Pagsasama-sama ng mga Disconnector Switches sa Mga Grid ng HVDC

Mga switch na disconnector ng HVDC:
Ang mga switch na disconnector ng HVDC (DS) ay ginagamit para mag-disconnect ng iba't ibang circuit sa mga network ng transmisyon ng HVDC. Halimbawa, ang HVDC DS ay ginagamit sa mga tungkulin ng switching tulad ng pag-switch ng line o cable-charging current, no-load line, o cable transfer switching, kasama ang pag-disconnect ng mga equipment kabilang ang converter bank (thyristor valve), filter bank, at grounding line. Ang HVDC DS ay din ginagamit sa DC switchgear upang tapusin ang residual o leakage current sa pamamagitan ng interrupter pagkatapos malutas ang fault current.

Larawan 1: Halimbawa ng single-pole diagram ng HVDC disconnecting switch sa bipolar HVDC system

Nakikita sa Larawan 1 ang halimbawa ng single-pole diagram kasama ang mga related switching equipment (maliban sa Metallic return transfer breaker) sa bipolar HVDC transmission system sa Japan. Sa pangkalahatan, ang mga requirement para sa HVDC DS at ES sa HVDC system ay katulad ng HVAC DS at ES na ginagamit sa AC system, ngunit mayroon ding mga additional requirements depende sa kanilang aplikasyon. Ipinalalabas ng BANGSA 1 ang mga pangunahing tungkulin ng switching na ipinapataw sa mga HVDC DS (CIGRE JWG A3/B4.34 2017).

BANGSA 1: Mga pangunahing tungkulin ng switching ng disconnecting switch (DS) na ipinapatupad sa bipolar HVDC system

Mga grupo ng switch na disconnector ng HVDC:
Grupo A: Kailangan ng DS na itigil ang line discharging current dahil sa residual charges ng isang submarine cable na may relatibong malaking capacitance (humigit-kumulang 20 μF). Ang residual voltage na nagsimula sa line pagkatapos ng paghinto ng converter ay inilabas sa pamamagitan ng snubber circuit sa converter bank sa parehong C/Ss (Anan C/S at Kihoku C/S) patungo sa lupa. Ang discharge time constant ay humigit-kumulang 40 s, na tumutugon sa isang discharging time na 3 min. Ang discharge current ay itinakda sa 0.1 A batay sa halaga na nakalkula mula sa residual voltage ng 125 kV at resistance ng snubber circuit sa thyristor valve.

Grupo B: Karaniwang ginagamit ang DS para i-switch ang faulted transmission line sa healthy neutral line upang gamitin ang neutral line bilang temporary o permanenteng transmission line pagkatapos ng sistema ay lubos na hinto. Ito ay nangangailangan ng parehong specifications bilang ang grupo A DS.

Grupo C: Kailangan ng DS na ilipat ang nominal load current mula sa DS patungo sa bypass switch (BPS) na konektado sa parallel sa isang converter bank upang muling pagsimulan ang bank unit. Ang specification ng transfer current ay 2800 A sa proyektong ito. Ipinalalabas ng Larawan 2 ang proseso ng nominal current transfer mula sa DS patungo sa BPS.

Sa unang bahagi, hinihinto ang upper converter bank unit at ino-operate ang lower converter bank unit. Upang i-operate ang upper bank unit mula sa isang halted condition, binuksan ang DS C1 upang commutate ang nominal current sa BPS. Batay sa analisis na may equivalent circuit ng current transfer process na ipinalalabas sa Fig. 2 c, ibinibigay ng requirements para sa grupo C DS ang voltage ng DC 1 V sa nominal current na 2800 A, kung saan ang voltage ay nakalkula sa resistance at inductance per unit length na tumutugon sa current transfer length kasama ang DC-GIS.

Larawan 2: Current transfer DS operation ng grupo C. (a) DS close position, (b) DS open position, (c) equivalent circuit ng DS

Grupo D: Kailangan ng DS na itigil ang converter bank charging current kapag hinihinto ang converter bank unit. Kahit na hinihinto ang thyristor valve, nagbabago pa rin ang ripple current sa pamamagitan ng stray capacitance ng converter bank. Ang resulta ng analisis ay nagpapakita na malamang na mas mababa ang ripple current na less than 1 A, at ang recovery voltage dahil sa pagkakaiba ng residual DC voltage ng converter side at DC voltage ng line side na may ripple components ay mas mababa sa 70 kV tulad ng ipinalalabas sa Fig 3.

Larawan 3: Voltage difference between DS contacts

Paggalaw tungkol sa paggroup ng HVDC disconnector switch:
Ang performance ng switching ng lahat ng HVDC DSs ng grupo A hanggang D ay disenyo batay sa AC DS, at ito ay napatunayan sa pamamagitan ng factory tests na may testing conditions na ipinalalabas sa BANGSA 1. Walang mahalagang pagkakaiba sa disenyo sa pagitan ng HVAC DS at HVDC DS maliban sa creepage distance, na humigit-kumulang 20% mas mahaba para sa HVDC applications.

Larawan 4: DC-DS&ES, DC-CT&VT, DC-MOSA (LA) na ginagamit para sa 500 kV-DC GIS

Ang gas-insulated switchgear (DC-GIS) na binubuo ng ilang HVDC DS at earthing switches (ES) ay din ginagamit sa mga network ng HVDC malapit sa coastline. Ipinalalabas ng Larawan 4 ang halimbawa ng DC-GIS kasama ang DC DS at DC ES na inilagay sa converter station sa bipolar HVDC system, na ipinasa noong 2000.