Основни предизвикателства при HVDC с защита и комутиране

DC Fault Current Has No Natural Zero Crossing
Токът на DC-та не разполага с естествено нулево пресичане. Това представлява проблем, тъй като всички механични DC предпазни устройства зависят от естественото нулево пресичане, за да прекъснат дъговия ток.

Reduced Impedance in DC Lines
Импедансът в DC линиите е значително по-нисък. Това означава, че големината на тока при дефектна ситуация в DC системата е много по-висока, а напрежението в цялата мрежа е по-ниско.

Difficulty in Locating Faults
В резултат на ниската импеданс, е трудно да се локализират дефекти в DC мрежата.

Semiconductor-Based Components in DC Grids
Полупроводниковите компоненти в DC мрежите – такива като преобразуватели на източник на напрежение (VSCs), DC/DC преобразуватели и DC предпазни устройства – имат много малки термални константи и много ниска допустима стойност за прекомерен ток.

High Cost of Semiconductor Components
Учитывайки високата цена на полупроводниковите компоненти, е необходимо дефектите в DC системата да бъдат устранявани в много кратък срок, което прави бързото функциониране на защитните системи от решаващо значение.

Voltage Drop and Converter Blocking
Ако DC напрежението спадне до около 80-90% от номиналната му стойност, преобразувателят на източник на напрежение ще бъде блокиран.

Capacitive Impedance in DC Systems
Много DC системи включват кабели с значителна паралелна капацитивна импеданс. Освен това, кондензаторите на DC страната на преобразувателите и DC филтрите добавят допълнителна капацитивност.

Summary
Липсата на естествено нулево пресичане в DC дефектния ток представлява значителни предизвикателства за механичните DC предпазни устройства, които зависят от тази характеристика, за да прекъснат дъговия ток. Ниската импеданс в DC линиите води до по-висока големина на дефектния ток и по-ниско напрежение в мрежата, което затруднява локализацията на дефектите. Полупроводниковите компоненти в DC мрежите, такива като VSCs, DC/DC преобразуватели и DC предпазни устройства, имат ограничена термална емисия и ниска допустима стойност за прекомерен ток, което изисква бързо устраняване на дефектите, за да се избегне повреда. Учитывайки високата цена на тези компоненти, е от ключово значение защитните системи да работят бързо и ефективно. Ако DC напрежението спадне до 80-90% от номиналната му стойност, преобразувателите на източник на напрежение могат да бъдат блокирани. Освен това, наличието на капацитивна импеданс в DC системите, включително кабели, кондензатори на преобразувателите и DC филтри, усложнява поведението на системата и управлението на дефектите.