Filter Aardingsschakelaar (FES) rol in HVDC-netwerken

Definitie van hoogspanningsaardingsschakelaar
Een hoogspanningsaardingsschakelaar is een mechanisch schakelapparaat dat wordt gebruikt om hoogspannings elektrische apparatuur of leidingen met de aarde te verbinden om veiligheid te waarborgen tijdens het onderhoud of probleemoplossing. Het wordt meestal naast hoogspanningscircuitbrekers, isolatieschakelaars, transformatoren en andere apparaten geïnstalleerd om hoogspanningscircuits snel en betrouwbaar te kunnen aarden wanneer nodig.

De rol van de filteraardingsschakelaar in het HVDC-netwerk:
De belangrijkste functie van de filteraardingsschakelaar is om het eind van de passieve wisselstroomfilter (ACF) te aarden om ervoor te zorgen dat de ACF normaal kan functioneren wanneer de actieve filter (APF) buiten bedrijf is. Dit ontwerp kan het probleem van 5e en 7e harmonischen oplossen in het geval van een stroomnet met grote harmonische storingen en slechte harmonische impedantiecondities van het systeem, waardoor de capaciteit en werkingss veiligheid van de filterapparatuur worden verbeterd.

De positie van de filteraardingsschakelaar is aangegeven in de rode cirkel in Figuur 1:

In hoogspanningsgelijkstroom (HVDC) systemen is de volgorde van bediening van de filteraardingsschakelaar cruciaal om de veilige en stabiele werking van het systeem te waarborgen. De volgende zijn de bedieningsstappen en voorzorgsmaatregelen voor de filteraardingsschakelaar bij normale werking:

Normale werkomstandigheden

Status aardingsschakelaar: Tijdens normale werking wordt de filteraardingsschakelaar (GS) ingeschakeld om ervoor te zorgen dat de filter normaal kan functioneren.

Bedieningsprocedure
Voorbereidende werkzaamheden

• Operatie-instructies ontvangen: Zorg ervoor dat duidelijke operatie-instructies worden ontvangen van het dispatchcentrum of andere bevoegde personen.
• Informatie controleren: Controleer het nummer van de filter en de aardingsschakelaar om te voorkomen dat er fouten worden gemaakt.

Filter uitschakelen

• Circuitbreker loskoppelen: Koppel eerst de circuitbreker (CB) die de filter met het systeem verbindt los, om ervoor te zorgen dat de filter volledig van het systeem is geïsoleerd.
• Isolatieschakelaar FD (HV) loskoppelen: Na het loskoppelen van de circuitbreker, koppel de Filter van de Hoogspanningspoolzijde Filterdisconnector (FD (HV)) los om de isolatie van de filter van het systeem verder te waarborgen.

Residu-lading controleren

• Residu-spanning meten: Gebruik de juiste spanningsdetectie-apparatuur om de residu-spanning van de filter condensatorbank te meten om ervoor te zorgen dat de spanning tot een veilig niveau is gedaald.
• Meetresultaten vastleggen: Vastleggen van meetresultaten om complete bedieningsrecords te waarborgen.

Filteraardingsschakelaar GS (HV) sluiten

• Status isolatieschakelaar controleren: Zorg ervoor dat de isolatieschakelaar FD (HV) uit staat en de isolatieschakelaar FD (NB) (NB-zijde filterdisconnector) aan staat.
• Handmatige of elektrische bediening: Volgens de bedieningshandleiding, handmatig of elektrisch de filteraardingsschakelaar GS (HV) sluiten.
• Aardingstatus controleren: Controleer de statusindicator van de aardingsschakelaar om ervoor te zorgen dat de aardingsschakelaar correct is gesloten.

Filteraardingsschakelaar GS (NB) sluiten

• Isolatieschakelaar FD (NB) loskoppelen: Na het sluiten van de aardingsschakelaar GS (HV), koppel de isolatieschakelaar FD (NB) los.
• Aardingsschakelaar GS (NB) inschakelen: Na het controleren dat de isolatieschakelaars FD (HV) en FD (NB) allebei uit staan, schakel de filteraardingsschakelaar GS (NB) in.
• Aardingstatus controleren: Controleer de statusindicator van de aardingsschakelaar om ervoor te zorgen dat de aardingsschakelaar correct is gesloten.

