چالشهای اصلی سیستمهای حمل و نقل الکتریسیته با جریان مستقیم (HVDC) در حفاظت و تغییر مسیر
جریان خطا DC دارای عبور طبیعی صفر نمیباشد
جریان خطا DC عبور طبیعی صفر ندارد. این مسئله به دلیل آنکه تمام قطعکنندههای مکانیکی جریان DC به عبور طبیعی صفر برای قطع کمان جریان وابسته هستند، مشکل ایجاد میکند.
کاهش مقاومت در خطوط DC
مقاومت در خطوط DC به طور قابل توجهی کمتر است. این بدان معناست که شدت جریانهای خطا در حالتهای DC بسیار بیشتر است و سطح ولتاژ در کل شبکه پایینتر است.
مشکل در محلیابی خطاها
به دلیل مقاومت کم، محلیابی خطاها در یک شبکه DC بسیار دشوارتر است.
اجزای مبتنی بر نیمهرسانا در شبکههای DC
اجزای مبتنی بر نیمهرسانا در شبکههای DC - مانند تبدیلدهندههای منبع ولتاژ (VSCs)، تبدیلدهندههای DC/DC و قطعکنندههای جریان DC - ثابتهای حرارتی بسیار کوچک و ظرفیت جریان فراتر از حد مجاز بسیار پایین دارند.
هزینه بالای اجزای نیمهرسانا
با توجه به هزینه بالای اجزای نیمهرسانا، نیاز به رفع خطاها در شبکه DC در زمان بسیار کوتاه وجود دارد، که عملکرد سریع سیستمهای حفاظتی بسیار حیاتی است.
افت ولتاژ و بلاکشدن تبدیلدهنده
اگر ولتاژ DC به حدود ۸۰-۹۰٪ از مقدار اسمی آن برسد، تبدیلدهنده منبع ولتاژ بلاک خواهد شد.
مقاومت خازنی در سیستمهای DC
بسیاری از سیستمهای DC شامل کابلهایی با مقاومت خازنی موازی قابل توجه هستند. علاوه بر این، خازنهای موجود در سمت DC تبدیلدهندهها و فیلترهای DC مقاومت خازنی اضافی میآورند.
خلاصه
عدم وجود عبور طبیعی صفر در جریانهای خطا DC چالشهای قابل توجهی برای قطعکنندههای مکانیکی جریان DC که به این ویژگی برای قطع کمان جریان وابسته هستند، ایجاد میکند. کاهش مقاومت در خطوط DC منجر به شدت بیشتر جریانهای خطا و سطح ولتاژ پایینتر در شبکه میشود، که محلیابی خطا را دشوارتر میکند. اجزای مبتنی بر نیمهرسانا در شبکههای DC، مانند VSCs، تبدیلدهندههای DC/DC و قطعکنندههای جریان DC، ظرفیت حرارتی محدود و ظرفیت جریان فراتر از حد مجاز پایین دارند، که نیاز به رفع سریع خطا برای جلوگیری از آسیب را میطلبد. با توجه به هزینه بالای این اجزا، عملکرد سریع و کارآمد سیستمهای حفاظتی ضروری است. اگر ولتاژ DC به ۸۰-۹۰٪ از مقدار اسمی آن برسد، تبدیلدهندههای منبع ولتاژ ممکن است بلاک شوند. علاوه بر این، وجود مقاومت خازنی در سیستمهای DC، از جمله کابلها، خازنهای تبدیلدهنده و فیلترهای DC، پیچیدگی بیشتری به رفتار سیستم و مدیریت خطا اضافه میکند.
