אתגרים מרכזיים ב-HVDC עם הגנה ותנאי przełączenia

זרם התקלה ב-DC לא מכיל מעבר אפס טבעי
זרם התקלה ב-DC אינו מכיל מעבר אפס טבעי. מצב זה מציג בעיה כיוון שכל מפסקים מכניים של DC מתבססים על המעבר האפס הטבעי כדי לשבור את קשת הזרם.

הקטנת התנגדות בקווים של DC
התנגדות בקווים של DC היא נמוכה באופן משמעותי. משמעות הדבר היא שהגודל של זרמי התקלה במהלך התקלות ב-DC הרבה יותר גבוה, ורמת המתח בכל הרשת נמוכה יותר.

קושי בהצגת התקלות
בגלל ההתנגדות הנמוכה, קשה יותר למצוא התקלות ברשת DC.

רכיבים מבוססי מוליכים למחצה ברשתות DC
רכיבים מבוססי מוליכים למחצה ברשתות DC - כגון מחליפים מקור מתח (VSCs), מחליפים DC/DC ומפסקים DC - הם בעלי קבועים תרמיים קטנים מאוד והספק יתר נמוך מאוד.

עלות גבוהה של רכיבים מבוססי מוליכים למחצה
בהתחשב בעלות הגבוהה של רכיבים מבוססי מוליכים למחצה, ישנה דרישה גבוהה להיפטר מהתקלות ב-DC תוך זמן קצר מאוד, מה שגורם לתפעול מהיר של מערכות הגנה להיות קריטי.

ירידה במתח ובלוקת המחליפים
אם המתח ב-DC יורד לכדי 80-90% מהערך הנומינלי, המחליף מקור המתח ייבлок.

התנגדות קיבולית במערכות DC
רבות מערכות ה-DC她们没有零点自然过零，这对依赖自然过零来中断电弧的所有机械直流断路器构成了问题。直流线路中的阻抗显著降低，这意味着在直流故障期间的故障电流幅度要大得多，整个电网的电压水平也较低。由于低阻抗，在直流电网中定位故障更具挑战性。直流电网中的基于半导体的组件（如电压源转换器（VSC）、直流/直流转换器和直流断路器）具有非常小的热常数和非常低的额定过流容量。鉴于半导体组件的成本高昂，因此需要在非常短的时间内清除直流故障，从而使保护系统的快速运行变得至关重要。如果直流电压降至其标称值的约80-90%，电压源转换器将被阻断。许多直流系统涉及具有显著并联电容阻抗的电缆。此外，转换器直流侧和直流滤波器上的电容器引入了进一步的电容。 缺乏自然过零点使得机械直流断路器面临重大挑战，这些断路器依赖于这一特性来中断电弧。直流线路中的阻抗降低导致故障电流幅度更高且电网电压水平更低，使得故障定位更加困难。直流电网中的基于半导体的组件（如VSC、直流/直流转换器和直流断路器）具有有限的热容量和低过流等级，因此需要快速清除故障以避免损坏。鉴于这些组件的高成本，保护系统必须迅速高效地运行。如果直流电压降至其标称值的80-90%，电压源转换器可能会被阻断。此外，直流系统中存在的电容阻抗，包括电缆、转换器电容器和直流滤波器，增加了系统行为和故障管理的复杂性。 包含平行电容阻抗的电缆。此外，转换器的直流侧电容器和直流滤波器引入了更多的电容。

סיכום
חוסר מעבר אפס טבעי בזרמי התקלה ב-DC מציב אתגרים משמעותיים למפסקים מכניים של DC, אשר מתבססים על מאפיין זה כדי לשבור קשתות. הקטנת ההתנגדות בקווי DC מובילה לגודל גבוה יותר של זרמי התקלה ורמה נמוכה יותר של מתח ברשת, מה שמ rendre la localisation des pannes plus difficile. Les composants à base de semi-conducteurs dans les réseaux DC, tels que les convertisseurs de source de tension (VSC), les convertisseurs DC/DC et les disjoncteurs DC, ont une capacité thermique limitée et des cotes de surintensité faibles, ce qui nécessite une élimination rapide des pannes pour éviter des dommages. Étant donné le coût élevé de ces composants, il est essentiel que les systèmes de protection fonctionnent rapidement et efficacement. Si le voltage DC tombe à 80-90% de sa valeur nominale, les convertisseurs de source de tension peuvent être bloqués. De plus, la présence d'une impédance capacitive dans les systèmes DC, y compris les câbles, les condensateurs de convertisseurs et les filtres DC, ajoute de la complexité au comportement du système et à la gestion des pannes.