Ролята на филтъра за заземляване (FES) в мрежите с високо напрежение постоянен ток (HVDC)

Дефиниция на високонапреговото заземващо ключе
Високонапреговото заземващо ключе е механично комутационно устройство, използвано за свързване на високонапрегови електрически апаратури или линии със земята, за да се осигури безопасност по време на ревизия или отстраняване на дефекти. Обикновено се инсталира до високонапрегови прекъсвачи, изолационни ключове, трансформатори и други устройства, за да заземи бързо и надеждно високонапреговите вериги, когато е необходимо.

Ролята на филтърното заземващо ключе в мрежата с високонапрегово постоянен ток (HVDC):
Основната функция на филтърното заземващо ключе е да заземи задния край на пасивния алтернативен филтър (ACF), за да се осигури нормалната работа на ACF, когато активният филтър (APF) не работи. Този дизайн може да реши проблема с 5-ти и 7-ми гармоники в случай на голяма хармонична съставка в електроенергийната мрежа и лоши условия на хармоничната импеданс на системата, като по този начин се подобрява капацитетът и безопасността на операцията на филтриращото оборудване.

Положението на филтърното заземващо ключе е показано с червен кръг на Фигура 1:

В системите с високонапрегов постоянен ток (HVDC) редът на операции на филтърното заземващо ключе е от решаващо значение за осигуряване на безопасна и стабилна работа на системата. Ето оперативните стъпки и предпазни мерки за филтърното заземващо ключе при нормална работа:

Нормални условия на работа

Състояние на заземващото ключе: При нормална работа, филтърното заземващо ключе (GS) е включено, за да се осигури, че филтърът може да работи нормално.

Процедура за работа
Подготовка

• Получаване на оперативни инструкции: Осигурете, че сте получили ясни оперативни инструкции от диспечерския център или други уполномощени лица.
• Проверка на информацията: Проверете номера на филтъра и заземващото ключе, за да се уверите, че няма грешки в операциите.

Изключване на филтъра

• Откъсване на прекъсвача: Първо откъснете прекъсвача (CB), свързващ филтъра с системата, за да се осигури, че филтърът е напълно изолиран от системата.
• Откъсване на изолационния ключ FD (HV): След като прекъсвачът е отключен, откъснете филтъра от високонапреговия странен филтърен изолационен ключ (FD (HV)), за да се осигури допълнителна изолация на филтъра от системата.

Проверка на остатъчния заряд

• Мерене на остатъчното напрежение: Използвайки подходящо устройство за детектиране на напрежение, измерете остатъчното напрежение на кондензаторната банка на филтъра, за да се уверите, че напрежението е спаднало до безопасно ниво.
• Записване на резултатите от измерването: Запишете резултатите от измерването, за да се осигури пълен запис на операциите.

Затваряне на филтърното заземващо ключе GS (HV)

• Осигуряване на състоянието на изолационния ключ: Осигурете, че изолационният ключ FD (HV) е изключен, а изолационният ключ FD (NB) (NB странен филтърен изолационен ключ) е включен.
• Ръчна или електрическа операция: Според инструкцията за работа, ръчно или електрически затворете филтърното заземващо ключе GS (HV).
• Проверка на състоянието на заземяването: Проверете индикатора на състоянието на заземващото ключе, за да се уверите, че заземващото ключе е правилно затворено.

Затваряне на филтърното заземващо ключе GS (NB)

• Откъсване на изолационния ключ FD (NB): След затварянето на заземващото ключе GS (HV), откъснете изолационния ключ FD (NB).
• Включване на заземващото ключе GS (NB): След като се уверите, че изолационните ключове FD (HV) и FD (NB) са изключени, включете филтърното заземващо ключе GS (NB).
• Проверка на състоянието на заземяването: Проверете индикатора на състоянието на заземващото ключе, за да се уверите, че заземващото ключе е правилно затворено.

Повторна проверка
Повторно мерене на напрежението: След затварянето на заземващото ключе GS (NB), повторно измерете напрежението на кондензаторната банка на филтъра, за да се уверите, че напрежението е напълно разтоварено до нула.
Записване на резултатите от повторното измерване: Запишете резултатите от повторното измерване, за да се осигури, че записът на операциите е пълен.

Завършване на операцията

• Потвърждение на безопасността: Осигурете, че филтърът е надеждно заземен и оперативната зона е безопасна.
• Докладване за завършване: Докладвайте за завършването на операцията на диспечерския център или други уполномощени лица и запишете времето и резултата от операцията.

Механизъм за взаимно блокиране

• Изисквания за взаимно блокиране: Осигурете, че изключвателният ключ FD (HV) трябва да е изключен, а изключвателният ключ FD (NB) трябва да е изключен, преди филтърното заземващо ключе GS (HV) да бъде включено.
• Второ потвърждение: Уверете се, че изключвателните ключове FD (HV) и FD (NB) са изключени, преди филтърното заземващо ключе GS (NB) да бъде затворено.
• Автоматично взаимно блокиране: Системата трябва да разполага с автоматичен механизъм за взаимно блокиране, за да се предотвратят аварии, причинени от грешки в управлението.

Технически изисквания
Капацитет за разкъсване
Не е необходим капацитет за разкъсване: Филтърното заземващо ключе (FES) не изисква капацитет за разкъсване. Това означава, че не трябва да разполага с възможността да разкъсва веригата под нагрузка.

Капацитет за разтоварване
Филтър за разтоварване: Филтърното заземващо ключе трябва да може надеждно да заземи частичния филтър за разтоварване, свързан с нейтралната линия чрез изолационния ключ FD (NB). Това осигурява, че остатъчният заряд в кондензаторната банка на филтъра е напълно разтоварен по време на поддръжка или ревизия.

Капацитет за комутиране

Не е необходим капацитет за свързване: Заземващото ключе FES не изисква капацитет за свързване. В повечето случаи, стандартните заземващи ключове могат да бъдат използвани, за да удовлетворят тази нужда.

Поддръжка

Поддръжка след изключване на филтъра: Поддръжката на филтърното заземващо ключе FES може да се извърши след изключване на филтъра, за да се осигури безопасността на оператора.

Устойчивост към напрежение
Отворени контакти и DC напрежение към земята: Отворените контакти и DC напрежението към земята трябва да са същите като другите устройства, свързани с полюса и нейтралната линия. Това осигурява надеждността и безопасността на филтърното заземващо ключе в среда с високо напрежение.

Характеристика на време на действие

• Нисък ток на тече: При нормални условия, филтърното заземващо ключе няма нормален ток, освен малка част от много нисък ток на тече.
• Възможност за включване: Филтърното заземващо ключе разполага с възможност за включване като ток на зареждане на филтъра в мрежата HVDC. Това осигурява, че филтърът може да бъде надеждно свързан със земята, когато е необходимо.

Стандарти и класове
Стандартите IEC: Според стандартите IEC, класът на филтърното заземващо ключе най-често е E0. Клас E0 означава, че ключът не среща нужда да разкъсва ток по време на нормална работа и трябва само да разполага с основни функции за заземяване и разтоварване.

Можем да видим един вид HVDC заземващо ключе на фигура №2, произведено от компанията Coelme-Egic: