ความท้าทายหลักของระบบ HVDC ในด้านการป้องกันและการเปลี่ยนแปลง

กระแสไฟฟ้าผิดปกติในระบบ DC ไม่มีจุดข้ามศูนย์ตามธรรมชาติ
กระแสรั่วในระบบ DC ไม่มีจุดข้ามศูนย์ตามธรรมชาติ ซึ่งเป็นปัญหาเนื่องจากเบรกเกอร์วงจรไฟฟ้าแบบกลไกที่ใช้ในระบบ DC อาศัยจุดข้ามศูนย์เพื่อตัดกระแสไฟฟ้าอาร์ก

ความต้านทานลดลงในสายส่งไฟฟ้า DC
ความต้านทานในสายส่งไฟฟ้า DC น้อยกว่ามาก ทำให้ขนาดของกระแสรั่วในระบบ DC มีค่าสูงและระดับแรงดันไฟฟ้าตลอดทั้งระบบมีค่าน้อยลง

ความยากในการระบุตำแหน่งของความเสียหาย
เนื่องจากความต้านทานต่ำ ทำให้การระบุตำแหน่งของความเสียหายในระบบ DC ยากขึ้น

ชิ้นส่วนที่ใช้วัสดุกึ่งตัวนำในระบบ DC
ชิ้นส่วนที่ใช้วัสดุกึ่งตัวนำในระบบ DC เช่น คอนเวอร์เตอร์แหล่งกำเนิดแรงดัน (VSCs) คอนเวอร์เตอร์ DC/DC และเบรกเกอร์วงจรไฟฟ้า DC มีค่าคงที่ความร้อนเล็กและมีความสามารถในการทนกระแสไฟฟ้าเกินที่ต่ำ

ราคาสูงของชิ้นส่วนกึ่งตัวนำ
เนื่องจากราคาสูงของชิ้นส่วนกึ่งตัวนำ จึงมีความต้องการให้สามารถแก้ไขปัญหากระแสไฟฟ้ารั่วในระบบ DC ได้ภายในเวลาที่สั้นมาก ทำให้การทำงานอย่างรวดเร็วของระบบป้องกันมีความสำคัญ

แรงดันไฟฟ้าลดลงและการบล็อกคอนเวอร์เตอร์
หากแรงดันไฟฟ้า DC ลดลงเหลือประมาณ 80-90% ของค่ามาตรฐาน คอนเวอร์เตอร์แหล่งกำเนิดแรงดันจะถูกบล็อก

ความต้านทานแบบประจุไฟฟ้าในระบบ DC
ระบบ DC หลายระบบมีสายเคเบิลที่มีความต้านทานแบบประจุไฟฟ้าขนานอยู่อย่างมาก นอกจากนี้ ตัวเก็บประจุบนด้าน DC ของคอนเวอร์เตอร์และตัวกรอง DC ยังเพิ่มความต้านทานแบบประจุไฟฟ้าเข้าไปอีก

สรุป
การขาดแคลนจุดข้ามศูนย์ตามธรรมชาติในกระแสรั่ว DC สร้างความท้าทายให้กับเบรกเกอร์วงจรไฟฟ้าแบบกลไกในระบบ DC ซึ่งพึ่งพาคุณสมบัตินี้ในการตัดกระแสอาร์ก ความต้านทานที่ลดลงในสายส่งไฟฟ้า DC ทำให้มีขนาดของกระแสรั่วสูงขึ้นและระดับแรงดันไฟฟ้าในระบบต่ำลง ทำให้การระบุตำแหน่งของความเสียหายยากขึ้น ชิ้นส่วนที่ใช้วัสดุกึ่งตัวนำในระบบ DC เช่น VSCs คอนเวอร์เตอร์ DC/DC และเบรกเกอร์วงจรไฟฟ้า DC มีความสามารถในการทนความร้อนและกระแสไฟฟ้าเกินที่จำกัด ทำให้จำเป็นต้องทำการแก้ไขปัญหากระแสไฟฟ้ารั่วอย่างรวดเร็วเพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหาย เนื่องจากราคาสูงของชิ้นส่วนเหล่านี้ จึงจำเป็นต้องให้ระบบป้องกันทำงานอย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ หากแรงดันไฟฟ้า DC ลดลงเหลือ 80-90% ของค่ามาตรฐาน คอนเวอร์เตอร์แหล่งกำเนิดแรงดันอาจถูกบล็อก นอกจากนี้ การมีความต้านทานแบบประจุไฟฟ้าในระบบ DC รวมถึงสายเคเบิล ตัวเก็บประจุคอนเวอร์เตอร์ และตัวกรอง DC ยังเพิ่มความซับซ้อนในการจัดการระบบและการจัดการความเสียหาย