Ruolo dell'interruttore di messa a terra (FES) nelle reti HVDC

Definizione dello switch di terra ad alta tensione
Uno switch di terra ad alta tensione è un dispositivo di commutazione meccanico utilizzato per collegare attrezzature o linee elettriche ad alta tensione a terra per garantire la sicurezza durante la revisione o il troubleshooting dell'attrezzatura. Di solito è installato accanto a interruttori ad alta tensione, interruttori di isolamento, trasformatori e altri dispositivi per collegare rapidamente e in modo affidabile i circuiti ad alta tensione a terra quando necessario.

Il ruolo dello switch di terra del filtro nella rete HVDC:
La funzione principale dello switch di terra del filtro è quella di collegare a terra l'estremità del filtro passivo AC (ACF) per assicurare che l'ACF possa operare normalmente quando il filtro attivo (APF) non è in funzione. Questo design può risolvere il problema delle armoniche di 5ª e 7ª ordine nel caso di una rete elettrica con armoniche elevate e condizioni di impedenza armonica povere del sistema, migliorando così la capacità e la sicurezza operativa dell'attrezzatura di filtraggio.

La posizione dello switch di terra del filtro è mostrata nel cerchio rosso nella Figura 1:

Nei sistemi ad alta tensione corrente continua (HVDC), l'ordine di operazione dello switch di terra del filtro è cruciale per garantire il funzionamento sicuro e stabile del sistema. I seguenti sono i passaggi di operazione e le precauzioni per lo switch di terra del filtro in condizioni di funzionamento normale:

Condizioni di funzionamento normale

Stato dello Switch di Terra: In condizioni di funzionamento normale, lo switch di terra del filtro (GS) è acceso per assicurare che il filtro possa funzionare normalmente.

Procedura di operazione
Lavori preparatori

• Ricevere istruzioni operative: Assicurarsi di ricevere istruzioni operative chiare dal centro di smistamento o da altro personale autorizzato.
• Verificare le informazioni: Verificare il numero del filtro e dello switch di terra per assicurare che non ci siano errori di manovra.

Spegnimento del filtro

• Disconnettere l'interruttore: Prima disconnettere l'interruttore (CB) che collega il filtro al sistema per assicurare che il filtro sia completamente isolato dal sistema.
• Disconnettere l'interruttore di isolamento FD (HV): Dopo aver disconnesso l'interruttore, disconnettere il Filtro dal lato Polare Alto Voltaggio dell'Interruttore di Isolamento del Filtro (FD (HV)) per ulteriormente garantire l'isolamento del filtro dal sistema.

Verifica della carica residua

• Misurare la tensione residua: Utilizzando l'equipaggiamento di rilevazione della tensione appropriato, misurare la tensione residua della banca di condensatori del filtro per assicurare che la tensione sia scesa a un livello sicuro.
• Registrare i risultati della misurazione: Registrare i risultati della misurazione per assicurare registrazioni complete delle operazioni.

Chiusura dello switch di terra del filtro GS (HV)

• Assicurare lo stato dell'interruttore di isolamento: Assicurarsi che l'interruttore di isolamento FD (HV) sia spento e che l'interruttore di isolamento FD (NB) (Interruttore di Isolamento del Lato NB) sia acceso.
• Operazione manuale o elettrica: Secondo il manuale di operazione, chiudere manualmente o elettricamente lo switch di terra del filtro GS (HV).
• Verificare lo stato di terra: Verificare l'indicatore di stato dello switch di terra per assicurare che lo switch di terra sia chiuso correttamente.

Chiusura dello switch di terra del filtro GS (NB)

• Disconnettere l'interruttore di isolamento FD (NB): Dopo aver chiuso lo switch di terra GS (HV), disconnettere l'interruttore di isolamento FD (NB).
• Accendere lo switch di terra GS (NB): Dopo aver assicurato che gli interruttori di isolamento FD (HV) e FD (NB) siano entrambi spenti, accendere lo switch di terra del filtro GS (NB).
• Verificare lo stato di terra: Verificare l'indicatore di stato dello switch di terra per assicurare che lo switch di terra sia chiuso correttamente.

