Ultra snelle afbreekschakelaar (UFD) rol in ABB hybride HVDC circuitbreker

Hybride DC-schakelaaroplossing

De hybride DC-schakelaaroplossing combineert de uitstekende schakelcapaciteiten van stroomkringcomponenten (zoals IGBT's) met de laagverlieskenmerken van mechanische schakelapparatuur. Dit ontwerp zorgt ervoor dat, tenzij onderbreking nodig is, de stroom niet door de halfgeleiders in de hoofdschakelaar loopt. Dit wordt bereikt via een mechanisch bypass-pad, dat bestaat uit een supersnelle disconnector (UFD) en een hulpcommutatieschakelaar die in serie zijn verbonden, zoals in de afbeelding getoond.

Werkingsprincipe

Normale werking:

Tijdens normale werking stroomt de stroom door het mechanische bypass-pad, waarbij de UFD en de hulpcommutatieschakelaar beide in de gesloten stand zijn. Daardoor stroomt de stroom niet door de halfgeleiders in de hoofdschakelaar, waardoor verliezen worden verminderd.

Foutdetectie en -onderbreking:

Bij het detecteren van een fout schakelt de hulpcommutatieschakelaar snel de stroom van het bypass-pad naar de parallelle hoofdschakelaar. Dit proces zorgt ervoor dat de UFD zijn contacten kan scheiden onder bijna nul stroombelasting, waardoor boogvorming en oververhitting worden voorkomen.

Rol van de UFD:

• Volledige dielectrische isolatie: De UFD moet volledige dielectrische isolatie tussen zijn contacten bieden nadat de hoofdschakelaar heeft gewerkt (dat wil zeggen, nadat hij de stroom heeft onderbroken) om herleiding van de stroom te voorkomen.

• Maximaal toerustingstroom: De UFD moet in staat zijn om de maximaal toerustingstroom van het systeem te weerstaan om betrouwbare werking onder alle omstandigheden te garanderen.
  Snelle reactie: Bij onverwachte storingen in subsystemen moet de UFD onmiddellijk de sluitoperatie kunnen uitvoeren om het gehele systeem te beschermen tegen schade.

Diagram uitleg

In het diagram is de supersnelle disconnector genummerd als item b. De indeling van het hele systeem is als volgt:

• Mechanisch bypass-pad: Bestaat uit de UFD en de hulpcommutatieschakelaar die in serie zijn verbonden.

• Hoofdschakelaar: Bevat stroomkringcomponenten (zoals IGBT's) voor snelle onderbreking van de stroom bij storingen.

• Hulpcommutatieschakelaar: Schakelt snel de stroom van het bypass-pad naar de hoofdschakelaar bij het detecteren van een fout.

Conclusie

De hybride DC-schakelaaroplossing bereikt efficiënte en betrouwbare stroomonderbreking door de snelle schakelkenmerken van stroomkringcomponenten te combineren met de laagverlieskenmerken van mechanische schakelaars. De sleutelrol van de UFD is om snelle en veilige stroomonderbreking te garanderen en de noodzakelijke dielectrische isolatie tijdens storingen te bieden, waardoor het systeem wordt beschermd tegen schade.