HVDC ग्रिड में डिसकनेक्टर स्विचों का समूहीकरण

HVDC डिस्कनेक्टर स्विच:
HVDC डिस्कनेक्टिंग स्विच (डीएस) HVDC प्रसारण नेटवर्क में विभिन्न सर्किटों को अलग करने के लिए उपयोग किए जाते हैं। उदाहरण के लिए एचवीडीसी डीएस को लाइन या केबल-चार्जिंग धारा स्विचिंग नो-लोड लाइन या केबल ट्रांसफर स्विचिंग जैसी स्विचिंग ड्यूटियों के लिए और एक कन्वर्टर बैंक (थायरिस्टर वाल्व) फिल्टर बैंक और ग्राउंडिंग लाइन जैसी उपकरणों को अलग करने के लिए लागू किया जाता है। एचवीडीसी डीएस को डीसी स्विचगियर में भी लागू किया जाता है ताकि एक दोष धारा को साफ़ करने के बाद एक इंटरप्टर के माध्यम से शेष या लीकेज धारा को समाप्त किया जा सके।

आकृति 1: द्विध्रुवीय HVDC प्रणाली में HVDC डिस्कनेक्टिंग स्विच का एकल-ध्रुव आरेख का उदाहरण

आकृति 1 जापान में द्विध्रुवीय HVDC प्रसारण प्रणाली में (मेटलिक रिटर्न ट्रांसफर ब्रेकर को छोड़कर) संबंधित स्विचिंग उपकरणों के साथ एकल-ध्रुव आरेख का एक उदाहरण दिखाती है। सामान्य रूप से एचवीडीसी प्रणाली में एचवीडीसी डीएस और ईएस के लिए आवश्यकताएं एसी प्रणाली में उपयोग किए जाने वाले एचवीएसी डीएस और ईएस के समान होती हैं लेकिन कुछ उपकरणों के अनुप्रयोग के आधार पर अतिरिक्त आवश्यकताएं शामिल होती हैं। तालिका 1 इन एचवीडीसी डीएस (CIGRE JWG A3/B4.34 2017) पर लगाए गए प्रमुख स्विचिंग ड्यूटियों को देती है।

तालिका 1: द्विध्रुवीय HVDC प्रणाली में लागू किए जाने वाले डिस्कनेक्टिंग स्विच (डीएस) की प्रमुख स्विचिंग ड्यूटियों

HVDC डिस्कनेक्टर स्विच समूह:
समूह ए: डीएस को एक उपसागरीय केबल के अवशिष्ट चार्ज के कारण लाइन डिस्चार्जिंग धारा को अवरुद्ध करने की आवश्यकता होती है जिसकी धारिता अपेक्षाकृत बड़ी होती है (लगभग 20 μF)। कन्वर्टर बंद होने के बाद लाइन में प्रेरित अवशिष्ट वोल्टेज दोनों सी/एस (अनन सी/एस और किहोकु सी/एस) पर कन्वर्टर बैंक में एक स्नबर सर्किट के माध्यम से भूमि तक डिस्चार्ज होता है। डिस्चार्जिंग टाइम कांस्टेंट लगभग 40 सेकंड है जो 3 मिनट के डिस्चार्जिंग समय के बराबर है। डिस्चार्ज धारा 125 kV के अवशिष्ट वोल्टेज और थायरिस्टर वाल्व में स्नबर सर्किट के प्रतिरोध के मूल्य से गणना की गई 0.1 A पर सेट की गई थी।

समूह बी: डीएस का आम तौर पर एक दोषपूर्ण प्रसारण लाइन को एक स्वस्थ न्यूट्रल लाइन पर स्विच करने के लिए उपयोग किया जाता है ताकि प्रणाली पूरी तरह से बंद होने के बाद न्यूट्रल लाइन को अस्थायी या स्थायी रूप से प्रसारण लाइन के रूप में उपयोग किया जा सके। इसके लिए समूह ए डीएस के समान विशिष्टताओं की आवश्यकता होती है।

