מבחן תקלה של גנרטורים בתדר נמוך לחותכי חשמל ישרים בעוצמה גבוהה

בהינתן זמן הפעולה של המפסק, עצמת מתח הנעה, זווית ההדלקה, התנגדות החשמל החשמלית והתדר של הגנרטור הם פרמטרי תכנין מרכזיים להשגת di/dt מספיק ומינון אנרגיה מספק.

לאחר הפסקת הזרם, ניתן לספק את מתח הדיאלקטרי באמצעות מקור מתח ישר נפרד, אם כי זה מציב כמה אתגרים מעשיים. הקונדנסטור נשאר טעון לאורך תקופת ספיגת האנרגיה, עם ערך השווה ל-TRV (מתח השחזור הזמני) של המפסק. ניתן להשתמש בו כדי לספק מתח דיאלקטרי לאחר הפסקת הזרם.

תרשים המעגל המבחן שהוצג שקול לאובייקט המבחן (HVDC CB). הוא משתמש ב-3 גנרטורים קצר-مدار ו-3 טרנספורמיטורי העלאה. על המפסק הראשי (MB) לסגור את הזרם הראשי צד הגנרטור בתוך מחזור אחד. המפסק ההדלקה (MS) צריך להיות מכוון במדויק לזרם התקלה כדי ליצור תנאים "כפי של מתח ישר" בתוך זמן מדכא התקלה של מפסק מתח ישר. נוספו למעגל מפסקים חשמל חילופין (ACB1) ונקעים מדליקים מתוכנתים כדי להפריד את הזרם במעגל החשמל למנוע הוספה נוספת של אנרגיה מתח ישר ולספק הגנה מזרם יתר.

הסבר מפורט

1. פרמטרי תכנין:

   • זמן פעולה של המפסק: הזמן הנדרש למפסק לפעול קריטי להבטיח הפסקת זרם נכונה.
   • עצמת מתח הנעה: רמת המתח המניע את המעגל צריכה להיות מספקת להשגת di/dt (קצב שינוי הזרם) הרצוי.
   • זווית ההדלקה: הזווית בה מופעל המפסק משפיעה על תנאי הזרם והמתח ההתחלתיים.
   • התנגדות החשמל החשמלית: התנגדות החשמל החשמלית משפיעה על קצב עלייה וירידה של הזרם.
   • תדר הגנרטור: תדר הגנרטור משפיע על הסינכרוניזציה והזمنויות של פעולות המפסק.

2. מתח דיאלקטרי לאחר הפסקת הזרם:

   • מקור מתח ישר נפרד: סיפוק מתח דיאלקטרי לאחר הפסקת הזרם באמצעות מקור מתח ישר נפרד הוא אופציה אפשרית, אך היא מציבה אתגרים מעשיים.
   • קונדנסטור טעון: הקונדנסטור נשאר טעון במהלך תקופת ספיגת האנרגיה, תוך שמירה על מתח השווה ל-TRV של המפסק. זה מבטיח מתח דיאלקטרי מתמשך לאחר הפסקת הזרם.

3. תצורת מעגל המבחן:

   • גנרטורי קצר-مدار וטרנספורמיטורי העלאה: תצורת המבחן כוללת 3 גנרטורי קצר-مدار ו-3 טרנספורמיטורי העלאה כדי לשכפל את תנאי התקלה האמיתיים.
   • מפסק ראשי (MB): המפסק הראשי סוגר את הזרם הראשי צד הגנרטור בתוך מחזור אחד, תוך הבטחת סביבה מבוקרת לבדיקה.
   • מפסק ההדלקה (MS): מפסק ההדלקה חייב להיות מכוון במדויק לזרם התקלה כדי ליצור "תנאים כשל מתח ישר" בתוך זמן מדכא התקלה של מפסק מתח ישר.
   • מפסקים חשמל חילופין (ACB1) ונקעים מדליקים מתוכנתים: מרכיבים אלה נוספו למעגל כדי להפריד את הזרם למנוע הוספה נוספת של אנרגיה מתח ישר ולהספק הגנה מזרם יתר.

באמצעות בחינה מדויקת של פרמטרי התכנין@Configuration of the test circuit appropriately, it is possible to effectively test and validate the performance of HVDC circuit breakers under various operating conditions.