మధ్య వోల్టేజ్ డీసి సర్క్యూట్ బ్రేకర్ రకాలు మరియు అనువర్తనాలు

మధ్య వోల్టేజ్ DC సర్క్యూట్ బ్రేకర్లు వాణిజ్య పడవల్లో, నగర సబ్ వేయ్ల్లో, విద్యుత్ రైల్వేల్లో, మైక్రోగ్రిడ్లు (విద్యుత్ వాహనాలు), విభజిత జనరేషన్ (సౌర శక్తి), మరియు బ్యాటరీ ఆధారిత వ్యవస్థలు (డేటా కెంద్రాలు) లలో ఉపయోగపడతాయి.

DC కేసులో సరైన సర్క్యూట్ ఇమ్పీడెన్స్ తోపైన సంక్షోభాల ఏర్పడటం ఎక్కువ సంఖ్యలో జరుగుతుంది. కూడా, డీసీ వ్యవస్థలో ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ వైండింగ్‌లు మొత్తం సమయ స్థిరాంకానికి చేరుకోవడం లేదు, కాబట్టి మొత్తం సమయ స్థిరాంకం తగ్గుతుంది మరియు సంక్షోభం కేవలం కొన్ని మిలీసెకన్ల్లో ఎదిగి ఉంటుంది. వోల్టేజ్ కోల్లప్స్ కూడా జరుగుతుంది, ఇది నామాన్య డీసీ వోల్టేజ్ యొక్క 80% ను నిల్వ చేయడం VSC స్టేషన్ సాధారణంగా పనిచేయడానికి ఒక ముందు శర్తం.

కన్వర్టర్ పని విఘటనలను తగ్గించడానికి, దోషం కొన్ని మిలీసెకన్ల్లో తుదిరాలి, విశేషంగా దోషాన్ని కలిగిన లైన్ లేదా కేబుల్‌కు కన్నేటించిన స్టేషన్లకు.

ప్రస్తుతం మార్కెట్లో ఉన్న మధ్య వోల్టేజ్ DC సర్క్యూట్ బ్రేకర్ రకాలు:
LVDC మరియు MVDC మార్కెట్లో మూడు ప్రధాన సర్క్యూట్ బ్రేకర్ రకాలు - సోలిడ్-స్టేట్ సర్క్యూట్ బ్రేకర్లు (SSCBs), మెకానికల్ సర్క్యూట్ బ్రేకర్లు (MCBs), మరియు హైబ్రిడ్ సర్క్యూట్ బ్రేకర్లు (HCBs) అనేవి SSCB మరియు అల్ట్రా-ఫాస్ట్ మెకానికల్ స్విచ్ (UFMS) లను సమాంతరంగా కలిపి ఉన్నవి.

సాధారణ ఎయర్ మరియు SF6 ఆధారిత LV మరియు MV AC MCBs కు కొన్ని కిలోవాల్ట్లు మరియు కొన్ని ఐంపీర్లు వరకు మాత్రమే DC ఇంటర్రప్టింగ్ సామర్ధ్యం ఉంటుంది.

సోలిడ్-స్టేట్ మధ్య వోల్టేజ్ DC సర్క్యూట్ బ్రేకర్లు:
SSCBల టాపోలజీలు సాధారణంగా కొన్ని Integrated Gate Commutated Thyristors (IGCTs), Gate Turn-Off Thyristors (GTOs), లేదా Insulated Gate Bipolar Transistors (IGBTs) లను సమాంతరంగా కలిపి ఉంటాయి. ఎందుకంటే ప్రతిసాధన సమయాలు చాలా త్వరగా ఉంటాయి, కానీ ఒక దోహదం అనేది సాధారణంగా VSC స్టేషన్ లో లాభాల యొక్క 15-30% వరకు ఉంటుంది.

ఎక్కువ కాంపోనెంట్ ఖర్చులు, గాల్వానిక వ్యత్యాసం లేదు, మరియు అనుపంపు తాపోగణానికి సామర్ధ్యం లేదు, ఇవి ఇతర దోహదాలు.

చిత్రం 1 కొన్ని రకాల సోలిడ్-స్టేట్ మధ్య వోల్టేజ్ DC సర్క్యూట్ బ్రేకర్ డిజైన్ను చూపండి:

చిత్రం 1: a) IGCT ఆధారిత మధ్య వోల్టేజ్ ద్వి-దిశా సోలిడ్-స్టేట్ సర్క్యూట్ బ్రేకర్, (b) IGCT ఆధారిత మధ్య వోల్టేజ్ ద్వి-దిశా సోలిడ్-స్టేట్ సర్క్యూట్ బ్రేకర్, (c) GTO ఆధారిత ద్వి-దిశా సోలిడ్-స్టేట్ సర్క్యూట్ బ్రేకర్

వివిధ SSCB టాపోలజీలు ముందుకు ప్రపంచంలో ఉన్నాయి. కానీ, వాటిలో చాలావారు ≤ 1 kV వోల్టేజ్ కోసం, విశేషంగా ≤ 1000 A చాలా తక్కువ కరంట్లకు. ఇది గుర్తుంచుకోవలసినది, SSCB టెక్నోలజీలో అత్యధిక దోహదం అనేది ఎక్కువ ఓన్-స్టేట్ లాభం మరియు కొన్ని పత్రికలు 6-15 kV వంటి MV వోల్టేజ్ లెవల్ని సంతృప్తిపర్చే MV SSCB గురించి రిపోర్ట్ చేసాయి, వాటి రేటెడ్ కరంట్ 1000 A కంటే తక్కువ ఉంటుంది, కానీ అవసరమైన పవర్ హ్యాండ్లింగ్ సామర్ధ్యం కొన్ని MWs నుంచి చాలా పెద్ద మొత్తం MWs వరకు ఉంటుంది (3P:3*3.72 MW).

