Ròle del commutador de puesta a tierra (FES) en les xarxes HVDC

Definició de l'interruptor de terra de alta tensió
Un interruptor de terra de alta tensió és un dispositiu de commutació mecànic utilitzat per connectar equips o línies elèctriques d'alta tensió a terra per assegurar la seguretat durant la revisió o la resolució de problemes de l'equip. Normalment es instal·la al costat dels interruptors de circuit d'alta tensió, els interruptors d'isolació, els transformadors i altres dispositius per poder aterrar ràpidament i de manera fiable els circuits d'alta tensió quan calgui.

El paper de l'interruptor de terra del filtre en la xarxa HVDC:
La funció principal de l'interruptor de terra del filtre és aterrar l'extrem final del filtre passiu d'alternada (ACF) per assegurar que el ACF pugui funcionar normalment quan el filtre actiu (APF) estigui fora de servei. Aquest disseny pot solucionar el problema dels harmònics de 5a i 7a ordre en casos de xarxes elèctriques amb grans harmònics i condicions pobres d'impedància harmònica del sistema, millorant així la capacitat i la seguretat operativa de l'equip de filtratge.

La posició de l'interruptor de terra del filtre es mostra en el cercle vermell de la Figura 1:

En els sistemes de corrent contínua de alta tensió (HVDC), l'ordre d'operació de l'interruptor de terra del filtre és crucial per assegurar el funcionament segur i estable del sistema. Els següents són els passos d'operació i precaucions per a l'interruptor de terra del filtre en condicions normals d'operació:

Condició de funcionament normal

Estat de l'interruptor de terra: En funcionament normal, l'interruptor de terra del filtre (GS) està activat per assegurar que el filtre pugui funcionar normalment.

Procediment d'operació
Preparació

• Rebre instruccions d'operació: Assegurar-se de rebre instruccions d'operació clares del centre de control o d'altres persones autoritzades.
• Comprovar informació: Comprovar el número del filtre i l'interruptor de terra per assegurar-se que no hi hagi operacions errònies.

Desconnectar el filtre

• Desconnectar l'interruptor de circuit: Primer desconnectar l'interruptor de circuit (CB) que connecta el filtre al sistema per assegurar-se que el filtre estigui completament aïllat del sistema.
• Desconnectar l'interruptor d'isolació FD (HV): Un cop desconnectat l'interruptor de circuit, desconnectar el Filtre de l'Interruptor D'isolació del Costat del Pol (FD (HV)) per assegurar-ne l'aïllament total del sistema.

Comprovar la càrrega residual

• Mesurar la tensió residual: Utilitzar l'equip de detecció de tensió adequat per mesurar la tensió residual del banc de condensadors del filtre per assegurar-se que la tensió ha baixat a un nivell segur.
• Registrar els resultats de la mesura: Registrar els resultats de la mesura per assegurar un registre complet de les operacions.

Tancar l'interruptor de terra del filtre GS (HV)

• Assegurar-se de l'estat de l'interruptor d'isolació: Assegurar-se que l'interruptor d'isolació FD (HV) estigui desconnectat i que l'interruptor d'isolació FD (NB) (Interruptor D'isolació del Costat NB) estigui connectat.
• Operació manual o elèctrica: Segons el manual d'operacions, tancar l'interruptor de terra del filtre GS (HV) manualment o elèctricament.
• Comprovar l'estat de la connexió a terra: Comprovar l'indicador d'estat de l'interruptor de terra per assegurar-se que l'interruptor de terra estigui ben tancat.

Tancar l'interruptor de terra del filtre GS (NB)

• Desconnectar l'interruptor d'isolació FD (NB): Un cop tancat l'interruptor de terra GS (HV), desconnectar l'interruptor d'isolació FD (NB).
• Connectar l'interruptor de terra GS (NB): Un cop assegurat que tant l'interruptor d'isolació FD (HV) com l'interruptor d'isolació FD (NB) estiguin desconnectats, connectar l'interruptor de terra del filtre GS (NB).
• Comprovar l'estat de la connexió a terra: Comprovar l'indicador d'estat de l'interruptor de terra per assegurar-se que l'interruptor de terra estigui ben tancat.

Revisió
Mesurar la tensió de nou: Un cop tancat l'interruptor de terra GS (NB), mesurar de nou la tensió del banc de condensadors del filtre per assegurar-se que la tensió s'hagi liberat completament a zero.
Registrar els resultats de la mesura: Registrar els resultats de la nova mesura per assegurar un registre complet de les operacions.

Finalització de l'operació

• Confirmar la seguretat: Assegurar-se que el filtre estigui aterrable de manera fiable i que l'àrea d'operació sigui segura.
• Informar de la finalització: Informar al centre de control o a altres persones autoritzades de la finalització de l'operació, i registrar l'hora i el resultat de l'operació.

Mecanismes d'interbloqueig

• Requisits d'interbloqueig: Assegurar-se que l'interruptor d'isolació FD (HV) estigui desconnectat i que l'interruptor d'isolació FD (NB) estigui desconnectat abans de connectar l'interruptor de terra del filtre GS (HV).
• Confirmació secundària: Assegurar-se que tant l'interruptor d'isolació FD (HV) com l'interruptor d'isolació FD (NB) estiguin desconnectats abans de tancar l'interruptor de terra del filtre GS (NB).
• Interbloqueig automàtic: El sistema ha de tenir una funció d'interbloqueig automàtic per prevenir accidents de seguretat causats per operacions errònies.

Requisits tècnics
Capacitat de ruptura
No es requereix capacitat de ruptura: L'Interruptor de Terra del Filtre (FES) no necessita capacitat de ruptura. Això significa que no necessita tenir la capacitat de desconectar el circuit sota càrrega.

Capacitat de descàrrega
Descàrrega del filtre: L'interruptor de terra del filtre ha de poder aterrar de manera fiable el filtre de descàrrega parcial connectat a la línia neutra mitjançant l'interruptor d'isolació FD (NB). Això assegura que la càrrega residual del banc de condensadors del filtre es liberi completament quan es realitzi la mantenedora o la revisió.

Capacitat de commutació

No es requereix capacitat de connexió: L'interruptor de terra FES no necessita capacitat de connexió. En la majoria de casos, es poden utilitzar interruptors de terra convencionals per complir aquesta necessitat.

Manteniment

Manteniment després de desconnectar el filtre: El manteniment de l'interruptor de terra del filtre FES es pot realitzar després de desconnectar el filtre per assegurar la seguretat de l'operador.

Resistència a la pressió
Contacte obert i resistència a la tensió contínua a terra: El contacte obert i la resistència a la tensió contínua a terra haurien de ser iguals als altres dispositius connectats a les línies de pol i neutre. Això assegura la fiabilitat i la seguretat de l'interruptor de terra del filtre en entorns d'alta tensió.

Característica de temps d'activació

• Corrent de fuga baixa: En condicions normals, l'interruptor de terra del filtre no té corrent normal passant a través seu, excepte una part molt baixa de corrent de fuga.
• Capacitat de connexió: L'interruptor de terra del filtre té la capacitat de connectar la corrent de càrrega del filtre en la xarxa HVDC. Això assegura que el filtre es pugui connectar de manera fiable a terra quan calgui.

Normes i classificacions
Normes IEC: Segons les normes IEC, la classificació de l'interruptor de terra del filtre és sovint E0. El nivell E0 indica que l'interruptor no necessita trencar corrent durant el funcionament normal i només ha de tenir funcions bàsiques d'aterrament i descàrrega.

Podem veure un tipus d'interruptor de terra HVDC en la figura No:2 a continuació, fabricat per la companyia Coelme-Egic: