Skakelaars Groepeer in HVDC-nette

HVDC-ontkoppelrotse:
HVDC-ontkoppelrotse (DS) word gebruik om verskeie skakels in HVDC-oordragnetwerke te ontkoppel. Byvoorbeeld, die HVDC DS word toegepas op skakelpligte soos lyn- of kabel-ladingstroom skakeling, leë lyn- of kabel oorgangskakeling, asook die ontkoppeling van toerusting insluitend 'n omskakelaarbank (thyristor klep), 'n filterbank, en 'n grondlyn. Die HVDC DS word ook toegepas op DC-skakeltoerusting om die residuële of lekkage stroom deur 'n onderbreker na die verwydering van 'n foutstroom te beeindig.

Figuur 1: Voorbeeld van 'n enkel-pol diagram van HVDC-ontkoppelroos in 'n bipolaire HVDC-stelsel

Figuur 1 wys 'n voorbeeld van 'n enkel-pol diagram met verwante skakeltoerusting (behalwe die Metalliese terugspoeloverbreker) in die bipolaire HVDC-oordragstelsel in Japan. In die algemeen is die vereistes vir HVDC DS en ES in die HVDC-stelsel soortgelyk aan die HVAC DS en ES wat in die AC-stelsel gebruik word, maar sommige toerusting het addisionele vereistes afhangende van hul toepassing. Tabel 1 gee die hoof skakelpligte wat op hierdie HVDC DS (CIGRE JWG A3/B4.34 2017) geplaas word.

Tabel 1: Hoof skakelpligte van ontkoppelroos (DS) toegepas op die bipolaire HVDC-stelsel

HVDC-ontkoppelroos-groepe:
Groep A: Die DS moet die lynlaaiingsstroom onderbreek weens residuele lae van 'n ondersee-kabel met 'n relatief groot kapasiteit (ongeveer 20 μF). Die residuele spanning wat in die lyn na 'n omskakelaar stop geïnduseer word, word deur 'n snubber-sirkel in die omskakelaarbank by beide C/Ss (Anan C/S en Kihoku C/S) na die grond vrygestel. Die vrystellings tydkonstante is ongeveer 40 s, wat ooreenkom met 'n vrystellings tyd van 3 minute. Die vrystellingsstroom is ingestel op 0,1 A gebaseer op die waarde bereken van die residuele spanning van 125 kV en die weerstand van die snubber-sirkel in die thyristor klep.

Groep B: Die DS word normaalweg gebruik om 'n gefoute oordraglyn na 'n gesonde neutrale lyn oor te skakel om die neutrale lyn tussentydperk of permanent as 'n oordraglyn te gebruik nadat die stelsel volledig gestop is. Dit vereis dieselfde spesifikasies as die groep A DS.

Groep C: Die DS moet die nominale belastingstroom van die DS na die bypass skakelaar (BPS) wat parallel met 'n omskakelaarbank verbonden is, oorvraag om die bank eenheid te herbegin. Die spesifikasie van die oorvraagstroom is 2800 A in hierdie projek. Figuur 2 illustreer 'n nominale stroomoormaakproses van die DS na die BPS.

Eerstens word die boonste omskakelaarbank eenheid gestop en die onderste omskakelaarbank eenheid bedryf. Om die boonste bank eenheid vanaf 'n gestopte toestand te bedryf, word die DS C1 geopen om die nominale stroom in die BPS te kommuteer. Gebaseer op die analise met 'n ekwivalente sirkel van die stroomoormaakproses getoon in Figuur 2c, word die vereistes vir die groep C DS gegee deur die spanning van DC 1 V by 'n nominale stroom van 2800 A, waar die spanning bereken is met die weerstand en induktans per eenheid lengte wat ooreenkom met die stroomoormaaklengte insluitend DC-GIS.

Figuur 2: Stroomoormaak DS operasie van groep C. (a) DS toe posisie, (b) DS oop posisie, (c) ekwivalente sirkel van DS

Groep D: Die DS moet 'n omskakelaarbank laaiingsstroom onderbreek wanneer 'n omskakelaarbank eenheid gestop word. Selfs al is die thyristor klep gestop, vloei 'n rippelstroom deur die verdwaalde kapasiteit van die omskakelaarbank. Die analitiese resultaat wys dat dit hoogs waarskynlik is dat die rippelstroom minder as 1 A gekap word, en die herstelspanning weens die verskil tussen die residuele DC-spanning van die omskakelaarkant en die DC-spanning van die lynkant wat rippelkomponente insluit, minder as 70 kV is soos getoon in Figuur 3.

Figuur 3: Spanningsverskil tussen DS kontakte

Gevolgtrekking oor HVDC-ontkoppelroos-groepe:
Die skakelvermoë van alle HVDC DSs van groepe A tot D is ontwerp gebaseer op die AC DS, en sy prestasie is bevestig deur fabriekstoetse met die toetsomstandighede soos getoon in Tabel 1. Daar is geen betekenisvolle ontwerpverskille tussen HVAC DS en HVDC DS behalwe die kruipsafstand, wat ongeveer 20% langer is vir HVDC-toepassings nie.

Figuur 4: DC-DS&ES, DC-CT&VT, DC-MOSA (LA) gebruik vir 500 kV-DC GIS

Gasgeïsoleerde skakeltoerusting (DC-GIS) bestaan uit verskeie HVDC DS en grondskakelaars (ES) wat ook in HVDC-netwerke naby die kuslyn toegepas word. Figuur 4 wys 'n voorbeeld van DC-GIS insluitend DC DS en DC ES wat by die omskakelaarstasie in die bipolaire HVDC-stelsel geïnstalleer is, wat in 2000 in diens gestel is.