Ultra snabb kopplingsbrytare (UFD) roll i ABB:s hybrid HVDC-kretsavbrytare
Lösning för hybrid-DC-stötbrytare
Lösningen för hybrid-DC-stötbrytare kombinerar de utmärkta växlingsförmågorna hos kraftsemikonduktorer (som IGBT) med den låga förlustegenskapen hos mekaniska stötbrytare. Detta designval säkerställer att ström inte går genom halvledare i huvudstötbrytaren om inget avbrott behövs. Detta uppnås genom en mekanisk bypassväg, som består av en superhastig kopplare (UFD) och en auxiliär kommutationsbrytare seriekopplade, som visas i figuren.
Arbetsprincip
Normal drift:
Under normal drift går strömmen genom den mekaniska bypassvägen, där både UFD och auxiliär kommutationsbrytare är i stängd position. Därför går strömmen inte genom halvledarna i huvudstötbrytaren, vilket minskar förluster.
Felfläktning och avbrott:
När ett fel upptäcks växlar auxiliär kommutationsbrytaren snabbt strömmen från bypassvägen till parallell huvudstötbrytare. Detta säkerställer att UFD kan separera sina kontakter under nästan nollström, vilket undviker bågutbildning och överhettning.
UFD:s roll:
Full dielektrisk isolering: UFD måste erbjuda fullständig dielektrisk isolering mellan dess kontakter efter att huvudstötbrytaren har fungerat (dvs. efter att den har avbrutit strömmen) för att förhindra återuppkoppling av ström.
Maximalt spänningsbelopp: UFD måste kunna motstå systemets maximala spänningsbelopp för att säkerställa pålitlig drift under alla förhållanden.
Snabb respons: Vid oväntade fel i subsystemkomponenter måste UFD kunna omedelbart utföra stängningsoperationen för att skydda hela systemet från skada.
Förklaring av diagrammet
I diagrammet är superhastiga kopplingsbrytaren markerad som objekt b. Layouten av hela systemet är följande:
Mekanisk bypassväg: Består av UFD och auxiliär kommutationsbrytare seriekopplade.
Huvudstötbrytare: Innehåller kraftsemikonduktorer (som IGBT) för snabb strömavbrott vid fel.
Auxiliär kommutationsbrytare: Växlar snabbt strömmen från bypassvägen till huvudstötbrytaren vid feldetektion.
Slutsats
Lösningen för hybrid-DC-stötbrytare uppnår effektiv och pålitlig strömavbrott genom att kombinera snabba växlingsförmågor hos kraftsemikonduktorer med de låga förlustegenskaperna hos mekaniska brytare. UFD:s viktigaste roll är att säkerställa snabb och säker strömavbrott samt att erbjuda nödvändig dielektrisk isolering under felsituationer, vilket skyddar systemet från skada.
