मध्य वोल्टेज डीसी सर्किट ब्रेकर के प्रकार और अनुप्रयोग
मध्य वोल्टेज डीसी सर्किट ब्रेकर जहाज़ों, शहरी मेट्रो, इलेक्ट्रिक ट्रेनों, माइक्रोग्रिड (इलेक्ट्रिक वाहन), वितरित उत्पादन (सौर ऊर्जा) और बैटरी-आधारित प्रणालियों (डेटा सेंटर) में उपयोग के लिए उपयुक्त हैं।
डीसी मामले में रिलेटिवली कम सर्किट इम्पीडेंस के कारण छोटे सर्किट की अधिक एम्प्लीच्यूर होती है। इसके अलावा, क्योंकि ट्रांसफार्मर वाइंडिंग्स डीसी प्रणालियों में कुल समय स्थिरांक में योगदान नहीं देते, इसलिए कुल समय स्थिरांक घट जाता है और छोटा सर्किट कुछ मिलीसेकंड के भीतर उठ सकता है। वोल्टेज कोलेप्स भी हो सकता है, जहाँ नाममात्र डीसी वोल्टेज का कम से कम 80% रखना वोल्टेज सोर्स कनवर्टर (VSC) स्टेशन के सामान्य कार्य के लिए पूर्वशर्त है।
कनवर्टर के संचालन में विघटन को कम करने के लिए, दोष को कुछ मिलीसेकंड के भीतर साफ़ कर देना चाहिए, विशेष रूप से उन स्टेशनों के लिए जो दोषपूर्ण लाइन या केबल से जुड़े नहीं हैं।
बाजार में उपलब्ध मध्य वोल्टेज डीसी सर्किट ब्रेकर के प्रकार:
एलवीडीसी और एमवीडीसी बाजारों में सर्किट ब्रेकर के तीन मुख्य प्रकार हैं: सॉलिड-स्टेट सर्किट ब्रेकर (SSCBs), मैकेनिकल सर्किट ब्रेकर (MCBs), और हाइब्रिड सर्किट ब्रेकर (HCBs) जो SSCB और अल्ट्रा-फास्ट मैकेनिकल स्विच (UFMS) के समान्तर मिश्रण हैं।
पारंपरिक एयर और SF6-आधारित एलवी और एमवी एसी MCBs की एक निश्चित डीसी इंटरप्टिंग क्षमता होती है जो केवल कुछ किलोवोल्ट और कुछ ऐंपियर तक सीमित होती है।
सॉलिड-स्टेट मध्य वोल्टेज डीसी सर्किट ब्रेकर:
SSCBs की टोपोलोजी आमतौर पर एक निश्चित संख्या में इंटीग्रेटेड गेट कम्यूटेटेड थाय्रिस्टर्स (IGCTs), गेट टर्न-ऑफ थाय्रिस्टर्स (GTOs), या इंसुलेटेड गेट बाइपोलर ट्रांजिस्टर्स (IGBTs) को श्रृंखला में जोड़कर आधारित होती है। हालांकि प्रतिक्रिया समय बहुत तेज होता है, एक दोष यह है कि ऑन-स्टेट नुकसान आमतौर पर VSC स्टेशन के नुकसान का 15-30% के रेंज में होता है।
उच्च घटक लागत, गैल्वेनिक अलगाव की कमी, और अपर्याप्त थर्मल अवशोषण क्षमता अन्य दोष हैं।
आकृति 1 कुछ प्रकार की सॉलिड-स्टेट मध्य वोल्टेज डीसी सर्किट ब्रेकर डिजाइन दिखाती है:
आकृति 1: a) IGCT-आधारित मध्य वोल्टेज द्वि-दिशात्मक सॉलिड-स्टेट सर्किट ब्रेकर, (b) IGCT-आधारित मध्य वोल्टेज द्वि-दिशात्मक सॉलिड-स्टेट सर्किट ब्रेकर, (c) GTO-आधारित द्वि-दिशात्मक सॉलिड-स्टेट सर्किट ब्रेकर
विभिन्न SSCB टोपोलोजी तथा प्रस्तावित की गई हैं। हालांकि, उनमें से अधिकांश के लिए वोल्टेज ≤ 1 kV, विशेष रूप से कम विद्युत धारा ≤ 1000 A है। यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि SSCB प्रौद्योगिकी का सबसे चुनौतियों में से एक उच्च ऑन-स्टेट नुकसान है और, हालांकि कुछ लेख एक MV SSCB को एक MV वोल्टेज स्तर जैसे 6-15 kV को संतुष्ट करने की रिपोर्ट करते हैं, वे आमतौर पर रेटेड विद्युत धारा 1000 A से कम के लिए हैं, लेकिन आवश्यक शक्ति संचालन क्षमता कुछ MWs से कुछ दहाई MWs तक होगी, कम से कम 3 समान्तर मॉड्यूलों (3P:3*3.72 MW) के साथ।
