Rolle des Filter-Erdschalters (FES) in Hochspannungs-Gleichstrom-Netzen (HVDC)

Definition des Hochspannungs-Erdschalters
Ein Hochspannungs-Erdschalter ist ein mechanisches Schaltelement, das verwendet wird, um Hochspannungselektronik oder -leitungen zur Erde zu verbinden, um die Sicherheit während der Überholung oder Fehlersuche zu gewährleisten. Er wird in der Regel neben Hochspannungsschaltern, Isolierschaltern, Transformatoren und anderen Geräten installiert, um Hochspannungsschaltkreise bei Bedarf schnell und zuverlässig zu erden.

Die Rolle des Filterschalters im HVDC-Netzwerk:
Die Hauptfunktion des Filterschalters besteht darin, das Ende des passiven Wechselstromfilters (ACF) zu erden, um sicherzustellen, dass das ACF normal arbeiten kann, wenn der aktive Filter (APF) außer Betrieb ist. Diese Konstruktion kann das Problem der 5. und 7. Harmonischen in Fällen mit großen Harmonischen und schlechten harmonischen Impedanzen des Systems lösen, wodurch die Kapazität und Betriebssicherheit der Filtergeräte verbessert werden.

Die Position des Filterschalters ist in Abbildung 1 in dem roten Kreis dargestellt:

In Hochspannungs-Gleichstrom-Systemen (HVDC) ist die Reihenfolge der Betriebsvorgänge des Filterschalters entscheidend, um die sichere und stabile Funktion des Systems zu gewährleisten. Die folgenden Betriebsvorgänge und Vorsichtsmaßnahmen gelten für den Filterschalter im normalen Betrieb:

Normaler Betriebszustand

Zustand des Filterschalters: Im normalen Betrieb ist der Filterschalter (GS) eingeschaltet, um sicherzustellen, dass der Filter normal arbeiten kann.

Betriebsablauf
Vorbereitung

• Empfang von Betriebsanweisungen: Stellen Sie sicher, dass klare Betriebsanweisungen vom Leitstand oder anderen berechtigten Personen erhalten wurden.
• Überprüfung der Informationen: Überprüfen Sie die Nummer des Filters und des Filterschalters, um Fehlbetriebe zu vermeiden.

Ausschalten des Filters

• Trennen des Schalters: Zuerst den Schalter (CB) trennen, der den Filter mit dem System verbindet, um sicherzustellen, dass der Filter vollständig vom System getrennt ist.
• Trennen des Isolierschalters FD (HV): Nachdem der Schalter getrennt wurde, den Filter vom Hochspannungspolenfiltertrenner (FD (HV)) trennen, um die Trennung des Filters vom System weiterhin zu gewährleisten.

Überprüfung des Restladungsstands

• Messung des Restspannungswerts: Mit geeigneten Spannungsmessgeräten den Restspannungswert des Filterkondensatorblocks messen, um sicherzustellen, dass die Spannung auf ein sicheres Niveau gesunken ist.
• Aufzeichnung der Messergebnisse: Die Messergebnisse aufzeichnen, um vollständige Betriebsaufzeichnungen zu gewährleisten.

Schließen des Filterschalters GS (HV)

• Sicherstellen des Zustands des Isolierschalters: Stellen Sie sicher, dass der Isolierschalter FD (HV) ausgeschaltet und der Isolierschalter FD (NB) (Filtertrenner auf der NB-Seite) eingeschaltet ist.
• Manueller oder elektrischer Betrieb: Gemäß dem Betriebsmanual den Filterschalter GS (HV) manuell oder elektrisch schließen.
• Überprüfung des Erdungsstatus: Den Statusanzeiger des Filterschalters überprüfen, um sicherzustellen, dass der Filterschalter ordnungsgemäß geschlossen ist.

Schließen des Filterschalters GS (NB)

• Trennen des Isolierschalters FD (NB): Nach dem Schließen des Filterschalters GS (HV) den Isolierschalter FD (NB) trennen.
• Einschalten des Filterschalters GS (NB): Nachdem sichergestellt wurde, dass die Isolierschalter FD (HV) und FD (NB) beide ausgeschaltet sind, den Filterschalter GS (NB) einschalten.
• Überprüfung des Erdungsstatus: Den Statusanzeiger des Filterschalters überprüfen, um sicherzustellen, dass der Filterschalter ordnungsgemäß geschlossen ist.

