Papel do disjuntor ultra-rápido (UFD) no disjuntor híbrido HVDC da ABB

Solução de Disjuntor Híbrido DC

A solução de disjuntor híbrido DC combina as excelentes capacidades de comutação dos dispositivos eletrônicos de potência (como IGBTs) com as características de baixa perda do equipamento de chaveamento mecânico. Este design garante que, a menos que seja necessário interromper, a corrente não flua através dos semicondutores no disjuntor principal. Isso é alcançado por meio de um caminho de desvio mecânico, que consiste em um desconector ultra-rápido (UFD) e um interruptor auxiliar de comutação conectados em série, conforme mostrado na figura.

Princípio de Funcionamento

Operação Normal:

Durante a operação normal, a corrente flui pelo caminho de desvio mecânico, com o UFD e o interruptor auxiliar de comutação ambos na posição fechada. Portanto, a corrente não flui pelos semicondutores no disjuntor principal, reduzindo as perdas.

Detecção de Falha e Interrupção:

Quando uma falha é detectada, o interruptor auxiliar de comutação rapidamente muda a corrente do caminho de desvio para o disjuntor principal paralelo. Este processo garante que o UFD possa separar seus contatos sob quase zero tensão de corrente, evitando a formação de arco e superaquecimento.

Papel do UFD:

• Isolamento Dielétrico Completo: O UFD deve fornecer isolamento dielétrico completo entre seus contatos após a operação do disjuntor principal (ou seja, após interromper a corrente) para evitar a recondução da corrente.

• Corrente Nominal Máxima: O UFD deve ser capaz de suportar a corrente nominal máxima do sistema para garantir operação confiável em todas as condições.
  Resposta Rápida: Em caso de falhas inesperadas nos subcomponentes do sistema, o UFD deve ser capaz de realizar imediatamente a operação de fechamento para proteger todo o sistema de danos.

Explicação do Diagrama

No diagrama, o interruptor de desconexão ultra-rápido está rotulado como item b. A disposição de todo o sistema é a seguinte:

• Caminho de Desvio Mecânico: Consiste no UFD e no interruptor auxiliar de comutação conectados em série.

• Disjuntor Principal: Contém dispositivos eletrônicos de potência (como IGBTs) para interromper rapidamente a corrente durante falhas.

• Interruptor Auxiliar de Comutação: Rapidamente muda a corrente do caminho de desvio para o disjuntor principal ao detectar uma falha.

Conclusão

A solução de disjuntor híbrido DC atinge a interrupção eficiente e confiável da corrente combinando as características de comutação rápida dos dispositivos eletrônicos de potência com as características de baixa perda dos interruptores mecânicos. O papel fundamental do UFD é garantir a interrupção rápida e segura da corrente e fornecer o isolamento dielétrico necessário durante condições de falha, protegendo assim o sistema de danos.