הגדרות מפצל היברידי של מתח גבוה מאוד

הגדרות עבור כבלי מעבר היברידיי HVDC

הגדרות סטנדרטיות עבור כבלי מעבר חילופין

• מגבלות: ההגדרות הסטנדרטיות עבור כבלי מעבר חילופין אינן מתורגמות ישירות להגנה על HVDC מאחר והזמן והדינמיקות הנדרשים שונים.
• מסגרות זמן: לכבלי מעבר חילופין יש זמן יחסית ארוך לפעול בהשוואה לכבלי מעבר ישר. בדרך כלל, זרם הקצר שכבלי המעבר החילופיים מפרקים כמעט הגיע לערך יציב עד שההגנה פועלת, אך זה אינו תמיד כך.

כבלים מעבירים HVDC

• זמן תגובה: כבלי מעבר HVDC חייבים לפעול לפני שזרם הקצר הישר הגיע לערך יציב, בשל המגבלות של האלקטרוניקה בתוך כבלי המעבר ואת הממירים עצמם.

ענפים עיקריים ואת הפונקציות שלהם

1. ענף ראשי:

   • ענף משני:
     • ענף ספיגת אנרגיה:
       • הגדרות זמן עיקריות עבור כבלי מעבר היברידיים

         1. התחלת התקלה (Tf):

            • הרגע בו התנאים החשמליים של הרשת משתנים, מה שמוביל לתנאי זרם עודף.

         2. זמן גילוי:

            • הזמן שנדרש מהתחילתה של התקלה ועד שהמערכת להגנה מגלה אותה.

         3. זמן מיקום:

            • הזמן הנלקח למערכת ההגנה כדי להחליט איזה כבלי מעבר לפתוח מהרגע שתתקלה נמצאה.

         4. זמן פעולה:

            • הזמן הנלקח לכבלי המעבר לעבור ממצב "סגור" למצב "פתוח".

         5. זמן הפרעה (Tint):

            • הזמן בין תחילת התקלה לבין בניית מתח מספיק בכבלי המעבר כדי להתנגד באופן משמעותי לזרם התקלה.

         6. זמן החלפה (Tcom):

            • הזמן הנלקח לזרם בענף הראשי להתאפס, או להתקרב לאפס כך שהשלב הבא בפעולת כבלי המעבר יכול להתרחש.

         7. זמן פינוי (Tclr):

            • הזמן הנלקח מהתחילתה של התקלה ועד שהזרם בקו הישר מגיע לאפס, או שהזרם המשך של הווריסטורים (I_knee) נגיע.

         8. זמן פעולה הגבלת זרם (Tlim):

            • הזמן שבו כבלי המעבר מתחיל לפעול כמגביל זרם התקלה.

         כבל מעבר היברידי פרואקטיבי (PHCB) HVDC שתוכנן על ידי ABB

          

         סקירת עיצוב

         כבל המעבר היברידי הפרואקטיבי (PHCB) HVDC, שתוכנן על ידי ABB, מורכב משני ענפים מקבילים:

         1. נתיב זרם נורמלי:

            • כלי מפסק מכני: נשאר סגור במהלך פעילות תקינה.
            • מפסק העברה של עומס (LCS): ערימה טכנולוגית של מחוונים שמתוכנת להיות מופעלת במהלך פעילות תקינה.

         2. אלמנט ראשוני לפיצול זרם:

            • כבל מעבר ראשי: ערימה טכנולוגית של מחוונים שמתוכנת להיות מכובה במהלך פעילות תקינה.

         3. ענף ספיגת אנרגיה:

            • משולב עם הענף המשני כדי להוסיף פונקציונליות לכבלי המעבר. זה מאפשר למקטעים שונים של הענף המשני לפעול באופן עצמאי זה מזה. תכונה זו מאפשרת לכבלי המעבר לפעול כמגבילי זרם התקלה במקרים מסוימים.

         פעילות תקינה

         • מפסק: סגור
         • LCS: מופעל
         • כבל מעבר ראשי: מכובה

         פעילות בתנאי תקלה

         1. גילוי תקלה:

            • ה-LCS מכובה.
            • הכבל המעבר הראשי מופעל.
            • ה-LCS מספק מתח מספיק כדי להחליף זרם מהענף הראשי לענף המשני.
            • ה-LCS עשוי להישלח לפני שהתתקלה מזוהה, מה שמאפשר לאלגוריתם הגילוי לפעול במקביל לפעולה של כבלי המעבר.

         2. העברת זרם:

            • ברגע שכל הזרם זורם דרך הכבל המעבר הראשי, המפסק המכני המהיר נפתח.
            • כאשר המפסק המכני פתוח לחלוטין, הכבל המעבר הראשי מכובה, הזרם בכבל המעבר הראשי מתנתק והאנרגיה בקו מוספגת בווריסטורים.
            • המפסק המהיר לשאריות זרם טכנולוגי משמש כדי לפרק את זרם השטף דרך הכבל המעבר הראשי והמכשירים המעורבים, שיכול להיות משמעותי בהתאם לעיצוב של ענף ספיגת האנרגיה. המפסק הזה גם מספק מבודד מלא.

         דוגמה ממחישה

         תמונה 3 מציגה צורת גל טיפוסית של זרם תקלה עם תיוג זמן ומדדי זרם. הדינמיקות הוחמרו כדי לאפשר את ההגדרות להראות בקלות:

         

         • התחלת תקלה (Tf): רגע התחלה של תקלה.
         • זמן גילוי: זמן מ-Tf לגילוי התקלה.
         • זמן מיקום: זמן מגילוי לקביעת איזה כבלי מעבר לפתוח.
         • זמן פעולה: זמן עבור הכבל המעבר לעבור ממצב סגור למצב פתוח.
         • זמן הפרעה (Tint): זמן מ-Tf לבניית מתח מספיק להתנגד לזרם התקלה.
         • זמן החלפה (Tcom): זמן להתאפסות הזרם בענף הראשי.
         • זמן פינוי (Tclr): זמן מ-Tf לזרם אפס או Iknee.
         • זמן פעולה הגבלת זרם (Tlim): זמן שבו הכבל המעבר מתחיל להגביל זרם תקלה.

         סיכום

         כבל המעבר היברידי הפרואקטיבי (PHCB) HVDC, שתוכנן על ידי ABB, משלב מפסקים מכניים וטכנולוגיים כדי לספק הגנה מהירה, אמינה ויעילה על מערכות HVDC. ההגדרות והמסגרות הזמן עבור כבלי מעבר היברידיים HVDC מדגישות את האתגרים הייחודיים והדרישות של הגנה על ישר, תוך הדגשה על הצורך בפעולה מהירה ומדויקת כדי להבטיח את בטיחות המערכת והיציבות שלה.