Papel del interruptor de tierra de filtro (FES) en redes HVDC

Definición de interruptor de tierra de alta tensión
Un interruptor de tierra de alta tensión es un dispositivo de conmutación mecánico utilizado para conectar equipos o líneas eléctricas de alta tensión a tierra, asegurando la seguridad durante el mantenimiento o solución de problemas del equipo. Generalmente se instala junto a los interruptores de circuito de alta tensión, interruptores de aislamiento, transformadores y otros dispositivos para poder conectar rápidamente y de manera fiable las líneas de alta tensión a tierra cuando sea necesario.

El papel del interruptor de tierra del filtro en la red HVDC:
La función principal del interruptor de tierra del filtro es conectar a tierra el extremo final del filtro pasivo de corriente alterna (ACF) para asegurar que el ACF pueda funcionar normalmente cuando el filtro activo (APF) esté fuera de servicio. Este diseño puede resolver el problema de los armónicos 5º y 7º en caso de que la red eléctrica tenga grandes armónicos y condiciones de impedancia armónica deficientes del sistema, mejorando así la capacidad y la seguridad operativa del equipo de filtrado.

La posición del interruptor de tierra del filtro se muestra en el círculo rojo en la Figura 1:

En los sistemas de corriente continua de alta tensión (HVDC), el orden de operación del interruptor de tierra del filtro es crucial para garantizar la operación segura y estable del sistema. A continuación, se presentan los pasos de operación y precauciones para el interruptor de tierra del filtro en operación normal:

Condición de operación normal

Estado del interruptor de tierra: En la operación normal, el interruptor de tierra del filtro (GS) está encendido para asegurar que el filtro pueda funcionar normalmente.

Procedimiento de operación
Trabajo preparatorio

• Recibir instrucciones de operación: Asegúrese de recibir instrucciones de operación claras del centro de despacho u otra persona autorizada.
• Verificar información: Verifique el número del filtro e interruptor de tierra para asegurar que no haya errores de operación.

Apagado del filtro

• Desconectar el interruptor de circuito: Primero desconecte el interruptor de circuito (CB) que conecta el filtro al sistema para asegurar que el filtro esté completamente aislado del sistema.
• Desconectar el interruptor de aislamiento FD (HV): Después de desconectar el interruptor de circuito, desconecte el Filtro del lado del polo de alta tensión del interruptor de desconexión del filtro (FD (HV)) para asegurar aún más el aislamiento del filtro del sistema.

Comprobar carga residual

• Medir el voltaje residual: Usando el equipo de detección de voltaje apropiado, mida el voltaje residual del banco de capacitores del filtro para asegurar que el voltaje ha descendido a un nivel seguro.
• Registrar resultados de medición: Registre los resultados de la medición para asegurar registros de operación completos.

Cerrar el interruptor de tierra del filtro GS (HV)

• Asegurar el estado del interruptor de aislamiento: Asegúrese de que el interruptor de aislamiento FD (HV) esté apagado y el interruptor de aislamiento FD (NB) (interruptor de desconexión del filtro del lado NB) esté encendido.
• Operación manual o eléctrica: Según el manual de operación, cierre el interruptor de tierra del filtro GS (HV) manualmente o eléctricamente.
• Comprobar el estado de conexión a tierra: Compruebe el indicador de estado del interruptor de tierra para asegurar que el interruptor de tierra esté correctamente cerrado.

Cerrar el interruptor de tierra del filtro GS (NB)

• Desconectar el interruptor de aislamiento FD (NB): Después de cerrar el interruptor de tierra GS (HV), desconecte el interruptor de aislamiento FD (NB).
• Encender el interruptor de tierra GS (NB): Después de asegurar que los interruptores de aislamiento FD (HV) y FD (NB) estén ambos apagados, encienda el interruptor de tierra del filtro GS (NB).
• Comprobar el estado de conexión a tierra: Compruebe el indicador de estado del interruptor de tierra para asegurar que el interruptor de tierra esté correctamente cerrado.

Revisión
Volver a medir el voltaje: Después de cerrar el interruptor de tierra GS (NB), vuelva a medir el voltaje del banco de capacitores del filtro para asegurar que el voltaje se ha liberado por completo a cero.
Registrar resultados de la nueva medición: Registre los resultados de la nueva medición para asegurar que el registro de operación esté completo.

Operación completa

• Confirmar la seguridad: Asegúrese de que el filtro esté conectado a tierra de manera fiable y que el área de operación sea segura.
• Reportar la finalización: Informe la finalización de la operación al centro de despacho u otra persona autorizada, y registre el tiempo y resultado de la operación.

Mecanismo de interbloqueo

• Requisitos de interbloqueo: Asegúrese de que el interruptor de desconexión FD (HV) esté apagado y el interruptor de desconexión FD (NB) esté apagado antes de encender el interruptor de tierra del filtro GS (HV).
• Confirmación secundaria: Asegúrese de que tanto los interruptores de aislamiento FD (HV) como FD (NB) estén apagados antes de cerrar el interruptor de tierra del filtro GS (NB).
• Interbloqueo automático: El sistema debe tener una función de interbloqueo automático para prevenir accidentes de seguridad causados por operaciones erróneas.

Requisito técnico
Capacidad de interrupción
No se requiere capacidad de interrupción: El Interruptor de Tierra del Filtro (FES) no requiere capacidad de interrupción. Esto significa que no necesita tener la capacidad de desconectar el circuito bajo carga.

Capacidad de descarga
Descarga del filtro: El interruptor de tierra del filtro debe ser capaz de conectar a tierra de manera fiable el filtro de descarga parcial conectado a la línea neutral a través del interruptor de aislamiento FD (NB). Esto asegura que la carga residual en el banco de capacitores del filtro se libere por completo durante el mantenimiento o la revisión.

Capacidad de conmutación

No se requiere capacidad de conexión: El interruptor de tierra FES no requiere capacidad de conexión. En la mayoría de los casos, se pueden utilizar interruptores de tierra convencionales para satisfacer esta necesidad.

Mantenimiento

Mantenimiento después de desconectar el filtro: El mantenimiento del interruptor de tierra del filtro FES puede realizarse después de desconectar el filtro para asegurar la seguridad del operador.

Resistencia a la presión
Contacto abierto y resistencia a la tensión directa a tierra: El contacto abierto y la resistencia a la tensión directa a tierra deben ser los mismos que los de otros dispositivos conectados a las líneas de polo y neutro. Esto asegura la confiabilidad y la seguridad del interruptor de tierra del filtro en entornos de alta tensión.

Característica de tiempo de actividad

• Corriente de fuga baja: En circunstancias normales, el interruptor de tierra del filtro no tiene corriente normal pasando a través de él, excepto una pequeña corriente de fuga muy baja.
• Capacidad de encendido: El interruptor de tierra del filtro tiene la capacidad de encendido como la corriente de carga del filtro trampa en la red HVDC. Esto asegura que el filtro pueda conectarse de manera fiable a tierra cuando sea necesario.

Normas y grados
Normas IEC: Según las normas IEC, el grado del interruptor de tierra del filtro es principalmente E0. El nivel E0 indica que el interruptor no necesita interrumpir corriente durante la operación normal, y solo necesita tener funciones básicas de conexión a tierra y descarga.

Podemos ver un tipo de interruptor de tierra HVDC en la figura No:2 a continuación, fabricado por la empresa Coelme-Egic: