Papel do interruptor de aterramento de filtro (FES) nas redes HVDC

Definición de interruptor de tierra de alta tensión
Un interruptor de tierra de alta tensión é un dispositivo de conmutación mecánico usado para conectar equipos eléctricos ou liñas de alta tensión á terra para asegurar a seguridade durante a revisión ou a resolución de problemas do equipo. Xeralmente está instalado xunto a interruptores de circuito, interruptores de separación, transformadores e outros dispositivos de alta tensión para poder terra rapidamente e de forma fiable os circuitos de alta tensión cando sexa necesario.

O papel do interruptor de tierra do filtro na rede HVDC:
A función principal do interruptor de tierra do filtro é terra o extremo do filtro pasivo de corrente alternativa (ACF) para asegurar que o ACF poida operar normalmente cando o filtro activo (APF) estea fora de servizo. Este deseño pode resolver o problema das harmónicas de 5ª e 7ª en caso de que a rede eléctrica teña grandes harmónicas e condicións de impedancia de harmónica pobres do sistema, mellorando así a capacidade e a seguridade da operación dos equipos de filtro.

A posición do interruptor de tierra do filtro amóstrase no círculo vermello na Figura 1:

Nas sistemas de corrente continua de alta tensión (HVDC), a orde de operación do interruptor de tierra do filtro é crucial para asegurar a operación segura e estable do sistema. As seguintes son as etapas de operación e precaucións para o interruptor de tierra do filtro en funcionamento normal:

Condición de funcionamento normal

Estado do interruptor de tierra: En funcionamento normal, o interruptor de tierra do filtro (GS) está activado para asegurar que o filtro poida traballar normalmente.

Procedemento de operación
Traballo preparatorio

• Recibir instrucións de operación: Asegúrase de recibir instrucións de operación claras do centro de despacho ou outras persoas autorizadas.
• Comprobar información: Comprobar o número do filtro e o interruptor de tierra para asegurar que non haxa operacións erróneas.

Desactivar o filtro

• Desconectar o interruptor de circuito: Primeiro desconéctase o interruptor de circuito (CB) que conecta o filtro ao sistema para asegurar que o filtro está completamente aislado do sistema.
• Desconectar o interruptor de separación FD (HV): Despois de desconectar o interruptor de circuito, desconéctase o Filtro do interruptor de separación do lado polo de alta tensión (FD (HV)) para asegurar ademais o aislamento do filtro do sistema.

Comprobar a carga residual

• Medir a tensión residual: Usando o equipamento de detección de tensión adecuado, mide a tensión residual do banco de capacitores do filtro para asegurar que a tensión baixou a un nivel seguro.
• Rexistrar os resultados da medida: Rexistrar os resultados da medida para asegurar rexistros completos de operación.

Pechar o interruptor de tierra do filtro GS (HV)

• Asegurar o estado do interruptor de separación: Asegúrase de que o interruptor de separación FD (HV) está desactivado e o interruptor de separación FD (NB) (interruptor de separación do lado NB) está activado.
• Operación manual ou eléctrica: De acordo co manual de operación, peche o interruptor de tierra do filtro GS (HV) manualmente ou eléctricamente.
• Comprobar o estado de terra: Comprobar o indicador de estado do interruptor de tierra para asegurar que o interruptor de tierra está correctamente pechado.

Pechar o interruptor de tierra do filtro GS (NB)

• Desconectar o interruptor de separación FD (NB): Despois de pechar o interruptor de tierra GS (HV), desconéctase o interruptor de separación FD (NB).
• Activar o interruptor de tierra GS (NB): Despois de asegurar que os interruptores de separación FD (HV) e FD (NB) están ambos desactivados, actívase o interruptor de tierra do filtro GS (NB).
• Comprobar o estado de terra: Comprobar o indicador de estado do interruptor de tierra para asegurar que o interruptor de tierra está correctamente pechado.

Recomprobación
Volver medir a tensión: Despois de pechar o interruptor de tierra GS (NB), volver medir a tensión do banco de capacitores do filtro para asegurar que a tensión foi liberada completamente a cero.
Rexistrar os resultados da nova medida: Rexistrar os resultados da nova medida para asegurar que o rexistro de operación é completo.

Completa a operación

• Confirmar a seguridade: Asegúrase de que o filtro está terra fiabelmente e a área de operación é segura.
• Informar do remate: Informar do remate da operación ao centro de despacho ou outras persoas autorizadas, e rexistrar a hora e o resultado da operación.

Mecanismo de interbloqueo

• Requisitos de interbloqueo: Asegúrase de que o interruptor de separación FD (HV) debe estar desactivado e o interruptor de separación FD (NB) debe estar desactivado antes de activar o interruptor de tierra do filtro GS (HV).
• Confirmación secundaria: Asegúrase de que ambos os interruptores de separación FD (HV) e FD (NB) están desactivados antes de pechar o interruptor de tierra do filtro GS (NB).
• Interbloqueo automático: O sistema debe ter unha función de interbloqueo automático para prevenir accidentes de seguridade causados por operacións incorrectas.

Requisitos técnicos
Capacidade de ruptura
Non se require capacidade de ruptura: O Interruptor de Tierra do Filtro (FES) non require capacidade de ruptura. Isto significa que non necesita ter a capacidade de desconectar o circuito baixo carga.

Capacidade de descarga
Descargar o filtro: O interruptor de tierra do filtro debe ser capaz de terra fiabelmente o filtro de descarga parcial conectado á liña neutra a través do interruptor de separación FD (NB). Esto asegura que a carga residual no banco de capacitores do filtro está completamente liberada cando se realiza manutención ou revisión.

Capacidade de conmutación

Non se require capacidade de conexión: O interruptor de tierra FES non require capacidade de conexión. En moitas ocasións, poden usarse interruptores de tierra convencionais para satisfacer esta necesidade.

Manutención

Manutención despois de desconectar o filtro: A manutención do interruptor de tierra do filtro FES pode realizarse despois de desconectar o filtro para asegurar a seguridade do operador.

Resistencia a presión
Contacto aberto e resistencia a tensión DC a terra: O contacto aberto e a resistencia a tensión DC a terra deben ser os mesmos que os outros dispositivos conectados ás liñas de polo e neutro. Isto asegura a fiabilidade e seguridade do interruptor de tierra do filtro en entornos de alta tensión.

Característica de tempo de funcionamento

• Corrente de fuga baixa: Baixo circunstancias normais, o interruptor de tierra do filtro non ten corrente normal pasando a través del excepto unha parte moi baixa de corrente de fuga.
• Capacidade de activación: O interruptor de tierra do filtro ten a capacidade de activación como a corrente de carga do filtro trampa na rede HVDC. Isto asegura que o filtro pode conectarse fiabelmente a terra cando sexa necesario.

Normas e categorías
Normas IEC: Segundo as normas IEC, a categoría do interruptor de tierra do filtro é principalmente E0. O nivel E0 indica que o interruptor non necesita romper corrente durante a operación normal, e só necesita ter funcións básicas de terra e descarga.

Podemos ver un tipo de interruptor de tierra HVDC na figura No:2 a continuación feito pola empresa Coelme-Egic: