Krzywa prądów usuwania uszkodzeń w hybrydowym wyłączniku HVDC Simulink

Hybrydowy wyłącznik z przerzutem elektronicznym IGBT Simulink

W hybrydowym wyłączniku z przerzutem elektronicznym IGBT Simulink (jak pokazano na lewym rysunku), prąd uszkodzeniowy jest przekierowywany z głównego trasy do trasy przerzutowej przez IGBT w ścieżce 1. W tym samym czasie lokalne przejście przez zero prądu jest tworzone przez zestaw IGBT w ścieżce 2.

Na prawym rysunku, prąd uszkodzeniowy zaczyna płynąć przez wyłącznik w chwili t1. Następnie, w chwili t2, prąd jest przerwany w ścieżce 1 (jak pokazano na lewym rysunku) i prąd uszkodzeniowy jest przekierowywany do ścieżki 2. Następnie, w chwili t3, prąd jest przerwany w ścieżce 2 i przekierowany do ścieżki 3. Wysoka impedancja ścieżki 3 powoduje gwałtowny wzrost napięcia, aż ogranicznik przeciwuderzeniowy ogranicza to napięcie w chwili t4. To napięcie nazywane jest Tymczasowym Napięciem Przerwania (TIV).

Ważne jest, aby zrozumieć, że od chwili t4 system zaczyna się odzyskiwać, nawet jeśli prąd w miejscu uszkodzenia nie został jeszcze całkowicie przerwany. Uszkodzona sekcja jest efektywnie izolowana od normalnej części systemu. Od tego momentu napięcie (wyższe niż nominalne napięcie systemowe) stopniowo obniża prąd do zera, podczas gdy indukcyjna energia systemu ulega rozpraszaniu w ograniczniku przeciwuderzeniowym w ścieżce 4.

Wyjaśnienie diagramu

• W chwili t1: Prąd uszkodzeniowy zaczyna płynąć przez wyłącznik.

• W chwili t2: IGBT w ścieżce 1 działają, aby przekierować prąd uszkodzeniowy do ścieżki 2.

• W chwili t3: IGBT w ścieżce 2 działają, aby przekierować prąd uszkodzeniowy do ścieżki 3.

• W chwili t4: Wysoka impedancja ścieżki 3 powoduje gwałtowny wzrost napięcia, a ogranicznik przeciwuderzeniowy działa, aby ograniczyć to napięcie, tworząc Tymczasowe Napięcie Przerwania (TIV).

Proces odzyskiwania systemu

• Izolacja uszkodzenia: Od chwili t4 uszkodzona sekcja jest efektywnie izolowana od normalnej części systemu.

• Odzyskanie napięcia: Napięcie, które jest wyższe niż nominalne napięcie systemu, stopniowo obniża prąd do zera.

• Rozpraszanie energii: Indukcyjna energia systemu rozprasza się w ograniczniku przeciwuderzeniowym w ścieżce 4, zapewniając, że system wraca do normalnego działania.

Tą metodą, hybrydowy wyłącznik może szybko i skutecznie obsługiwać uszkodzenia krótkiego zwarcia, chroniąc system energetyczny przed uszkodzeniami.