Filtre Toplama Anahtarı (FES) HVDC ağlarında rolü

Yüksek gerilimli toprak anahtarı tanımı
Yüksek gerilimli toprak anahtarı, ekipman bakımı veya sorun giderme sırasında güvenliği sağlamak üzere yüksek gerilimli elektrik ekipmanları veya hatları toprağa bağlamak için kullanılan mekanik bir anahtarlama cihazıdır. Genellikle yüksek gerilimli devre kesicileri, yalıtım anahtarları, transformatörler ve diğer cihazların yanına monte edilir, böylece gerektiğinde yüksek gerilimli devreleri hızlı ve güvenilir bir şekilde toprağa bağlayabilir.

Filtre toprak anahtarı HVDC ağında rolü:
Filtre toprak anahtarı'nın temel işlevi, pasif AC filtresinin (ACF) sonunu toprağa bağlamak, böylece aktif filtre (APF) çalışmadığında ACF'nin normal olarak çalışmasını sağlamaktır. Bu tasarım, sistemde büyük harmonikler ve zayıf harmonik impedans koşullarının olduğu durumlarda 5. ve 7. harmonik sorunlarını çözer ve bu sayede filtre ekipmanlarının kapasitesini ve işlem güvenliğini artırır.

Filtre toprak anahtarının konumu Şekil 1'de kırmızı daire içinde gösterilmiştir:

Yüksek gerilimli doğrudan akım (HVDC) sistemlerinde, filtre toprak anahtarı işleminin sırası sistemin güvenli ve istikrarlı çalışmasını sağlamak için kritik öneme sahiptir. Aşağıda, normal işlemler sırasında filtre toprak anahtarı için işlem adımları ve önlemler bulunmaktadır:

Normal çalışma şartı

Toprak Anahtarı Durumu: Normal çalışmada, filtre toprak anahtarı (GS) açılır, böylece filtre normal olarak çalışabilir.

İşlem prosedürü
Hazırlık çalışmaları

• İşlem talimatını al: Dağıtım merkezinden veya yetkili kişiden açık işlem talimatı alın.
• Bilgileri kontrol et: Filtrenin ve toprak anahtarı numarasını kontrol ederek yanlış işlemleri önlemeye çalış.

Filtreyi kapatma

• Devre Kesiciyi Kapat: İlk olarak, filtreyi sisteme bağlayan devre kesicisini (CB) kapatın, böylece filtre tamamen sistemden izole edilsin.
• Yalıtım Anahtarını Kapat (FD (HV)): Devre kesicisi kapatıldıktan sonra, filtreyi yüksek gerilimli kutup taraflı filtre ayracından (FD (HV)) ayırarak filtreyi sistemden daha da izole edin.

Kalan yükü kontrol etme

• Kalan gerilimi ölçün: Uygun gerilim algılama cihazı kullanarak, filtre kondansatör bankasının kalan gerilimini ölçün, böylece gerilimin güvenli bir seviyeye düştüğünden emin olun.
• Ölçüm sonuçlarını kaydedin: Ölçüm sonuçlarını kaydederek tam işlem kayıtlarına sahip olun.

Filtre toprak anahtarını kapatma GS (HV)

• Yalıtım anahtar durumunu kontrol et: Yalıtım anahtarı FD (HV)'nin kapalı olduğundan ve yalıtım anahtarı FD (NB) (NB Tarafı Filtre Ayraç)'in açık olduğundan emin olun.
• Manuel veya elektriksel işlem: İşlem kılavuzuna göre, filtre toprak anahtarını GS (HV) manuel veya elektriksel olarak kapatın.
• Toprak durumunu kontrol et: Toprak anahtarı durum göstergesini kontrol ederek toprak anahtarının doğru bir şekilde kapandığından emin olun.

Filtre toprak anahtarını kapatma GS (NB)

• Yalıtım anahtarını kapat (FD (NB)): Toprak anahtarı GS (HV) kapatıldıktan sonra, yalıtım anahtarını FD (NB) kapatın.
• Toprak anahtarını aç (GS (NB)): Yalıtım anahtarı FD (HV) ve FD (NB) ikisinin de kapalı olduğundan emin olduktan sonra, filtre toprak anahtarını GS (NB) açın.
• Toprak durumunu kontrol et: Toprak anahtarı durum göstergesini kontrol ederek toprak anahtarının doğru bir şekilde kapandığından emin olun.

