Ultra hızlı ayrık anahtarın (UFD) ABB hibrit HVDC devre kesicisindeki rolü
Hibrit DC Devre Kesici Çözümü
Hibrit DC devre kesici çözümü, güç elektronik cihazlarının (IGBT gibi) muhteşem anahtarlama yeteneklerini mekanik anahtar cihazlarının düşük kayıplı özelliklerine birleştirir. Bu tasarım, kesme gerek duyulmadığı sürece akımın ana devre kesicinin yarıiletkenleri üzerinden geçmemesini sağlar. Bu, resimde gösterildiği gibi, seri bağlı bir süper hızlı ayırıcı (UFD) ve yardımcı komütasyon anahtarı içeren bir mekanik atlatma yoluyla sağlanır.
Çalışma Prensibi
Normal İşlem:
Normal işlem sırasında, UFD ve yardımcı komütasyon anahtarı kapalı pozisyondayken, akım mekanik atlatma yolundan akar. Bu nedenle, ana devre kesicinin yarıiletkenleri üzerinden akım akmaz, bu da kayıpları azaltır.
Arızanın Tespiti ve Kesilmesi:
Bir arıza tespit edildiğinde, yardımcı komütasyon anahtarı akımı hızla atlatma yolundan paralel ana devre kesiciye yönlendirir. Bu süreç, UFD'nin neredeyse sıfır akım yükü altında kontaktlarını ayırmamasını sağlar, bu da ark oluşumunu ve aşırı ısınmayı önler.
UFD'nin Rolü:
Tam Dielektrik yalıtım: Ana devre kesici çalıştıktan sonra (yani akımı kestiği zaman) UFD, akımın yeniden iletilmesini önlemek için kontaktları arasında tam dielektrik yalıtım sağlamalıdır.
Maksimum Nominal Akım: UFD, sistemin maksimum nominal akımını dayanabilmelidir ki tüm koşullar altında güvenilir bir şekilde çalışabilir olsun.
Hızlı Tepki: Sistemin alt bileşenlerinde beklenmedik arızalar yaşanması durumunda, UFD, tüm sistemi zarardan korumak için hemen kapanma işlemini gerçekleştirmelidir.
Şema Açıklaması
Şemada, süper hızlı ayırıcı anahtarı b numaralı öğe olarak etiketlendirilmiştir. Tüm sistemin düzeni şöyledir:
Mekanik Atlatma Yolu: Seri bağlı UFD ve yardımcı komütasyon anahtarıdan oluşur.
Ana Devre Kesici: Arızalar sırasında akımı hızlıca kesmek için güç elektronik cihazları (IGBT gibi) içerir.
Yardımcı Komütasyon Anahtarı: Arıza tespit edildiğinde, akımı hızla atlatma yolundan ana devre kesiciye yönlendirir.
Sonuç
Hibrit DC devre kesici çözümü, güç elektronik cihazlarının hızlı anahtarlama özellikleriyle mekanik anahtarların düşük kayıplı özelliklerinin birleştirilmesiyle verimli ve güvenilir akım kesimi sağlar. UFD'nin ana rolü, arıza durumlarında hızlı ve güvenli bir akım kesimi sağlamak ve gerekli dielektrik yalıtımı sağlamaktır, bu da sistemden zarar gelmesini önler.