Nachkontrolle
Erneute Messung der Spannung: Nach dem Schließen des Filterschalters GS (NB) die Spannung des Filterkondensatorblocks erneut messen, um sicherzustellen, dass die Spannung vollständig auf Null abgefallen ist.
Aufzeichnung der Messergebnisse: Die Ergebnisse der erneuten Messung aufzeichnen, um eine vollständige Betriebsaufzeichnung zu gewährleisten.

Abschluss des Vorgangs

• Sicherheitsbestätigung: Stellen Sie sicher, dass der Filter zuverlässig geerdet und der Arbeitsbereich sicher ist.
• Bericht über den Abschluss: Den Abschluss des Vorgangs dem Leitstand oder anderen berechtigten Personen melden und Zeitpunkt und Ergebnis des Vorgangs aufzeichnen.

Verriegelungsmechanismus

• Verriegelungsanforderungen: Stellen Sie sicher, dass der Trennschalter FD (HV) ausgeschaltet sein muss und der Trennschalter FD (NB) ausgeschaltet sein muss, bevor der Filterschalter GS (HV) eingeschaltet wird.
• Sekundäre Bestätigung: Stellen Sie sicher, dass sowohl der Trennschalter FD (HV) als auch der Trennschalter FD (NB) ausgeschaltet sind, bevor der Filterschalter GS (NB) geschlossen wird.
• Automatische Verriegelung: Das System sollte eine automatische Verriegelungsfunktion haben, um Unfälle durch Fehlbedienung zu verhindern.

Technische Anforderungen
Unterbrechungskapazität
Keine Unterbrechungskapazität erforderlich: Der Filterschalter (FES) benötigt keine Unterbrechungskapazität. Das bedeutet, dass er nicht die Fähigkeit besitzen muss, den Schaltkreis unter Last zu trennen.

Entladungskapazität
Entladung des Filters: Der Filterschalter muss in der Lage sein, den partiellen Entladungsfilter, der über den Trennschalter FD (NB) an die Neutralleitung angeschlossen ist, zuverlässig zu erden. Dies stellt sicher, dass der Restladungsstand im Filterkondensatorblock vollständig entladen wird, wenn Wartungs- oder Überholungsarbeiten durchgeführt werden.

Schaltkapazität

Keine Verbindungskapazität erforderlich: Der Filterschalter FES benötigt keine Verbindungskapazität. In den meisten Fällen können herkömmliche Filterschalter verwendet werden, um diese Anforderung zu erfüllen.

Wartung

Wartung nach dem Trennen des Filters: Die Wartung des Filterschalters FES kann nach dem Trennen des Filters durchgeführt werden, um die Sicherheit des Bedieners zu gewährleisten.

Druckfestigkeit
Offene Kontakte und Gleichspannungsfestigkeit zur Erde: Offene Kontakte und Gleichspannungsfestigkeit zur Erde sollten gleich wie bei anderen Geräten, die an den Pol- und Neutralleitungen angeschlossen sind. Dies gewährleistet die Zuverlässigkeit und Sicherheit des Filterschalters in Hochspannungsumgebungen.

Betriebscharakteristik

• Niedriger Leckstrom: Unter normalen Umständen fließt durch den Filterschalter kein normaler Strom, außer einem sehr geringen Leckstrom.
• Einschaltfähigkeit: Der Filterschalter hat die Einschaltfähigkeit, um den Filterladungsstrom im HVDC-Netzwerk zu bewältigen. Dies stellt sicher, dass der Filter bei Bedarf zuverlässig an die Erde angeschlossen werden kann.

Normen und Klassen
IEC-Normen: Laut IEC-Normen beträgt die Klasse des Filterschalters in der Regel E0. Die E0-Klasse bedeutet, dass der Schalter im normalen Betrieb keinen Bedarf an einer Unterbrechungskapazität hat und nur grundlegende Erdungs- und Entladungsfunktionen erfüllen muss.

Wir können einen Typ von HVDC-Erdschalter in Abbildung Nr. 2 sehen, der von der Coelme-Egic-Firma hergestellt wurde: