Prova di guasto dei generatori a corrente alternata a bassa frequenza per interruttori di corrente continua ad alta tensione

Dato il tempo di operazione dell'interruttore, l'ampiezza della tensione di pilotaggio, l'angolo di accensione, l'induttanza del circuito e la frequenza del generatore sono parametri di progettazione chiave per ottenere una sufficiente di/dt e un adeguato rifornimento di energia.

Dopo l'interruzione del corrente, lo stress dielettrico può essere fornito da una sorgente di tensione continua separata, sebbene ciò presenti alcune sfide pratiche. Il condensatore rimane carico durante tutto il periodo di assorbimento dell'energia, con il suo valore uguale alla TRV (Tensione di Recupero Transitorio) dell'interruttore. Questo può essere utilizzato per fornire lo stress dielettrico dopo l'interruzione.

Il diagramma del circuito di prova mostrato è equivalente all'oggetto di prova (CB HVDC). Utilizza 3 generatori di cortocircuito e 3 trasformatori di elevazione. L'interruttore principale (MB) deve chiudere la corrente primaria sul lato del generatore in un singolo ciclo. L'interruttore di accensione (MS) deve essere impostato con precisione sulla corrente di guasto per creare condizioni "simili a quelle in continua" entro il tempo di soppressione del guasto del CB in corrente continua. Gli interruttori di corrente alternata (ACB1) e le fessure di accensione innescate vengono aggiunti al circuito per l'isolamento della corrente nel circuito di potenza, per prevenire ulteriori aggiunte di potenza in continua e protezione contro i sovracorrenti.

Spiegazione Dettagliata

1. Parametri di Progettazione:

   • Tempo di Operazione dell'Interruttore: Il tempo necessario per l'operazione dell'interruttore è critico per garantire l'interruzione corretta della corrente.
   • Ampiezza della Tensione di Pilotaggio: Il livello di tensione che alimenta il circuito deve essere sufficiente per ottenere la di/dt desiderata (velocità di variazione della corrente).
   • Angolo di Accensione: L'angolo in cui l'interruttore viene acceso influenza le condizioni iniziali di corrente e tensione.
   • Induttanza del Circuito: L'induttanza del circuito influisce sulla velocità di aumento e diminuzione della corrente.
   • Frequenza del Generatore: La frequenza del generatore impatta il tempismo e la sincronizzazione delle operazioni dell'interruttore.

2. Stress Dielettrico Dopo l'Interruzione della Corrente:

   • Sorgente di Tensione Continua Separata: Fornire stress dielettrico dopo l'interruzione della corrente utilizzando una sorgente di tensione continua separata è un approccio fattibile, ma introduce sfide pratiche.
   • Condensatore Caricato: Il condensatore rimane caricato durante il periodo di assorbimento dell'energia, mantenendo una tensione uguale alla TRV dell'interruttore. Questo garantisce uno stress dielettrico continuo dopo l'interruzione.

3. Configurazione del Circuito di Prova:

   • Generatori di Cortocircuito e Trasformatori di Elevazione: La configurazione di prova include 3 generatori di cortocircuito e 3 trasformatori di elevazione per simulare condizioni di guasto realistiche.
   • Interruttore Principale (MB): L'interruttore principale chiude la corrente primaria sul lato del generatore in un singolo ciclo, garantendo un ambiente controllato per la prova.
   • Interruttore di Accensione (MS): L'interruttore di accensione deve essere impostato con precisione sulla corrente di guasto per creare condizioni "simili a quelle in continua" entro il tempo di soppressione del guasto del CB in corrente continua.
   • Interruttori di Corrente Alternata (ACB1) e Fessure di Accensione Innescate: Questi componenti vengono aggiunti al circuito per l'isolamento della corrente, per prevenire l'aggiunta di potenza in continua e fornire protezione contro i sovracorrenti.

Considerando attentamente questi parametri di progettazione e configurando il circuito di prova in modo appropriato, è possibile testare e validare efficacemente le prestazioni degli interruttori HVDC in diverse condizioni operative.