최대 정격 전류를 견딜 수 있어 모든 조건에서 안정적인 작동을 보장해야 합니다.
  빠른 응답: 시스템 하위 구성 요소에서 예기치 않은 고장이 발생할 경우 UFD는 즉시 폐쇄 작동을 수행하여 전체 시스템을 손상으로부터 보호해야 합니다.

도표 설명

도표에서 초고속 분리기 스위치는 b 항목으로 표시되어 있습니다. 전체 시스템의 배치는 다음과 같습니다:

• 기계적 바이패스 경로: UFD와 보조 교환 스위치가 직렬로 연결되어 구성됩니다.

• 주 회로 차단기: 고장 시 빠르게 전류를 중단하기 위한 전력 전자 기기(IGBT 등)를 포함합니다.

• 보조 교환 스위치: 고장 감지 시 바이패스 경로에서 주 회로 차단기로 전류를 빠르게 전환합니다.

결론

하이브리드 DC 회로 차단기 솔루션은 전력 전자 기기의 빠른 스위칭 특성과 기계식 스위치의 저손실 특성을 결합하여 효율적이고 신뢰성 있는 전류 중단을 달성합니다. UFD의 핵심 역할은 고장 상황에서 빠르고 안전한 전류 중단을 보장하고 필요한 절연을 제공하여 시스템을 손상으로부터 보호하는 것입니다.