Hercontrole
Spanning opnieuw meten: Na het sluiten van de aardingsschakelaar GS (NB), meet de spanning van de filter condensatorbank opnieuw om ervoor te zorgen dat de spanning volledig is vrijgegeven tot nul.
Meetresultaten vastleggen: Vastleggen van de hermetingresultaten om te zorgen dat de bedieningsrecord compleet is.

Bediening voltooien

• Veiligheid bevestigen: Zorg ervoor dat de filter betrouwbaar is aangesloten op de aarde en dat de bedieningsruimte veilig is.
• Voltooiing melden: Meld de voltooiing van de bediening aan het dispatchcentrum of andere bevoegde personen, en noteer de bedieningstijd en -resultaat.

Interlockmechanisme

• Interlock-eisen: Zorg ervoor dat de disconnector FD (HV) uit moet staan en de disconnector FD (NB) uit moet staan voordat de filteraardingsschakelaar GS (HV) wordt ingeschakeld.
• Secundaire bevestiging: Zorg ervoor dat zowel de isolatieschakelaars FD (HV) als FD (NB) uit staan voordat de filteraardingsschakelaar GS (NB) wordt gesloten.
• Automatisch interlock: Het systeem moet een automatisch interlock-functie hebben om ongelukken door foute bediening te voorkomen.

Technische vereisten
Aftrekvermogen
Geen aftrekvermogen vereist: De Filter Earthing Switch (FES) heeft geen aftrekvermogen nodig. Dit betekent dat het niet hoeft te beschikken over de mogelijkheid om de schakeling onder belasting te verbreken.

Ontladingvermogen
Filter ontladen: De filteraardingsschakelaar moet in staat zijn om de gedeeltelijke ontladingsfilter die via de isolatieschakelaar FD (NB) aan de neutrale lijn is verbonden, betrouwbaar te aarden. Dit zorgt ervoor dat de resterende lading in de filter condensatorbank volledig wordt vrijgegeven bij onderhoud of revisie.

Schakelvermogen

Geen aansluitvermogen nodig: De aardingsschakelaar FES heeft geen aansluitvermogen nodig. In de meeste gevallen kunnen conventionele aardingsschakelaars worden gebruikt om aan deze behoefte te voldoen.

Onderhoud

Onderhoud na het afkoppelen van de filter: Het onderhoud van de filteraardingsschakelaar FES kan worden uitgevoerd nadat de filter is afgekoppeld om de veiligheid van de operator te waarborgen.

Drukweerstand
Open contact en DC-spanningsweerstand tegen de aarde: Open contact en DC-spanningsweerstand tegen de aarde moeten hetzelfde zijn als bij andere apparaten die aan de pool- en neutrale lijnen zijn verbonden. Dit zorgt voor de betrouwbaarheid en veiligheid van de filteraardingsschakelaar in hoge spanning omgevingen.

Uptime kenmerk

• Lage lekstroom: Onder normale omstandigheden loopt er door de filteraardingsschakelaar geen normale stroom, behalve een zeer lage lekstroom.
• Inschakelvermogen: De filteraardingsschakelaar heeft inschakelvermogen voor de filter valstroom in het HVDC-netwerk. Dit zorgt ervoor dat de filter betrouwbaar kan worden aangesloten op de aarde wanneer nodig.

Normen en klassen
IEC-normen: Volgens IEC-normen is de klasse van de filteraardingsschakelaar meestal E0. Het E0-niveau geeft aan dat de schakelaar tijdens normale bedrijfsomstandigheden geen behoefte heeft om stroom te verbreken, en alleen basisfuncties voor aarding en ontlading nodig heeft.

We kunnen een soort HVDC-aardingsschakelaar zien in figuur nummer 2 hieronder, gemaakt door het bedrijf Coelme-Egic: