Hovedudfordringer for HVDC med hensyn til beskyttelse og skiftning
DC fejlstrøm har ingen naturlig nulpunktskrydsning
DC fejlstrøm har ikke en naturlig nulpunktskrydsning. Dette skaber et problem, fordi alle mekaniske DC kredsløbsbrydere afhænger af den naturlige nulpunktskrydsning for at afbryde strømbuen.
Nedsat impedans i DC-ledninger
Impedansen i DC-ledninger er betydeligt lavere. Dette betyder, at størrelsen på fejlstrømmene under DC-fejl er meget højere, og spændingsniveauerne over hele nettet er lavere.
Sværheder med at lokalisere fejl
På grund af den lave impedans er det mere udfordrende at lokalisere fejl i et DC-net.
Halvleder-baserede komponenter i DC-net
Halvleder-baserede komponenter i DC-net – som Spændingskilde-konvertere (VSCs), DC/DC-konvertere og DC kredsløbsbrydere – har meget små termiske konstanter og meget lave overskridelsesstrøm-kapaciteter.
Høj pris på halvlederkomponenter
Givet den høje pris på halvlederkomponenter, er der et højt krav om at fjerne DC-fejl inden for en meget kort tid, hvilket gør hurtig operation af beskyttelsessystemer afgørende.
Spændingsfald og konverterblokering
Hvis DC-spændingen falder til omkring 80-90% af dens nominelle værdi, vil spændingskildekonverteren blive blokeret.
Kapacitiv impedans i DC-systemer
Mange DC-systemer involverer kabler med betydelig parallel kapacitiv impedans. Desuden introducerer kondensatorer på DC-siden af konvertere og DC-filtre yderligere kapacitans.
Oversigt
Manglen på en naturlig nulpunktskrydsning i DC-fejlstrømme indebærer betydelige udfordringer for mekaniske DC kredsløbsbrydere, som afhænger af denne egenskab for at afbryde buestrømme. Den nedsatte impedans i DC-ledninger fører til højere fejlstrømstørrelser og lavere nettospændingsniveauer, hvilket gør det sværere at lokalisere fejl. Halvleder-baserede komponenter i DC-net, som VSCs, DC/DC-konvertere og DC kredsløbsbrydere, har begrænset termisk kapacitet og lave overskridelsesstrøm-ratings, hvilket nødvendiggør hurtig fejlfjernelse for at undgå skade. Givet den høje pris på disse komponenter, er det afgørende, at beskyttelsessystemerne fungerer hurtigt og effektivt. Hvis DC-spændingen falder til 80-90% af dens nominelle værdi, kan spændingskildekonvertere blive blokeret. Yderligere øger tilstedeværelsen af kapacitiv impedans i DC-systemer, herunder kabler, konverterkondensatorer og DC-filtre, kompleksiteten af systemets opførsel og fejlhåndtering.