समूह सी: डीएस को कन्वर्टर बैंक के समानांतर जोड़े गए बाइपास स्विच (BPS) में नामित लोड धारा को ट्रांसफर करने की आवश्यकता होती है ताकि बैंक इकाई को फिर से शुरू किया जा सके। इस परियोजना में ट्रांसफर धारा की विशिष्टता 2800 A है। आकृति 2 डीएस से BPS तक नामित धारा ट्रांसफर प्रक्रिया को दिखाती है।

पहले ऊपरी कन्वर्टर बैंक इकाई बंद हो जाती है और निचली कन्वर्टर बैंक इकाई संचालित होती है। एक बंद स्थिति से ऊपरी बैंक इकाई को संचालित करने के लिए डीएस C1 को खोला जाता है ताकि नामित धारा को BPS में कम्यूट किया जा सके। आकृति 2 सी के धारा ट्रांसफर प्रक्रिया के समकक्ष सर्किट के साथ विश्लेषण के आधार पर समूह सी डीएस के लिए आवश्यकताएं 2800 A की नामित धारा पर डीसी 1 V के वोल्टेज द्वारा दी गई हैं जहाँ वोल्टेज डीसी-GIS सहित धारा ट्रांसफर लंबाई के प्रति इकाई लंबाई के प्रतिरोध और इंडक्टेंस के साथ गणना की गई थी।

आकृति 2: समूह सी का धारा ट्रांसफर डीएस संचालन। (a) डीएस बंद स्थिति (b) डीएस खुली स्थिति (c) डीएस का समकक्ष सर्किट

समूह डी: डीएस को एक कन्वर्टर बैंक इकाई बंद होने पर कन्वर्टर बैंक चार्जिंग धारा को अवरुद्ध करने की आवश्यकता होती है। भले ही थायरिस्टर वाल्व बंद हो जाए भी कन्वर्टर बैंक की त्रुटिपूर्ण धारिता के माध्यम से एक रिपल धारा प्रवाहित होती है। विश्लेषणात्मक परिणाम दर्शाता है कि यह अत्यधिक संभावना है कि रिपल धारा 1 A से कम चोप हो जाए और कन्वर्टर तरफ अवशिष्ट डीसी वोल्टेज और लाइन तरफ डीसी वोल्टेज जिसमें रिपल घटक शामिल होते हैं के बीच का अंतर के कारण रिकवरी वोल्टेज 70 kV से कम होगा जैसा कि आकृति 3 में दिखाया गया है।

आकृति 3: डीएस संपर्कों के बीच वोल्टेज अंतर

HVDC डिस्कनेक्टर स्विच समूहिकी के बारे में निष्कर्ष:
समूह A से D तक सभी HVDC डीएस का स्विचिंग प्रदर्शन AC डीएस पर आधारित डिजाइन किया गया था और तालिका 1 में दिखाए गए परीक्षण स्थितियों के साथ कारखाने परीक्षणों द्वारा इसका प्रदर्शन पुष्टि किया गया था। HVAC डीएस और HVDC डीएस के बीच कोई महत्वपूर्ण डिजाइन का अंतर नहीं है बशर्ते कि क्रीपेज दूरी एचवीडीसी अनुप्रयोगों के लिए लगभग 20% लंबी होती है।

आकृति 4: 500 kV-DC GIS के लिए उपयोग किए जाने वाले DC-DS&ES, DC-CT&VT, DC-MOSA (LA)

कई HVDC डीएस और ग्राउंडिंग स्विच (ईएस) से गठित गैस-इन्सुलेटेड स्विचगियर (डीसी-GIS) का उपयोग तटीय क्षेत्र के पास HVDC नेटवर्कों में किया जाता है। आकृति 4 2000 में आयोजित किए गए द्विध्रुवीय HVDC प्रणाली के कन्वर्टर स्टेशन पर स्थापित डीसी डीएस और डीसी ईएस सहित डीसी-GIS का एक उदाहरण दिखाती है।