Filterjordningsbrytarens (FES) roll i HVDC-nät

Definition av högspänningsjordningsbrytare
En högspänningsjordningsbrytare är en mekanisk brytare som används för att ansluta högspänningsutrustning eller linjer till marken för att säkerställa säkerhet under underhåll eller felsökning. Den installeras vanligtvis bredvid högspänningsbrytare, isoleringsbrytare, transformatorer och andra enheter för att snabbt och pålitligt jorda högspänningskretsar vid behov.

Filterjordningsbrytarens roll i det högspänningsdirektströmsnätet (HVDC):
Huvudfunktionen hos filterjordningsbrytaren är att jorda slutet av den passiva växelströmsfiltret (ACF) för att säkerställa att ACF kan fungera normalt när det aktiva filtret (APF) är ur drift. Denna design kan lösa problemet med 5:e och 7:e harmoniska vågor i fall av stora harmoniska vågor i nätet och dåliga harmoniska impedansvillkor i systemet, vilket därigenom ökar kapaciteten och driftsäkerheten hos filterutrustningen.

Positionen för filterjordningsbrytaren visas i det röda cirkeln i figur 1:

I högspänningsdirektströms- (HVDC) system är ordningen på operationerna för filterjordningsbrytaren viktig för att säkerställa systemets säkra och stabila drift. Följande är stegen och försiktighetsåtgärder för filterjordningsbrytaren under normal drift:

Normal driftsättning

Status för jordningsbrytare: Under normal drift är filterjordningsbrytaren (GS) påslagen för att säkerställa att filtret kan fungera normalt.

Driftsättning
Förberedelsearbete

• Ta emot driftsinstruktioner: Se till att tydliga driftsinstruktioner tas emot från driftledningen eller annan behörig personal.
• Kontrollera information: Kontrollera filtrets nummer och jordningsbrytaren för att säkerställa att det inte sker felaktiga åtgärder.

Stäng av filter

• Koppla bort brytaren: Koppla först bort brytaren (CB) som ansluter filtret till systemet för att säkerställa att filtret helt isoleras från systemet.
• Koppla bort isoleringsbrytaren FD (HV): Efter att brytaren har kopplats bort, koppla bort filtret från högspänningspolens sidas filteravkopplare (FD (HV)) för att ytterligare säkerställa filtrets isolering från systemet.

Kontrollera restladdning

• Mät restspänningen: Använd lämplig spänningsmätutrustning för att mäta restspänningen i filtrets kondensatorbank för att säkerställa att spänningen har sjunkit till ett säkert nivå.
• Skriv ner mätförloppet: Skriv ner mätförloppet för att säkerställa fullständiga driftslogg.

Stäng filterjordningsbrytaren GS (HV)

• Säkerställ status för isoleringsbrytaren: Säkerställ att isoleringsbrytaren FD (HV) är avstängd och isoleringsbrytaren FD (NB) (filteravkopplare på NB-sidan) är påslagen.
• Manuell eller elektrisk drift: Enligt driftshandboken, stäng manuellt eller elektriskt filterjordningsbrytaren GS (HV).
• Kontrollera jordningsstatus: Kontrollera statusindikatorn för jordningsbrytaren för att säkerställa att jordningsbrytaren är korrekt stängd.

Stäng filterjordningsbrytaren GS (NB)

• Koppla bort isoleringsbrytaren FD (NB): Efter att jordningsbrytaren GS (HV) har stängts, koppla bort isoleringsbrytaren FD (NB).
• Slå på jordningsbrytaren GS (NB): Efter att ha säkerställt att isoleringsbrytarna FD (HV) och FD (NB) båda är avstängda, slå på filterjordningsbrytaren GS (NB).
• Kontrollera jordningsstatus: Kontrollera statusindikatorn för jordningsbrytaren för att säkerställa att jordningsbrytaren är korrekt stängd.

Omkontrollering
Mät spänningen igen: Efter att jordningsbrytaren GS (NB) har stängts, mät spänningen i filtrets kondensatorbank igen för att säkerställa att spänningen helt har frigjorts till noll.
Skriv ner mätförloppet: Skriv ner resultatet av omkontrollen för att säkerställa att driftsloggen är fullständig.

Avsluta drift

• Bekräfta säkerhet: Säkerställ att filtret är pålitligt jordat och att driftsområdet är säkert.
• Rapportera avslut: Rapportera avslutet av driftet till driftledningen eller annan behörig personal, och dokumentera drifttid och resultat.

Låsningsmekanism

• Låsningskrav: Säkerställ att avkopplingsbrytaren FD (HV) måste vara avstängd och avkopplingsbrytaren FD (NB) måste vara avstängd innan filterjordningsbrytaren GS (HV) slås på.
• Sekundär bekräftelse: Se till att både isoleringsbrytarna FD (HV) och FD (NB) är avstängda innan filterjordningsbrytaren GS (NB) stängs.
• Automatisk låsning: Systemet bör ha automatisk låsningsfunktion för att förhindra olyckor orsakade av felaktig drift.

Tekniska krav
Brytkapacitet
Ingen brytkapacitet krävs: Filterjordningsbrytaren (FES) kräver ingen brytkapacitet. Detta betyder att den inte behöver ha förmågan att bryta kretsen under belastning.

Utladdningskapacitet
Utladdningsfilter: Filterjordningsbrytaren måste kunna pålitligt jorda det partiella utladdningsfiltret som är anslutet till neutralledningen via isoleringsbrytaren FD (NB). Detta säkerställer att restladdningen i filtrets kondensatorbank helt frigörs vid underhåll eller reparation.

Kopplingskapacitet

Ingen kopplingskapacitet krävs: Jordningsbrytaren FES kräver ingen kopplingskapacitet. I de flesta fall kan konventionella jordningsbrytare användas för att uppfylla detta behov.

Underhåll

Underhåll efter att filtret har kopplats bort: Underhållet av filterjordningsbrytaren FES kan genomföras efter att filtret har kopplats bort för att säkerställa operatörens säkerhet.

Tryckuthållighet
Öppna kontakt och DC-spänningsmotstånd mot mark: Öppna kontakt och DC-spänningsmotstånd mot mark bör vara samma som för andra enheter som är anslutna till polen och neutralledningen. Detta säkerställer pålitlighet och säkerhet för filterjordningsbrytaren i högspänningsmiljöer.

Driftstidsegenskaper

• Låg läckageström: Under normala omständigheter passerar ingen normal ström genom filterjordningsbrytaren utom en del mycket låg läckageström.
• Påslagsförmåga: Filterjordningsbrytaren har påslagsförmåga för filtreringsfallströmmen i HVDC-nätet. Detta säkerställer att filtret kan pålitligt anslutas till marken vid behov.

Standarder och grader
IEC-standarder: Enligt IEC-standarder är graden för filterjordningsbrytaren mestadels E0. Nivån E0 indikerar att brytaren inte behöver bryta ström under normal drift, och endast behöver ha grundläggande jordnings- och utladdningsfunktioner.

Vi kan se en typ av högspänningsjordningsbrytare i figur nummer 2 nedan, tillverkad av Coelme-Egic-företaget: