Основні виклики для систем зermenшого струму (HVDC) з захистом та комутацією

Сполучення постійного струму не має природної нульової точки
Постійний струм не має природної нульової точки. Це створює проблему, оскільки всі механічні вимикачі постійного струму спираються на цю природну нульову точку для переривання дуги струму.

Зменшена імпедансна характеристика ліній постійного струму
Імпеданс ліній постійного струму значно нижчий. Це означає, що величина струмів короткого замикання при аваріях у мережі постійного струму набагато вища, а рівень напруги по всій мережі нижчий.

Складність визначення місць аварій
Завдяки низькому імпедансу, більш складно визначити місця аварій у мережі постійного струму.

Полупровідникові компоненти у мережах постійного струму
Полупровідникові компоненти у мережах постійного струму, такі як конвертори джерела напруги (VSCs), конвертори DC/DC та вимикачі постійного струму, мають дуже малі теплові сталі та дуже низьку допустиму надмірну пропускну здатність струму.

Висока вартість полупровідникових компонентів
З урахуванням високої вартості полупровідникових компонентів, є високе вимоги до швидкого усунення аварій у мережі постійного струму, що робить важливим швидке функціонування систем захисту.

Спад напруги та блокування конверторів
Якщо напруга постійного струму опиниться на рівні приблизно 80-90% від номінального значення, то конвертор джерела напруги буде заблокований.

Капацитивна імпедансна характеристика у системах постійного струму
Багато систем постійного струму включають кабелі з значною паралельною капацитивною імпедансною характеристикою. Додатково, конденсатори на стороні постійного струму конверторів та фільтри постійного струму вводять додаткову капацитивну імпедансну характеристику.

Висновок
Відсутність природної нульової точки у струмах аварійних ситуацій постійного струму створює значні труднощі для механічних вимикачів постійного струму, які спираються на цю особливість для переривання дуг. Зниження імпедансу у лініях постійного струму призводить до збільшення величини струмів аварійних ситуацій та зниження рівня напруги у мережі, що робить визначення місць аварій більш складним. Полупровідникові компоненти у мережах постійного струму, такі як VSCs, конвертори DC/DC та вимикачі постійного струму, мають обмежену термічну здатність та низькі рейтинги надмірного струму, що необхідно враховувати для швидкого усунення аварій, щоб уникнути пошкоджень. Враховуючи високу вартість цих компонентів, важливо, щоб системи захисту працювали швидко та ефективно. Якщо напруга постійного струму опиниться на рівні 80-90% від номінального значення, конвертори джерела напруги можуть бути заблоковані. Крім того, наявність капацитивної імпедансної характеристики у системах постійного струму, включаючи кабелі, конденсатори конверторів та фільтри постійного струму, додає складності поведінці системи та управлінню аваріями.