Hovedutfordringer ved HVDC med hensyn til beskyttelse og sperring
DC feilstrøm har ingen naturlig nullgjennomgang
DC feilstrøm har ikke en naturlig nullgjennomgang. Dette representerer et problem fordi alle mekaniske DC sirkuitsikringer avhenger av den naturlige nullgjennomgangen for å avbryte strømbuen.
Redusert impedans i DC linjer
Impedansen i DC linjer er betydelig lavere. Dette betyr at størrelsen på feilstrømmene under DC-feil er mye høyere, og spenningsnivået over hele nettet er lavere.
Vanskeligheter med å lokalisere feil
På grunn av den lave impedansen er det mer utfordrende å lokalisere feil i et DC-nett.
Halvlederbaserede komponenter i DC-nett
Halvlederbaserede komponenter i DC-nett—som spenningkildekonvertere (VSCs), DC/DC-konvertere, og DC-sirkuitsikringer—har veldig små termiske konstanter og veldig lave nominal overstrømningskapasiteter.
Høy kostnad for halvlederkomponenter
Gitt den høye kostnaden for halvlederkomponenter, er det et høyt krav om å fjerne DC-feil innen en svært kort tid, noe som gjør rask operasjon av beskyttelsessystemer kritisk.
Spenningsfall og konverterblokkering
Hvis DC-spenningen faller til rundt 80-90% av dens nominelle verdi, vil spenningkildekonverteren bli blokkert.
Kapasitiv impedans i DC-systemer
Mange DC-systemer involverer kabler med betydelig parallel kapasitiv impedans. I tillegg introduserer kondensatorer på DC-siden av konvertere og DC-filtre ytterligere kapasitans.
Sammendrag
Mangel på naturlig nullgjennomgang i DC feilstrøm stiller betydelige utfordringer for mekaniske DC sirkuitsikringer, som avhenger av denne egenskapen for å avbryte buer. Den reduserte impedansen i DC linjer fører til høyere feilstrømmestørrelser og lavere nettspenningsnivåer, noe som gjør det vanskeligere å lokalisere feil. Halvlederbaserede komponenter i DC-nett, som VSCs, DC/DC-konvertere, og DC-sirkuitsikringer, har begrenset termisk kapasitet og lave overstrømningsgrader, noe som krever rask feilfjerning for å unngå skade. Gitt den høye kostnaden for disse komponentene, er det essensielt at beskyttelsessystemer fungerer raskt og effektivt. Hvis DC-spenningen faller til 80-90% av dens nominelle verdi, kan spenningkildekonvertere bli blokkert. I tillegg øker tilstedeværelsen av kapasitiv impedans i DC-systemer, inkludert kabler, konverterkondensatorer, og DC-filtre, kompleksiteten i systemets oppførsel og feilhåndtering.
