Desafíos principales de la corriente continua de alta tensión con protección y conmutación
La corriente de falla CC no tiene un cruce cero natural
La corriente de falla CC no tiene un cruce cero natural. Esto presenta un problema porque todos los interruptores de circuito mecánicos de CC dependen del cruce cero natural para interrumpir el arco eléctrico.
Impedancia reducida en las líneas de CC
La impedancia en las líneas de CC es significativamente menor. Esto significa que la magnitud de las corrientes de falla durante las fallas de CC es mucho mayor, y los niveles de voltaje en toda la red son más bajos.
Dificultad para localizar fallas
Debido a la baja impedancia, es más desafiante localizar fallas en una red de CC.
Componentes basados en semiconductores en redes de CC
Los componentes basados en semiconductores en redes de CC, como convertidores de fuente de tensión (VSCs), convertidores DC/DC e interruptores de circuito de CC, tienen constantes térmicas muy pequeñas y capacidades de sobrecorriente nominal muy bajas.
Alto costo de los componentes de semiconductores
Dado el alto costo de los componentes de semiconductores, hay un alto requerimiento de eliminar las fallas de CC en un tiempo muy corto, lo que hace crucial la operación rápida de los sistemas de protección.
Caída de tensión y bloqueo del convertidor
Si la tensión de CC cae alrededor del 80-90% de su valor nominal, el convertidor de fuente de tensión será bloqueado.
Impedancia capacitiva en sistemas de CC
Muchos sistemas de CC involucran cables con una impedancia capacitiva paralela significativa. Además, los condensadores en el lado de CC de los convertidores y los filtros de CC introducen más capacitancia.
Resumen
La falta de un cruce cero natural en las corrientes de falla de CC plantea desafíos significativos para los interruptores de circuito mecánicos de CC, que dependen de esta característica para interrumpir los arcos. La impedancia reducida en las líneas de CC conduce a magnitudes de corriente de falla más altas y niveles de tensión de la red más bajos, lo que dificulta la localización de fallas. Los componentes basados en semiconductores en redes de CC, como VSCs, convertidores DC/DC e interruptores de circuito de CC, tienen una capacidad térmica limitada y calificaciones de sobrecorriente bajas, lo que requiere una eliminación rápida de fallas para evitar daños. Dado el alto costo de estos componentes, es esencial que los sistemas de protección funcionen rápidamente y de manera eficiente. Si la tensión de CC cae al 80-90% de su valor nominal, los convertidores de fuente de tensión pueden ser bloqueados. Además, la presencia de impedancia capacitiva en los sistemas de CC, incluyendo cables, condensadores de convertidores y filtros de CC, añade complejidad al comportamiento del sistema y a la gestión de fallas.
