Haupt Herausforderungen bei Schutz und Schaltvorgängen in der Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ)

DC-Fehlerstrom hat keinen natürlichen Nullübergang
Der DC-Fehlerstrom hat keinen natürlichen Nullübergang. Dies stellt ein Problem dar, da alle mechanischen DC-Sicherungen auf den natürlichen Nullübergang angewiesen sind, um den Strombogen zu unterbrechen.

Geringerer Widerstand in DC-Leitungen
Der Widerstand in DC-Leitungen ist erheblich geringer. Dies bedeutet, dass die Größe der Fehlerströme bei DC-Fehlern viel höher und die Spannungsebenen im gesamten Netzwerk niedriger sind.

Schwierigkeit bei der Lokalisierung von Fehlern
Aufgrund des geringen Widerstands ist es schwieriger, Fehlstellen in einem DC-Netzwerk zu lokalisieren.

Halbleiter-basierte Komponenten in DC-Netzwerken
Halbleiter-basierte Komponenten in DC-Netzwerken, wie Spannungsquelle-Wandler (VSCs), DC/DC-Wandler und DC-Sicherungen, haben sehr kleine thermische Konstanten und sehr geringe zulässige Überstromkapazitäten.

Hoher Kosten von Halbleiterkomponenten
Angesichts der hohen Kosten von Halbleiterkomponenten besteht eine hohe Anforderung, DC-Fehler innerhalb eines sehr kurzen Zeitraums zu beseitigen, was das schnelle Arbeiten der Schutzsysteme entscheidend macht.

Spannungsabfall und -Wandlerblockade
Fällt die DC-Spannung auf etwa 80-90 % ihres Nennwertes, wird der Spannungsquelle-Wandler blockiert.

Kapazitive Impedanz in DC-Systemen
Viele DC-Systeme beinhalten Kabel mit signifikanter paralleler kapazitiver Impedanz. Darüber hinaus führen Kondensatoren auf der DC-Seite von Wandlern und DC-Filtern zu weiterer Kapazität.

Zusammenfassung
Das Fehlen eines natürlichen Nullübergangs bei DC-Fehlerströmen stellt für mechanische DC-Sicherungen, die auf diese Eigenschaft angewiesen sind, um Bögen zu unterbrechen, erhebliche Herausforderungen dar. Der geringere Widerstand in DC-Leitungen führt zu höheren Fehlerstromstärken und niedrigeren Netzespannungen, was die Lokalisierung von Fehlern erschwert. Halbleiter-basierte Komponenten in DC-Netzwerken, wie VSCs, DC/DC-Wandler und DC-Sicherungen, haben begrenzte thermische Kapazitäten und niedrige Überstrombegrenzungen, was eine schnelle Fehlerbehebung zur Vermeidung von Schäden notwendig macht. Angesichts der hohen Kosten dieser Komponenten ist es unerlässlich, dass Schutzsysteme schnell und effizient arbeiten. Sinkt die DC-Spannung auf 80-90 % ihres Nennwertes, können Spannungsquelle-Wandler blockiert werden. Darüber hinaus erhöht die Anwesenheit von kapazitiver Impedanz in DC-Systemen, einschließlich Kabeln, Wandlerkondensatoren und DC-Filtern, die Komplexität des Systemverhaltens und der Fehlerschutzmaßnahmen.