Pagsasalamin ng Mga Talaarawan ng Hybrid HVDC Breaker

Mga Paglalarawan para sa Hybrid HVDC Circuit Breakers

Pangkaraniwang Mga Paglalarawan para sa AC Circuit Breakers

• Mga Limitasyon: Ang mga pangkaraniwang paglalarawan para sa AC circuit breakers ay hindi direktang maaaring isalin sa HVDC protection dahil ang mga panahon at dinamika na kasangkot ay iba.
• Ang Panahon: Ang mga AC circuit breakers ay may mas mahabang panahon upang gumana kumpara sa DC circuit breakers. Karaniwan, ang mga fault current na ininterupahan ng AC circuit breaker ay halos nakarating na sa steady state nang mag-act ang proteksyon, ngunit hindi ito palaging ang kaso.

HVDC Circuit Breakers

• Panahon ng Tugon: Ang mga HVDC circuit breakers ay kailangang gumana bago ang DC fault current umabot sa steady state value, dahil sa mga limitasyon ng electronics sa loob ng circuit breakers at sa mga converters mismo.

Pangunahing Sangay at Kanilang Mga Tungkulin

1. Pangunahing Sangay:

   • Nagdudukal ng current sa normal na operasyon.

2. Pangalawang Sangay:

   • Nagdudukal ng fault current sa maikling panahon.

3. Sangay ng Pag-absorb ng Enerhiya:

   • Naglimita ng voltage sa circuit breaker at nag-aabsorb ng anumang karagdagang enerhiya mula sa DC grid.

Pangunahing Mga Paglalarawan ng Oras para sa Hybrid Circuit Breakers

1. Pagsisimula ng Fault (Tf):

   • Ang sandali kung saan ang elektrikal na kondisyon ng network ay nagbago, na nagresulta sa overcurrent condition.

2. Panahon ng Pag-detect:

   • Ang panahon mula sa pagsisimula ng fault hanggang sa detekto ng sistema ng proteksyon ang fault.

3. Panahon ng Lokasyon:

   • Ang panahon mula sa deteksiyon ng fault hanggang sa desisyon ng sistema ng proteksyon kung aling circuit breakers ang buksan.

4. Panahon ng Operasyon:

   • Ang panahon mula sa "Closed" state hanggang sa "Open" state ng circuit breaker.

5. Panahon ng Pagsusunod (Tint):

   • Ang panahon mula sa pagsisimula ng fault hanggang sa circuit breaker ay nagtatayo ng sapat na voltage upang makapaghambal sa fault current.

6. Panahon ng Kommutasyon (Tcom):

   • Ang panahon mula sa decay ng current sa primary branch hanggang sa zero, o malapit sa zero, upang maaari nang gawin ang susunod na yugto ng operasyon ng circuit breaker.

7. Panahon ng Pag-clear (Tclr):

   • Ang panahon mula sa pagsisimula ng fault hanggang sa DC line current ay umabot sa zero, o sa knee current ng varistors (I_knee).

8. Panahon ng Pag-limit ng Current (Tlim):

   • Ang panahon kung saan nagsisimula ang circuit breaker na gumana bilang fault current limiter.

Proactive Hybrid Circuit Breaker (PHCB) HVDC na Nilikha ng ABB

Pangkalahatang Paglalarawan ng disenyo

Ang Proactive Hybrid Circuit Breaker (PHCB) HVDC, na nilikha ng ABB, ay binubuo ng dalawang parallel branches:

1. Normal na Landas ng Current:

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

2. Pangunahing Elemento ng Pagsusunod ng Current:

   • Main Breaker: Isang stack ng semiconductor switches na naka-off sa normal na operasyon.

3. Sangay ng Pag-absorb ng Enerhiya:

   • Kombinado sa secondary branch upang idagdag ang functionalidad sa circuit breaker. Ito ay nagbibigay ng kakayahang switchin nang independiyente ang mga bahagi ng secondary branch. Ang feature na ito ay nagbibigay ng kakayahang gumana ang circuit breaker bilang fault current limiter sa ilang sitwasyon.

Normal na Operasyon

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

Operasyon sa Kondisyong Fault

1. Pag-detect ng Fault:

   • Ang LCS ay naka-off.
   • Ang main breaker ay naka-on.
   • Ang LCS ay nagbibigay ng sapat na voltage upang kommutate ang current mula sa primary branch patungo sa secondary branch.
   • Ang LCS ay maaaring i-trigger bago matutukoy ang fault, na nagbibigay ng kakayahang prosesuhin ng detection algorithm nang parehong oras ng operasyon ng circuit breaker.

2. Paglipat ng Current:

   • Kapag ang lahat ng current ay nasa main breaker, ang high-speed mechanical disconnector ay binuksan.
   • Kapag fully open na ang mechanical switch, ang main circuit breaker ay naka-off, ang main breaker current ay ininterupahan, at ang line energy ay napapawisan sa varistors.
   • Ang relatyibong mabagal na series residual current disconnecting circuit breaker ay ginagamit upang sirain ang leakage current sa pamamagitan ng main breaker at associated devices, na maaaring mahalaga depende sa disenyo ng sangay ng pag-absorb ng enerhiya. Ang switch na ito ay nagbibigay rin ng full isolation.

Halimbawa

Ang Figure 3 ay nagpapakita ng typical na waveform ng fault current na may labeled na oras at current ratings. Ang dynamics ay pinahigpit upang madaling maisulat ang mga paglalarawan:

• Pagsisimula ng Fault (Tf): Ang unang sandali ng pag-occur ng fault.
• Panahon ng Pag-detect: Ang panahon mula sa Tf hanggang sa detekto ng fault.
• Panahon ng Lokasyon: Ang panahon mula sa deteksiyon hanggang sa determinasyon kung aling breakers ang buksan.
• Panahon ng Operasyon: Ang panahon para sa breaker na lumipat mula sa closed hanggang sa open.
• Panahon ng Pagsusunod (Tint): Ang panahon mula sa Tf hanggang sa sapat na voltage build-up upang makapaghambal sa fault current.
• Panahon ng Kommutasyon (Tcom): Ang panahon para sa current sa primary branch na decay.
• Panahon ng Pag-clear (Tclr): Ang panahon mula sa Tf hanggang sa zero current o Iknee.
• Panahon ng Pag-limit ng Current (Tlim): Ang panahon kung saan nagsisimula ang breaker na limitin ang fault current.

Buod

Ang Proactive Hybrid Circuit Breaker (PHCB) HVDC, na nilikha ng ABB, ay naglalayong magbigay ng mabilis, mapagkakatiwalaan, at epektibong proteksyon laban sa fault para sa HVDC systems. Ang mga paglalarawan at panahon para sa hybrid HVDC circuit breakers ay nagbibigay-diin sa mga unique na hamon at requirement ng DC protection, na nagpapahalagahan ng mabilis at precise na operasyon upang tiyakin ang kaligtasan at estabilidad ng sistema.