Pagsasalarawan ng Hybrid HVDC Breaker

Mga Definisyun para sa Hybrid HVDC Circuit Breakers

Pangkaraniwang Mga Definisyun para sa AC Circuit Breakers

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

HVDC Circuit Breakers

• Oras 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 elektronika sa loob ng circuit breakers at ng mga converter mismo.

Mga Pangunahing Sangay at Kanilang Mga Pamamaraan

1. Pangunahing Sangay:

   • Nagdidirekta ng kuryente sa normal na operasyon.

2. Pangalawang Sangay:

   • Nagdidirekta ng fault current sa maikling panahon.

3. Sangay ng Pag-absorb ng Enerhiya:

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

Mga Pangunahing Definisyon 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. Oras ng Pag-detect:

   • Ang oras mula sa pagsisimula ng fault hanggang sa sandaling ang sistema ng proteksyon ay nadetect ang fault.

3. Oras ng Lokasyon:

   • Ang oras na ginugugol ng sistema ng proteksyon upang magpasya kung aling mga circuit breakers ang buksan mula sa sandaling nadetect ang fault.

4. Oras ng Paggana:

   • Ang oras na ginugugol ng circuit breaker upang lumipat mula sa "Closed" state patungo sa "Open" state.

5. Oras ng Pag-putol (Tint):

   • Ang oras mula sa pagsisimula ng fault hanggang sa circuit breaker ay naka-build ng sapat na voltage upang malaking labanan ang fault current.

6. Commutation Time (Tcom):

   • Ang oras na ginugugol upang ang kuryente sa pangunahing sangay ay bumaba sa zero, o malapit sa zero na ang susunod na yugto sa operasyon ng circuit breaker ay maaaring magsimula.

7. Clearing Time (Tclr):

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

8. Current Limit Operation Time (Tlim):

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

ABB Designed Proactive Hybrid Circuit Breaker (PHCB) HVDC

Pangkalahatang Disenyo

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

1. Normal na Landas ng Kuryente:

   • Mekanikal na 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 Pag-putol ng Kuryente:

   • Pangunahing 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 pagganap sa circuit breaker. Ito ay nagbibigay ng kakayahang switchin ang mga bahagi ng secondary branch nang independiyente. Ang tampok na ito ay nagbibigay ng kakayahang gumana ang circuit breaker bilang fault current limiter sa ilang sitwasyon.

Normal na Operasyon

• Disconnector: Closed
• LCS: Turned on
• Pangunahing Breaker: Turned off

Operasyon sa Kondisyon ng Fault

1. Pag-detect ng Fault:

   • Ang LCS ay naka-off.
   • Ang pangunahing breaker ay naka-on.
   • Ang LCS ay nagbibigay ng sapat na voltage upang icommute ang kuryente mula sa primary branch patungo sa secondary branch.
   • Ang LCS ay maaaring ma-trigger bago matukoy ang fault, na nagbibigay ng kakayahang prosesin ng detection algorithm sa parallel sa operasyon ng circuit breaker.

2. Paglipat ng Kuryente:

   • Kapag ang lahat ng kuryente ay nasa pangunahing breaker, ang high-speed mechanical disconnector ay binuksan.
   • Kapag ang mekanikal na switch ay ganap na bukas, ang pangunahing circuit breaker ay naka-off, ang kuryente ng pangunahing breaker ay naputol, at ang enerhiya ng linya ay napawisan sa varistors.
   • Ang relatibong mabagal na series residual current disconnecting circuit breaker ay ginagamit upang putulin ang leakage current sa pamamagitan ng pangunahing breaker at kasangkot na mga aparato, na maaaring makabuluhan depende sa disenyo ng sangay ng pag-absorb ng enerhiya. Ang switch na ito ay nagbibigay rin ng ganap na isolation.

Halimbawa

Ang Figure 3 ay nagpapakita ng tipikal na waveform ng fault current na may labeled na oras at current ratings. Ang mga dinamika ay in-overexaggerate upang madaling maisagawa ang mga definisyon:

• Pagsisimula ng Fault (Tf): Ang unang sandali ng pagsimula ng fault.
• Oras ng Pag-detect: Oras mula sa Tf hanggang sa pag-detect ng fault.
• Oras ng Lokasyon: Oras mula sa pag-detect hanggang sa pagpasya kung aling mga breakers ang buksan.
• Oras ng Paggana: Oras para sa breaker na lumipat mula closed patungo sa open.
• Oras ng Pag-putol (Tint): Oras mula sa Tf hanggang sa sapat na voltage build-up upang labanan ang fault current.
• Commutation Time (Tcom): Oras para sa kuryente sa primary branch na bumaba.
• Clearing Time (Tclr): Oras mula sa Tf hanggang sa zero current o Iknee.
• Current Limit Operation Time (Tlim): Oras kung saan ang breaker ay nagsisimula na limitahan ang fault current.

Buod

Ang Proactive Hybrid Circuit Breaker (PHCB) HVDC, na idisenyo ng ABB, ay naglalaman ng mekanikal at semiconductor switches upang magbigay ng mabilis, mapagkakatiwalaan, at epektibong proteksyon sa fault para sa HVDC systems. Ang mga definisyon at panahon para sa hybrid HVDC circuit breakers ay nagbibigay-diin sa mga unique na hamon at pangangailangan ng DC proteksyon, na nagpapahiwatig ng pangangailangan para sa mabilis at precise na operasyon upang tiyakin ang kaligtasan at estabilidad ng sistema.