Papel do Interruptor de Aterramento de Filtro (FES) em redes HVDC

Definição de chave de aterramento de alta tensão
Uma chave de aterramento de alta tensão é um dispositivo de comutação mecânico usado para conectar equipamentos ou linhas elétricas de alta tensão ao solo para garantir a segurança durante a revisão ou solução de problemas do equipamento. Geralmente, é instalada ao lado de disjuntores de alta tensão, chaves seccionadoras, transformadores e outros dispositivos para aterrar rapidamente e confiavelmente circuitos de alta tensão quando necessário.

O papel da chave de aterramento do filtro na rede HVDC:
A função principal da chave de aterramento do filtro é aterrar o final do filtro passivo de corrente alternada (ACF) para garantir que o ACF possa operar normalmente quando o filtro ativo (APF) estiver fora de operação. Este design pode resolver o problema dos harmônicos de 5ª e 7ª ordem em caso de uma rede elétrica com grandes harmônicos e condições de impedância harmônica ruim do sistema, melhorando a capacidade e a segurança de operação do equipamento de filtragem.

A posição da chave de aterramento do filtro está indicada no círculo vermelho na Figura 1:

Em sistemas de corrente contínua de alta tensão (HVDC), a ordem de operação da chave de aterramento do filtro é crucial para garantir a operação segura e estável do sistema. Os seguintes são os passos de operação e precauções para a chave de aterramento do filtro em operação normal:

Condição de operação normal

Status da Chave de Aterramento: Em operação normal, a chave de aterramento do filtro (GS) está ligada para garantir que o filtro possa funcionar normalmente.

Procedimento de operação
Preparação

• Receber instruções de operação: Certifique-se de receber instruções de operação claras do centro de despacho ou de outra pessoa autorizada.
• Verificar informações: Verifique o número do filtro e da chave de aterramento para garantir que não haja operações erradas.

Desligar o filtro

• Desconectar o disjuntor: Primeiro, desconecte o disjuntor (CB) que conecta o filtro ao sistema para garantir que o filtro esteja completamente isolado do sistema.
• Desconectar a chave seccionadora FD (HV): Após o desligamento do disjuntor, desconecte o Filtro do lado do pólo de alta tensão da chave seccionadora (FD (HV)) para garantir ainda mais a isolamento do filtro do sistema.

Verificar carga residual

• Medir a tensão residual: Usando o equipamento de detecção de tensão apropriado, meça a tensão residual do banco de capacitores do filtro para garantir que a tensão tenha caído para um nível seguro.
• Registrar os resultados da medição: Registre os resultados da medição para garantir registros completos de operação.

Fechar a chave de aterramento do filtro GS (HV)

• Garantir o status da chave seccionadora: Garanta que a chave seccionadora FD (HV) esteja desligada e a chave seccionadora FD (NB) (chave seccionadora do lado NB) esteja ligada.
• Operação manual ou elétrica: De acordo com o manual de operação, feche a chave de aterramento do filtro GS (HV) manualmente ou eletricamente.
• Verificar o status de aterramento: Verifique o indicador de status da chave de aterramento para garantir que a chave de aterramento esteja adequadamente fechada.

Fechar a chave de aterramento do filtro GS (NB)

• Desconectar a chave seccionadora FD (NB): Após fechar a chave de aterramento GS (HV), desconecte a chave seccionadora FD (NB).
• Ligar a chave de aterramento GS (NB): Após garantir que as chaves seccionadoras FD (HV) e FD (NB) estejam ambas desligadas, ligue a chave de aterramento do filtro GS (NB).
• Verificar o status de aterramento: Verifique o indicador de status da chave de aterramento para garantir que a chave de aterramento esteja adequadamente fechada.

Reverificação
Medir a tensão novamente: Após fechar a chave de aterramento GS (NB), meça novamente a tensão do banco de capacitores do filtro para garantir que a tensão tenha sido totalmente liberada para zero.
Registrar os resultados da re-medição: Registre os resultados da re-medição para garantir que o registro de operação seja completo.

Operação completa

• Confirmar a segurança: Garanta que o filtro esteja aterrado de forma confiável e que a área de operação seja segura.
• Relatar a conclusão: Relate a conclusão da operação ao centro de despacho ou a outra pessoa autorizada, e registre o tempo e o resultado da operação.

Mecanismo de intertravamento

• Requisitos de intertravamento: Garanta que a chave seccionadora FD (HV) esteja desligada e a chave seccionadora FD (NB) esteja desligada antes de ligar a chave de aterramento do filtro GS (HV).
• Confirmação secundária: Certifique-se de que as chaves seccionadoras FD (HV) e FD (NB) estejam ambas desligadas antes de fechar a chave de aterramento do filtro GS (NB).
• Intertravamento automático: O sistema deve ter uma função de intertravamento automático para prevenir acidentes de segurança causados por operações erradas.

Requisito técnico
Capacidade de interrupção
Não é necessária capacidade de interrupção: A Chave de Aterramento do Filtro (FES) não requer capacidade de interrupção. Isso significa que ela não precisa ter a capacidade de desconectar o circuito sob carga.

Capacidade de descarga
Descarga do filtro: A chave de aterramento do filtro deve ser capaz de aterrar de forma confiável o filtro de descarga parcial conectado à linha neutra através da chave seccionadora FD (NB). Isso garante que a carga residual no banco de capacitores do filtro seja totalmente liberada durante manutenção ou revisão.

Capacidade de comutação

Não é necessária capacidade de conexão: A chave de aterramento FES não requer capacidade de conexão. Na maioria dos casos, chaves de aterramento convencionais podem ser usadas para atender a essa necessidade.

Manutenção

Manutenção após o desligamento do filtro: A manutenção da chave de aterramento do filtro FES pode ser realizada após o desligamento do filtro para garantir a segurança do operador.

Resistência à pressão
Contato aberto e resistência à tensão DC para aterramento: O contato aberto e a resistência à tensão DC para aterramento devem ser os mesmos que os outros dispositivos conectados aos pólos e linhas neutras. Isso garante a confiabilidade e a segurança da chave de aterramento do filtro em ambientes de alta tensão.

Característica de disponibilidade

• Corrente de fuga baixa: Nas circunstâncias normais, a chave de aterramento do filtro não tem corrente normal passando, exceto por uma parte muito baixa de corrente de fuga.
• Capacidade de ligação: A chave de aterramento do filtro tem a capacidade de ligação como a corrente de carregamento do filtro armadilha na rede HVDC. Isso garante que o filtro possa ser aterrado de forma confiável quando necessário.

Padrões e classificações
Padrões IEC: De acordo com os padrões IEC, a classificação da chave de aterramento do filtro é principalmente E0. O nível E0 indica que a chave não encontra a necessidade de interromper a corrente durante a operação normal e apenas precisa ter funções básicas de aterramento e descarga.

Podemos ver um tipo de chave de aterramento HVDC na figura nº 2 abaixo, fabricada pela empresa Coelme-Egic: