Хибридни дефиниции на HVDC прекинувач

Дефиниции за хибриден HVDC прекинувач

Стандардни дефиниции за прекинувачи на наизменична ток

• Ограничувања: Стандардните дефиниции за прекинувачи на наизменична ток не се директно преносливи на HVDC заштита, бидејќи временските рамки и динамиката што се вклучени се различни.
• Временски рамки: Прекинувачите на наизменична ток имаат релативно долг период за акција во споредба со прекинувачите на постојана ток. Обично, стројните токови кои ги прекинува прекинувачот на наизменична ток ќе достигнат скоро стабилна состојба кога заштитата действува, но ова не е секогаш случај.

Прекинувачи на HVDC

• Време на одговор: Прекинувачите на HVDC мора да действуваат пред да достигне стројниот ток на DC до стабилна состојба, поради ограничувањата на електрониката во прекинувачите и конвертерите сами.

Клучни гранки и нивни функции

1. Главна гранка:

   • Проведува токот во нормална работа.

2. Секундарна гранка:

   • Проведува стројниот ток за краток период.

3. Гранка за апсорбирање на енергија:

   • Ограничува напонот поперек прекинувачот и апсорбира дополнителна енергија од mрежата на DC.

Клучни временски дефиниции за хибриден прекинувач

1. Настанување на грешка (Tf):

   • Моментот кога електричните услови на мрежата се менуваат, што резултира со надворешен ток.

2. Време на детекција:

   • Времето од настанување на грешката до моментот кога системот за заштита ја детектира грешката.

3. Време на локација:

   • Времето потребно за системот за заштита да одлучи кои прекинувачи треба да се отворат од моментот кога се детектира грешка.

4. Време на операција:

   • Времето потребно за прекинувачот да премине од состојба „Затворено“ до состојба „Отворено“.

5. Време на прекинување (Tint):

   • Времето помеѓу настанувањето на грешката и моментот кога прекинувачот гради доволен напон за значително да противодействува на стројниот ток.

6. Време на комутација (Tcom):

   • Времето потребно за токот во главната гранка да се разложи до нула, или тако близу до нула што следниот корак во операцијата на прекинувачот може да се случи.

7. Време на чистење (Tclr):

   • Времето од настанувањето на грешката до моментот кога токот на DC линијата достигне нула, или до достигнувањето на коленскиот ток на варисторите (I_knee).

8. Време на операција како ограничител на ток (Tlim):

   • Времето кога прекинувачот започнува да функционира како ограничител на стројен ток.

Хибридни прекинувачи на HVDC дизајнирани од ABB

Преглед на дизајн

Хибридниот прекинувач на HVDC, дизајниран од ABB, се состои од две паралелни гранки:

1. Нормален пат на ток:

   • Механичен прекинувач: Останува затворен во нормална работа.
   • Прекинувач за комутација на оптер: Низа на полупроводни прекинувачи на низки напон што се вклучуваат во нормална работа.

2. Главен елемент за прекинување на ток:

   • Главен прекинувач: Низа на полупроводни прекинувачи што се исклучуваат во нормална работа.

3. Гранка за апсорбирање на енергија:

   • Комбинирана со секундарната гранка за да добави функционалност на прекинувачот. Ова овозможува делови од секундарната гранка да се управуваат независно едни од други. Оваа карактеристика овозможува прекинувачот да функционира како ограничител на стројен ток во одредени ситуации.

Нормална работа

• Изоловач: Затворен
• Прекинувач за комутација на оптер: Вклучен
• Главен прекинувач: Исклучен

Работа при грешка

1. Детекција на грешка:

   • Прекинувачот за комутација на оптер се исклучува.
   • Главниот прекинувач се вклучува.
   • Прекинувачот за комутација на оптер обезбедува доволен напон за комутација на токот од главната гранка во секундарната гранка.
   • Прекинувачот за комутација на оптер може да се активира пред да се потврди грешката, што овозможува алгоритамот за детекција да работи паралелно со операцијата на прекинувачот.

2. Пренесување на ток:

   • Кога целосниот ток текува низ главниот прекинувач, брз механички изоловач се отвара.
   • Кога механичкиот прекинувач е потполно отворен, главниот прекинувач се исклучува, токот на главниот прекинувач се прекинува, и енергијата на линијата се дисипира во варисторите.
   • Релативно бавен серијски прекинувач за резидуален ток се користи за прекинување на течењето на ток низ главниот прекинувач и поврзаните уреди, што може да биде значајно во зависност од тоа како е дизајнирана гранката за апсорбирање на енергија. Овој прекинувач исто така обезбедува потполна изолација.

Илустративен пример

Сликата 3 покажува типична волна на стројен ток со означени временски и токови параметри. Динамиката е преувеличена за да се овозможи лесна дефиниција:

• Настанување на грешка (Tf): Почетниот момент на настанување на грешка.
• Време на детекција: Време од Tf до детекција на грешката.
• Време на локација: Време од детекцијата до одредување кои прекинувачи да се отворат.
• Време на операција: Време за прекинувачот да премине од затворено до отворено.
• Време на прекинување (Tint): Време од Tf до добивање на доволен напон за противодействување на стројниот ток.
• Време на комутација (Tcom): Време за декај на токот во главната гранка.
• Време на чистење (Tclr): Време од Tf до нулта вредност на токот или до Iknee.
• Време на операција како ограничител на ток (Tlim): Време кога прекинувачот почнува да ограничува стројен ток.

Сумирање

Хибридниот прекинувач на HVDC, дизајниран од ABB, комбинира механички и полупроводни прекинувачи за да обезбеди брза, надежна и ефикасна заштита од грешки во системите на HVDC. Дефинициите и временските рамки за хибриден HVDC прекинувач подголемуваат уникалните предизвици и барања на заштитата на DC, акцентуирајќи го потребата за брзо и точно функционирање за осигурување на безбедноста и стабилноста на системот.