สวิทช์ตัดวงจรความเร็วสูงมาก (UFD) บทบาทในวงจรตัดวงจร HVDC ไฮบริดของ ABB

โซลูชันเบรกเกอร์วงจรไฟฟ้ากระแสตรงแบบไฮบริด

โซลูชันเบรกเกอร์วงจรไฟฟ้ากระแสตรงแบบไฮบริดรวมความสามารถในการสับเปลี่ยนที่ยอดเยี่ยมของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง (เช่น IGBT) กับคุณสมบัติการสูญเสียพลังงานต่ำของสวิตช์กลไก ดีไซน์นี้ทำให้แน่ใจว่า จนกว่าจะจำเป็นต้องหยุดการทำงาน กระแสไฟฟ้าจะไม่ผ่านสารกึ่งตัวนำในเบรกเกอร์หลัก ซึ่งทำได้โดยใช้ทางข้ามกลไกที่ประกอบด้วยสวิตช์แยกทางเร็วมาก (UFD) และสวิตช์สลับข้างช่วยที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมตามที่แสดงในรูปภาพ

หลักการทำงาน

การดำเนินงานปกติ:

ระหว่างการทำงานปกติ กระแสไฟฟ้าจะไหลผ่านทางข้ามกลไก โดย UFD และสวิตช์สลับข้างช่วยอยู่ในตำแหน่งปิด ดังนั้น กระแสไฟฟ้าจะไม่ผ่านสารกึ่งตัวนำในเบรกเกอร์หลัก ทำให้ลดการสูญเสียพลังงานลง

การตรวจจับและหยุดการทำงานเมื่อเกิดข้อผิดพลาด:

เมื่อตรวจพบข้อผิดพลาด สวิตช์สลับข้างช่วยจะทำการเปลี่ยนกระแสไฟฟ้าจากทางข้ามไปยังเบรกเกอร์หลักที่เชื่อมต่อขนาน กระบวนการนี้ทำให้ UFD สามารถแยกคอนแทคได้ภายใต้ความเครียดของกระแสไฟฟ้าที่เกือบศูนย์ จึงป้องกันการเกิดอาร์กและการร้อนเกิน

บทบาทของ UFD:

• ฉนวนไฟฟ้าครบถ้วน: UFD ต้องให้การฉนวนไฟฟ้าครบถ้วนระหว่างคอนแทคหลังจากที่เบรกเกอร์หลักทำงาน (กล่าวคือ หลังจากที่มันหยุดกระแสไฟฟ้า) เพื่อป้องกันการนำไฟฟ้าใหม่

• กระแสไฟฟ้าสูงสุดที่กำหนด: UFD ต้องสามารถทนทานต่อกระแสไฟฟ้าสูงสุดของระบบเพื่อให้ทำงานได้อย่างเชื่อถือได้ในทุกสถานการณ์
  ตอบสนองอย่างรวดเร็ว: ในกรณีที่เกิดความผิดพลาดที่ไม่คาดคิดในส่วนย่อยของระบบ UFD ต้องสามารถทำการปิดได้ทันท่วงทีเพื่อป้องกันความเสียหายของระบบทั้งหมด

คำอธิบายแผนภาพ

ในแผนภาพ สวิตช์แยกทางเร็วมากถูกตั้งชื่อว่ารายการ b โครงสร้างของระบบทั้งหมดมีดังนี้:

• ทางข้ามกลไก: ประกอบด้วย UFD และสวิตช์สลับข้างช่วยที่เชื่อมต่อแบบอนุกรม

• เบรกเกอร์หลัก: ประกอบด้วยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง (เช่น IGBT) สำหรับหยุดกระแสไฟฟ้าอย่างรวดเร็วเมื่อเกิดข้อผิดพลาด

• สวิตช์สลับข้างช่วย: ทำการเปลี่ยนกระแสไฟฟ้าจากทางข้ามไปยังเบรกเกอร์หลักทันทีเมื่อตรวจพบข้อผิดพลาด

สรุป

โซลูชันเบรกเกอร์วงจรไฟฟ้ากระแสตรงแบบไฮบริดสามารถหยุดกระแสไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้โดยการรวมคุณสมบัติการสับเปลี่ยนที่รวดเร็วของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังกับคุณสมบัติการสูญเสียพลังงานต่ำของสวิตช์กลไก บทบาทสำคัญของ UFD คือการทำให้การหยุดกระแสไฟฟ้ารวดเร็วและปลอดภัย และให้การฉนวนไฟฟ้าที่จำเป็นในสภาพข้อผิดพลาด ทำให้ระบบได้รับการป้องกันจากการเสียหาย