Riconferma
Misurare nuovamente la tensione: Dopo aver chiuso lo switch di terra GS (NB), misurare nuovamente la tensione della banca di condensatori del filtro per assicurare che la tensione sia stata completamente scaricata a zero.
Registrare i risultati della misurazione: Registrare i risultati della misurazione per assicurare che il registro delle operazioni sia completo.

Completamento dell'operazione

• Confermare la sicurezza: Assicurare che il filtro sia affidabilmente collegato a terra e che l'area di operazione sia sicura.
• Segnalare il completamento: Segnalare il completamento dell'operazione al centro di smistamento o ad altro personale autorizzato, e registrare l'ora e il risultato dell'operazione.

Meccanismo di interblocco

• Requisiti di interblocco: Assicurare che l'interruttore di isolamento FD (HV) debba essere spento e l'interruttore di isolamento FD (NB) debba essere spento prima che lo switch di terra del filtro GS (HV) venga acceso.
• Conferma secondaria: Assicurare che entrambi gli interruttori di isolamento FD (HV) e FD (NB) siano spenti prima di chiudere lo switch di terra del filtro GS (NB).
• Interblocco automatico: Il sistema dovrebbe avere una funzione di interblocco automatico per prevenire incidenti di sicurezza causati da manovre errate.

Requisiti tecnici
Capacità di interruzione
Non richiesta capacità di interruzione: Lo Switch di Terra del Filtro (FES) non richiede capacità di interruzione. Ciò significa che non deve avere la capacità di interrompere il circuito sotto carico.

Capacità di scarico
Scarico del filtro: Lo switch di terra del filtro deve essere in grado di collegare a terra in modo affidabile il filtro parziale di scarico collegato alla linea neutrale tramite l'interruttore di isolamento FD (NB). Ciò garantisce che la carica residua nella banca di condensatori del filtro sia completamente scaricata durante la manutenzione o la revisione.

Capacità di commutazione

Non richiesta capacità di connessione: Lo switch di terra FES non richiede capacità di connessione. In gran parte dei casi, possono essere utilizzati interruttori di terra convenzionali per soddisfare questo requisito.

Manutenzione

Manutenzione dopo la disconnessione del filtro: La manutenzione dello switch di terra del filtro FES può essere eseguita dopo la disconnessione del filtro per garantire la sicurezza dell'operatore.

Resistenza alla pressione
Contatto aperto e resistenza alla tensione continua a terra: Il contatto aperto e la resistenza alla tensione continua a terra dovrebbero essere uguali agli altri dispositivi collegati ai poli e alle linee neutrali. Ciò garantisce l'affidabilità e la sicurezza dello switch di terra del filtro in ambienti ad alta tensione.

Caratteristica di tempo di disponibilità

• Corrente di fuga bassa: Nelle condizioni normali, lo switch di terra del filtro non ha corrente normale che passa attraverso di esso, tranne una piccola porzione di corrente di fuga molto bassa.
• Capacità di accensione: Lo switch di terra del filtro ha la capacità di accensione come corrente di caricamento del filtro trappola nella rete HVDC. Ciò garantisce che il filtro possa essere affidabilmente collegato a terra quando necessario.

Standard e classi
Standard IEC: Secondo gli standard IEC, la classe dello switch di terra del filtro è principalmente E0. La classe E0 indica che l'interruttore non incontra la necessità di interrompere la corrente durante il funzionamento normale, e ha solo bisogno di funzioni di base di collegamento a terra e di scarico.

Possiamo vedere un tipo di interruttore di terra HVDC nella figura n. 2 qui sotto prodotto dalla ditta Coelme-Egic: