Definisi Penutup Hidrid HVDC

Definisi untuk Pemutus Litar Hibrid HVDC

Definisi Standard untuk Pemutus Litar AC

• Had: Definisi standard untuk pemutus litar AC tidak boleh diterjemahkan secara langsung ke perlindungan HVDC kerana masa dan dinamik yang terlibat adalah berbeza.
• Masa: Pemutus litar AC mempunyai masa yang relatif lama untuk bertindak berbanding dengan pemutus litar DC. Biasanya, arus kerosakan yang diputuskan oleh pemutus litar AC akan hampir mencapai keadaan mantap pada masa perlindungan bertindak, tetapi ini tidak sentiasa berlaku.

Pemutus Litar HVDC

• Masa Tindak Balas: Pemutus litar HVDC mesti bertindak sebelum arus kerosakan DC mencapai nilai keadaan mantap, disebabkan oleh had elektronik dalam pemutus litar dan penukar sendiri.

Cawangan Utama dan Fungsi Mereka

1. Cawangan Utama:

   • Mengalirkan arus semasa operasi normal.

2. Cawangan Sekunder:

   • Mengalirkan arus kerosakan untuk tempoh masa yang singkat.

3. Cawangan Penyerapan Tenaga:

   • Membatasi voltan di seberang pemutus litar dan menyerap sebarang tenaga tambahan dari grid DC.

Definisi Masa Utama untuk Pemutus Litar Hibrid

1. Pemulaan Kerosakan (Tf):

   • Masa ketika keadaan elektrik jaringan berubah, menghasilkan keadaan arus melebihi had.

2. Masa Pengesanan:

   • Masa yang diambil dari pemulaan kerosakan hingga sistem perlindungan mengesan kerosakan tersebut.

3. Masa Lokasi:

   • Masa yang diambil bagi sistem perlindungan untuk memutuskan pemutus litar mana yang perlu dibuka dari masa kerosakan dikesan.

4. Masa Operasi:

   • Masa yang diambil bagi pemutus litar untuk beralih dari keadaan "Tertutup" kepada "Terbuka".

5. Masa Pemutusan (Tint):

   • Masa antara pemulaan kerosakan dan pemutus litar membina voltan yang cukup untuk menentang arus kerosakan secara signifikan.

6. Masa Komutasi (Tcom):

   • Masa yang diambil untuk arus dalam cawangan utama merosot kepada sifar, atau sangat dekat dengan sifar sehingga tahap seterusnya dalam operasi pemutus litar boleh berlaku.

7. Masa Pembersihan (Tclr):

   • Masa yang diambil dari pemulaan kerosakan hingga arus litar DC mencapai sifar, atau arus lutut varistor (I_knee) dicapai.

8. Masa Operasi Pembatas Arus (Tlim):

   • Masa di mana pemutus litar mula beroperasi sebagai pembatas arus kerosakan.

Pemutus Litar Hibrid Proaktif (PHCB) HVDC yang Direka oleh ABB

Gambaran Reka Bentuk

Pemutus Litar Hibrid Proaktif (PHCB) HVDC, direka oleh ABB, terdiri daripada dua cawangan selari:

1. Laluan Arus Normal:

   • Perubahan Mekanikal: Tetap tertutup semasa operasi normal.
   • Perubahan Komutasi Beban (LCS): Satu tumpukan siri semikonduktor yang dihidupkan semasa operasi normal.

2. Elemen Pemutus Arus Utama:

   • Pemutus Utama: Satu tumpukan semikonduktor yang dimatikan semasa operasi normal.

3. Cawangan Penyerapan Tenaga:

   • Dikombinasikan dengan cawangan sekunder untuk menambah fungsi kepada pemutus litar. Ini membolehkan bahagian-bahagian cawangan sekunder ditukar secara bebas satu sama lain. Ciri ini membolehkan pemutus litar bertindak sebagai pembatas arus kerosakan dalam situasi tertentu.

Operasi Normal

• Penyejat: Tertutup
• LCS: Dihidupkan
• Pemutus Utama: Dimatikan

Operasi Kondisi Kerosakan

1. Pengesanan Kerosakan:

   • LCS dimatikan.
   • Pemutus utama dihidupkan.
   • LCS menyediakan voltan yang cukup untuk komutasi arus dari cawangan utama ke cawangan sekunder.
   • LCS mungkin diaktifkan sebelum kerosakan disahkan, membolehkan algoritma pengesanan diproses secara selari dengan operasi pemutus litar.

2. Pemindahan Arus:

   • Setelah semua arus mengalir melalui pemutus utama, penyejat mekanikal laju dibuka.
   • Apabila perubahan mekanikal sepenuhnya terbuka, pemutus litar utama dimatikan, arus pemutus utama diputuskan, dan tenaga litar diserap dalam varistor.
   • Pemutus litar siri sisa arus yang agak perlahan digunakan untuk memutuskan arus kebocoran melalui pemutus utama dan peranti berkaitan, yang mungkin signifikan bergantung pada cara cawangan penyerapan tenaga direka. Perubahan ini juga memberikan isolasi penuh.

Contoh Ilustratif

Gambar 3 menunjukkan gelombang arus kerosakan biasa dengan penandaan masa dan rating arus. Dinamik telah dilebih-lebihkan untuk membolehkan definisi ditarik dengan mudah:

• Pemulaan Kerosakan (Tf): Momen awal kerosakan berlaku.
• Masa Pengesanan: Masa dari Tf hingga pengesanan kerosakan.
• Masa Lokasi: Masa dari pengesanan hingga penentuan pemutus litar mana yang perlu dibuka.
• Masa Operasi: Masa bagi pemutus litar untuk beralih dari tertutup ke terbuka.
• Masa Pemutusan (Tint): Masa dari Tf hingga voltan yang cukup dibina untuk menentang arus kerosakan.
• Masa Komutasi (Tcom): Masa untuk arus dalam cawangan utama merosot.
• Masa Pembersihan (Tclr): Masa dari Tf hingga arus sifar atau Iknee.
• Masa Operasi Pembatas Arus (Tlim): Masa di mana pemutus litar mula membatasi arus kerosakan.

Kesimpulan

Pemutus Litar Hibrid Proaktif (PHCB) HVDC, direka oleh ABB, menggabungkan perubahan mekanikal dan semikonduktor untuk menyediakan perlindungan kerosakan yang cepat, dapat dipercayai, dan efisien untuk sistem HVDC. Definisi dan masa untuk pemutus litar hibrid HVDC menyoroti cabaran dan keperluan unik perlindungan DC, menekankan keperluan untuk operasi yang cepat dan tepat untuk memastikan keselamatan dan kestabilan sistem.