Ultra hurtig afkoblingsbryter (UFD) sin rolle i ABB hybrid HVDC sirkuitbryter

Løsning for hybrid DC strømbryter

Løsningen for hybrid DC strømbryter kombinerer de fremragende avstikkingskapasitene til effektelektroniske komponenter (som IGBT-er) med lavt tap ved mekanisk spenningskontroll. Denne designet sikrer at strømmen ikke går gjennom halvledere i hovedstrømbryteren, med mindre avstikking er nødvendig. Dette oppnås gjennom en mekanisk bypassvei, som består av en super-rask skillebryter (UFD) og en hjelpeswitchingbryter koblet i serie, som vist på figuren.

Arbeidsprinsipp

Normal drift:

Under normal drift går strømmen gjennom den mekaniske bypassveien, med UFD og hjelpeswitchingbryter begge i stengt posisjon. Dermed går strømmen ikke gjennom halvlederne i hovedstrømbryteren, noe som reduserer tap.

Feiloppdagelse og avstikking:

Når det oppdages en feil, snur hjelpeswitchingbryteren raskt strømmen fra bypassveien til parallell hovedstrømbryter. Dette sikrer at UFD kan separere kontaktene sine under nesten null strømstress, dermed unngå arkbilding og overvarming.

Rollen til UFD:

• Full dielektrisk isolasjon: UFD må gi full dielektrisk isolasjon mellom kontaktene etter at hovedstrømbryteren har virket (altså etter at den har avstyrt strømmen) for å forhindre rekondusjon av strøm.

• Maksimal spesifisert strøm: UFD må kunne tåle systemets maksimale spesifiserte strøm for å sikre pålitelig drift under alle forhold.
  Rask respons: Hvis det oppstår uventede feil i systemkomponenter, må UFD kunne umiddelbart utføre stengningsoperasjonen for å beskytte hele systemet mot skade.

Forklaring av diagram

I diagrammet er super-rask skillebryter merket som element b. Oppsettet av hele systemet er som følger:

• Mekanisk bypassvei: Består av UFD og hjelpeswitchingbryter koblet i serie.

• Hovedstrømbryter: Inneholder effektelektroniske komponenter (som IGBT-er) for rask avstikking av strøm under feil.

• Hjelpeswitchingbryter: Snur raskt strømmen fra bypassveien til hovedstrømbryter når en feil oppdages.

Konklusjon

Løsningen for hybrid DC strømbryter oppnår effektiv og pålitelig strømavstikking ved å kombinere de raske avstikkingsegenskapene til effektelektroniske komponenter med lavt tap ved mekaniske spenningskontroller. Den viktigste rollen til UFD er å sikre rask og sikker strømavstikking, samt å gi nødvendig dielektrisk isolasjon under feilsituasjoner, dermed beskytte systemet mot skade.