Mga Definision sa Hybrid HVDC Breaker

Pahayag sa Hybrid HVDC Circuit Breakers

Standard nga Pahayag para sa AC Circuit Breakers

• Limitasyon: Ang standard nga pahayag para sa AC circuit breakers wala direkta isip tradisyon sa HVDC protection tungod kay ang mga panahon ug dinamika involbarado adunay lain.
• Panahon: Ang AC circuit breakers adunay mas matagal nga panahon aron mag-act konparado sa DC circuit breakers. Kasagaran, ang fault currents nga ang AC circuit breaker interruptuson mahimong mapasabot na ang steady state human sa pag-act sa proteksyon, pero wala kini lage.

HVDC Circuit Breakers

• Panahon sa Pag-respond: Ang HVDC circuit breakers kinahanglan mag-act bago ang DC fault current nakaabot sa steady state value, tungod sa limitasyon sa electronics sa loob sa circuit breakers ug sa converters mismo.

Key Branches ug Ilahang Function

1. Primary Branch:

   • Nagpadala sa current sa normal nga operasyon.

2. Secondary Branch:

   • Nagpadala sa fault current sa maong panahon.

3. Energy Absorption Branch:

   • Nag-limit sa voltage sa circuit breaker ug nag-absorb sa additional energy gikan sa DC grid.

Key Time Definitions para sa Hybrid Circuit Breakers

1. Fault Inception (Tf):

   • Ang panahon diin ang electrical conditions sa network nag-usab, resulta han overcurrent condition.

2. Detection Time:

   • Ang panahon gikan sa fault inception hangtud sa moment nga ang protection system nakadetect sa fault.

3. Location Time:

   • Ang panahon gikan sa detection hangtud sa moment nga ang protection system nadecide unsa nga circuit breakers i-open.

4. Operation Time:

   • Ang panahon gikan sa "Closed" state hangtud sa "Open" state sa circuit breaker.

5. Interruption Time (Tint):

   • Ang panahon gikan sa fault inception hangtud sa circuit breaker nakatukod og sufficient voltage aron mapasabot ang fault current.

6. Commutation Time (Tcom):

   • Ang panahon gikan sa current sa primary branch nag-decay ngadto sa zero, o kaayo close sa zero aron ang next stage sa circuit breaker's operation makapasa.

7. Clearing Time (Tclr):

   • Ang panahon gikan sa fault inception hangtud sa moment nga ang DC line current nakaabot sa zero, o ang knee current sa varistors (I_knee) nakaabot.

8. Current Limit Operation Time (Tlim):

   • Ang panahon diin ang circuit breaker magsugod mag-operate isip fault current limiter.

ABB Designed Proactive Hybrid Circuit Breaker (PHCB) HVDC

Design Overview

Ang Proactive Hybrid Circuit Breaker (PHCB) HVDC, gidesinyo ni ABB, adunay duha ka parallel branches:

1. Normal Current Path:

   • Mechanical Switch: Naka-closed sa normal nga operasyon.
   • Load Commutation Switch (LCS): Usa ka low-voltage series stack sa semiconductor switches nga naka-on sa normal nga operasyon.

2. Main Current Breaking Element:

   • Main Breaker: Usa ka stack sa semiconductor switches nga naka-off sa normal nga operasyon.

3. Energy Absorption Branch:

   • Gicombine sa secondary branch aron mogamit sa circuit breaker. Kini naghatag og kapabilidad sa circuit breaker aron makapag-act isip fault current limiter sa ilang sitwasyon.

Normal nga Operasyon

• Disconnector: Naka-closed
• LCS: Naka-on
• Main Breaker: Naka-off

Fault Condition nga Operasyon

1. Fault Detection:

   • Ang LCS naka-off.
   • Ang main breaker naka-on.
   • Ang LCS naghatag og sufficient voltage aron commutate current gikan sa primary branch ngadto sa secondary branch.
   • Ang LCS mahimong triggered bago ang fault confirmed, naghatag og kapabilidad sa detection algorithm aron mag-process parallel sa operasyon sa circuit breaker.

2. Current Transfer:

   • Kon tanang current nag-flow sa main breaker, ang high-speed mechanical disconnector naka-open.
   • Kon ang mechanical switch naka-fully open, ang main circuit breaker naka-off, ang main breaker current naka-interrupt, ug ang line energy naka-dissipated sa varistors.
   • Ang relatively slow series residual current disconnecting circuit breaker gamiton aron mag-break sa leakage current sa main breaker ug associated devices, depende sa design sa energy absorption branch. Kini nga switch usab naghatag og full isolation.

Illustrative Example

Ang Figure 3 nagpakita sa typical nga fault current waveform kasama ang labeled time ug current ratings. Ang dynamics gi-exaggerate aron madali mapakita ang definitions:

• Fault Inception (Tf): Ang initial moment sa fault occurrence.
• Detection Time: Panahon gikan sa Tf hangtud sa detection sa fault.
• Location Time: Panahon gikan sa detection hangtud sa determination unsa nga breakers i-open.
• Operation Time: Panahon aron ang breaker matabangan gikan sa closed ngadto sa open.
• Interruption Time (Tint): Panahon gikan sa Tf hangtud sa sufficient voltage build-up aron mapasabot ang fault current.
• Commutation Time (Tcom): Panahon aron ang current sa primary branch nag-decay.
• Clearing Time (Tclr): Panahon gikan sa Tf hangtud sa zero current o Iknee.
• Current Limit Operation Time (Tlim): Panahon diin ang breaker magsugod mag-limit sa fault current.

Summary

Ang Proactive Hybrid Circuit Breaker (PHCB) HVDC, gidesinyo ni ABB, nagcombine og mechanical ug semiconductor switches aron maghatag og fast, reliable, ug efficient nga fault protection para sa HVDC systems. Ang definitions ug time frames para sa hybrid HVDC circuit breakers nagpakita sa unique nga challenges ug requirements sa DC protection, nag-emphasize sa need sa rapid ug precise nga operasyon aron siguraduhon ang safety ug stability sa sistema.