Stroomkromme voor storingverwijdering in HVDC hybride circuit breaker Simulink

Hybride schakelaar met IGBT Simulink elektronische onderbreking

In een hybride schakelaar met IGBT Simulink elektronische onderbreking (zoals weergegeven in de linkerfiguur), wordt de storingstroom van het hoofdtraject naar het onderbrekingspad omgeleid door de IGBT's in pad 1. Tegelijkertijd wordt een lokale stroomnulpassing gecreëerd door een set IGBT's in pad 2.

In de rechterfiguur begint de kortsluitstoringstroom op t1 door de schakelaar te stromen. Vervolgens, op t2, wordt de stroom in pad 1 onderbroken (zoals weergegeven in de linkerfiguur) en wordt de storingstroom omgeleid naar pad 2. Daarna, op t3, wordt de stroom in pad 2 onderbroken en omgeleid naar pad 3. De hoge impedantie van pad 3 zorgt voor een scherpe stijging van de spanning totdat de overvoltagebeveiliging deze spanning op t4 beperkt. Deze spanning staat bekend als de Transiënte Onderbrekingsspanning (TIV).

Het is belangrijk om te erkennen dat vanaf t4 het systeem begint te herstellen, ook al is de stroom op de storinglocatie nog niet volledig onderbroken. Het defecte gedeelte wordt effectief geïsoleerd van het normale deel van het systeem. Vanaf dit punt neemt de spanning (hoger dan de nominale systeemspanning) de stroom geleidelijk tot nul terug, terwijl de inductieve energie van het systeem afneemt in de overvoltagebeveiliging in pad 4.

Uitleg van de diagrammen

• Op t1: De kortsluitstoringstroom begint door de schakelaar te stromen.

• Op t2: De IGBT's in pad 1 werken om de storingstroom om te leiden naar pad 2.

• Op t3: De IGBT's in pad 2 werken om de storingstroom om te leiden naar pad 3.

• Op t4: De hoge impedantie van pad 3 zorgt voor een scherpe stijging van de spanning, en de overvoltagebeveiliging werkt om deze spanning te beperken, waardoor de Transiënte Onderbrekingsspanning (TIV) ontstaat.

Herstelproces van het systeem

• Isolatie van de storing: Vanaf t4 wordt het defecte gedeelte effectief geïsoleerd van het normale deel van het systeem.

• Herstel van de spanning: De spanning, die hoger is dan de nominale systeemspanning, vermindert de stroom geleidelijk tot nul.

• Energieafname: De inductieve energie van het systeem neemt af in de overvoltagebeveiliging in pad 4, waardoor het systeem terugkeert naar normaal functioneren.

Met deze methode kan de hybride schakelaar kortsluitstoringen snel en effectief afhandelen, waardoor het krachtensysteem beschermd wordt tegen schade.