కాబట్టి, భవిష్యత్తు MVDC ఆర్కిటెక్చర్లకు 10 MW కంటే తక్కువ రేటెడ్ పవర్ గల DC CB ని వికసించడం ద్రవ్యాన్ని ఉపయోగించడం ద్వారా ప్రభావం లేకుండా అవుతుంది. ప్రస్తుతం పవర్ సెమికాండక్టర్ టెక్నోలజీలు ఈ పవర్ రేటింగ్లను చేరువుతున్నాయి, కాబట్టి, భవిష్యత్తు MVDC ఆర్కిటెక్చర్లకు SSCBs ఎఫీషియంట్, కస్ట్-ఇఫెక్టివ్ మరియు కంపాక్ట్ డిజైన్ లాంటిది చేరువుతుంది. ఈ దశలో, ప్రత్యేకంగా ఉన్న కరంట్లకు అందించే మల్టి-కిలోవాట్ లెవల్ ఓన్-స్టేట్ లాభాలకు చాలా పెద్ద ఎయర్ బ్లోవర్లు (సామర్యం చుట్టుకోవడం సామర్యం చుట్టుకోవడం చుట్టుకోవడం) లేదా విద్యుత్ జలం చలనం అవసరం ఉంటుంది.

హైబ్రిడ్ మధ్య వోల్టేజ్ DC సర్క్యూట్ బ్రేకర్లు (HCBs):
హైబ్రిడ్ మధ్య వోల్టేజ్ DC సర్క్యూట్ బ్రేకర్లు కరంట్ కండక్షన్ పాథ్ మరియు కరంట్ ఇంటర్రప్షన్ పాథ్ లను కలిగి ఉంటాయి.

హైబ్రిడ్ బ్రేకర్ ప్రధాన స్విచ్ యొక్క అత్యధిక తక్కువ ఫోర్వర్డ్ లాభాలను సోలిడ్-స్టేట్ బ్రేకర్ యొక్క త్వరగా పనిచేయడం సహా సమాంతరంగా కలిపి ఉంటుంది. ప్రధాన బ్రేకర్ సమాంతరంగా ఉంటుంది మరియు సోలిడ్-స్టేట్ స్విచ్‌లు సమాంతరంగా కలిపి ఉంటాయి.

ఒక మాడ్యులర్ HCB మరియు ఒక మాడ్యుల్ చిత్రం 2 లో చూపించబడింది, రేటెడ్ వోల్టేజ్ మరియు కరంట్, మరియు 6.2 kV, 600 A యొక్క కరంట్ బ్రేకింగ్ సామర్ధ్యం ఉంటుంది.

ఇది గుర్తుంచుకోవలసినది, అల్ట్రా-ఫాస్ట్ స్విచ్ యొక్క ఆర్క్ చంబర్ కరంట్ ని సంప్రదించడం మరియు మాడ్యుల్స్ యొక్క సమాంతర దర్శనం అనేది సాధారణంగా కావాలనుకుంటుంది. అన్ని SSCB మరియు HCB డిజైన్లలో, చిత్రం 2 లో చూపించబడినట్లు, అవసరమైన రిజిడ్యుయల్ కరంట్ డిస్కనెక్టర్ (RCD) మరియు కరంట్ కొలిచే శ్యాంట్ రెసిస్టర్ ఉంటాయి. కరంట్ మెటల్ ఆక్సైడ్ వారిస్టర్ (MOV) యొక్క లీకేజ్ కరంట్ ద్వారా నిర్ధారించబడిన తక్కువ విలువకు వచ్చినప్పుడు, డిస్కనెక్టర్ తెరవబడుతుంది, వ్యవస్థను వేరు చేసి, సెమికాండక్టర్లు మరియు MOV ద్వారా ఏ లీకేజ్ కరంట్ లేనివిగా ఉంటాయి.

చిత్రం 2: హైబ్రిడ్ మధ్య వోల్టేజ్ DC సర్క్యూట్ బ్రేకర్

ప్రధాన పాథ్ యొక్క UFMS కరంట్ ని సమాంతరంగా పూర్తి IGBT బ్రేకర్ వరకు కమ్యూటేట్ చేయడానికి చాలా ఎక్కువ వోల్టేజ్ ఉంటుంది. ఆక్సిలియరీ DC బ్రేకర్ యొక్క రిసిస్టెన్స్, Rdson at 2 kA, మరియు త్వరగా మెకానికల్ స్విచ్ యొక్క రిసిస్టెన్స్ 20 mW కంటే తక్కువ ఉంటే, ఇలక్ట్రోమెకానికల్ సర్క్యూట్ బ్రేకర్ యొక్క విశేషాలు ఉంటాయి. UFMS ని ప్రధాన పాథ్లో ఉపయోగించడం సోలిడ్-స్టేట్ బ్రేకర్ కంటే తక్కువ ఓన్-స్టేట్ ల