Tekrar kontrol
Gerilimi tekrar ölçün: Toprak anahtarı GS (NB) kapandıktan sonra, filtre kondansatör bankasının gerilimini tekrar ölçün, böylece gerilimin tamamen sıfırlandığından emin olun.
Ölçüm sonuçlarını kaydedin: Tekrar ölçüm sonuçlarını kaydederek tam işlem kayıtlarına sahip olun.

İşlemi tamamla

• Güvenliği onayla: Filtrenin güvenilir bir şekilde toprağa bağlandığından ve işlem alanının güvenli olduğundan emin olun.
• Tamamlanışı bildir: İşlemin tamamlanışını dağıtım merkezine veya yetkili kişilere bildirin ve işlem zamanını ve sonucunu kaydedin.

Kilitlenme mekanizması

• Kilitlenme gereklilikleri: Filtre toprak anahtarı GS (HV) açılmadan önce, yalıtım anahtarı FD (HV) ve FD (NB) kapalı olması gerekmektedir.
• İkinci onay: Filtre toprak anahtarı GS (NB) kapatılmadan önce, yalıtım anahtarı FD (HV) ve FD (NB) ikisinin de kapalı olduğundan emin olun.
• Otomatik kilitlenme: Sistem, yanlış işlem nedeniyle oluşabilecek güvenlik kazalarını önlemek için otomatik kilitlenme özelliğine sahip olmalıdır.

Teknik gereksinim
Kesme kapasitesi
Kesme kapasitesi gerekmemektedir: Filtre Toprak Anahtarı (FES), kesme kapasitesine ihtiyaç duymaz. Bu, yük altında devre bağlantısını kesme yeteneğine sahip olmaması gerektiği anlamına gelir.

Boşaltma kapasitesi
Filtre boşaltma: Filtre toprak anahtarı, nötr hattı üzerinden yalıtım anahtarı FD (NB) ile bağlantılı kısmi boşaltma filtresini güvenilir bir şekilde toprağa bağlamalıdır. Bu, bakım veya revizyon sırasında filtre kondansatör bankasındaki kalan yükün tamamen serbest bırakılmasını sağlar.

Anahtarlama kapasitesi

Bağlantı kapasitesine ihtiyaç yok: Toprak anahtarı FES, bağlantı kapasitesine ihtiyaç duymaz. Çoğu durumda, bu ihtiyacı karşılamak için geleneksel toprak anahtarları kullanılabilir.

Bakım

Filtre bağlantısı kesildikten sonra bakım: Filtre toprak anahtarı FES'in bakımı, operatörün güvenliğini sağlamak için filtre bağlantısı kesildikten sonra yapılabilir.

Basınç dayanımı
Açık temas ve DC gerilim dayanımı toprağa: Açık temas ve DC gerilim dayanımı toprağa, kutup ve nötr hatlarına bağlı diğer cihazlarla aynı olmalıdır. Bu, yüksek gerilim ortamlarında filtre toprak anahtarının güvenilirliğini ve güvenliğini sağlar.

Çalışma süresi özelliği

• Düşük sızıntı akımı: Normal koşullar altında, filtre toprak anahtarı, çok düşük bir sızıntı akımı dışında herhangi bir normal akım geçirmemektedir.
• Açma kapasitesi: Filtre toprak anahtarı, HVDC ağında filtre tuzağı şarj akımı ile açma kapasitesine sahiptir. Bu, gerektiğinde filtrelerin güvenilir bir şekilde toprağa bağlanmasını sağlar.

Standartlar ve sınıflandırma
IEC standartları: IEC standartlarına göre, filtre toprak anahtarı genellikle E0 sınıfındadır. E0 seviyesi, anahtarın normal işlem sırasında akımı kesme ihtiyacı duyulmadığını ve sadece temel topraklama ve boşaltma fonksiyonlarına sahip olması gerektiğini gösterir.

Şekil No:2'de Coelme-Egic şirketi tarafından yapılan bir HVDC toprak anahtarı örneği görülebilir: