Huvudutmaningar för HVD med skydd och växling

Strömförställning i likström har ingen naturlig nollpassage
Strömförställning i likström har ingen naturlig nollpassage. Detta utgör ett problem eftersom alla mekaniska likströmsbrytare beror på den naturliga nollpassagen för att avbryta strömbågen.

Förminskad impedans i likströmslinjer
Impedansen i likströmslinjer är betydligt lägre. Det innebär att magnituden av felströmmar under likströmsfel är mycket högre, och spänningsnivåerna över hela nätet är lägre.

Svårighet med att lokalisera fel
På grund av den låga impedansen är det mer utmanande att lokalisera fel i ett likströmsnät.

Halvledarbaserade komponenter i likströmsnät
Halvledarbaserade komponenter i likströmsnät – såsom spänningskällkonverterare (VSCs), DC/DC-konverterare och likströmsbrytare – har mycket små termiska konstanter och väldigt låga tillåtna överströmningskapaciteter.

Hög kostnad för halvledarkomponenter
Eftersom halvledarkomponenter är dyra finns det en hög krav på att rensa likströmsfel inom en mycket kort tid, vilket gör snabb operation av skyddssystem kritisk.

Spänningssänkning och konverterarblockering
Om likspänningen sjunker till cirka 80-90 % av sin nominella värde kommer spänningskällkonverteraren att blockeras.

Kapacitiv impedans i likströmsystem
Många likströmsystem involverar kablar med betydande parallell kapacitiv impedans. Dessutom introducerar kondensatorer på likströmsidan av konverterare och likströmsfilter ytterligare kapacitans.

Sammanfattning
Bristen på en naturlig nollpassage i likströmsfelströmmar ger upphov till betydande utmaningar för mekaniska likströmsbrytare, som beroende av denna egenskap för att avbryta strömbågar. Den minskade impedansen i likströmslinjer leder till högre magnituder av felströmmar och lägre spänningsnivåer i nätet, vilket gör det svårare att lokalisera fel. Halvledarbaserade komponenter i likströmsnät, såsom VSCs, DC/DC-konverterare och likströmsbrytare, har begränsad termisk kapacitet och låga överströmningsgränser, vilket kräver snabb rensning av fel för att undvika skador. Eftersom dessa komponenter är dyra är det nödvändigt att skyddssystem fungerar snabbt och effektivt. Om likspänningen sjunker till 80-90 % av sitt nominella värde kan spänningskällkonverterare blockeras. Dessutom bidrar närvaron av kapacitiv impedans i likströmsystem, inklusive kablar, konverterarkondensatorer och likströmsfilter, till att öka systemets komplexitet och utmaningar vid felhantering.