Afmarkaðir skiptar í HVDC rásakerfi

HVDC skiptar:
HVDC skiptar (DS) eru notaðir til að skipta út ýmsum straumum í HVDC flutningarkerfum. Til dæmis, er HVDC DS notuð við virkni eins og skipta á línu eða snörunnar straumi, óþétt línu eða snaran skiptingu, auk skiptingar tækja eins og umrýmingarbú (thyristor valv), síuskipan og jörðarskydds línu. HVDC DS er einnig notuð í DC skiptakerfi til að loka afbrigði eða lekastraumi gegnum brytju eftir að hefur verið hætt við villastraum.

Mynd 1: Dæmi um einstaka stangaskipting á HVDC skipta í tvístangakerfi

Mynd 1 sýnir dæmi um einstaka stangaskipting með tengdum skiptatæki (nema Metalliskur endursendingarbrytjan) í tvístangakerfi fyrir HVDC flutning í Japan. Almennt eru kröfur fyrir HVDC DS og ES í HVDC kerfi sviparar þeim fyrir HVAC DS og ES sem notaðar eru í AC kerfi, en sum tæki hafa aukalegar kröfur eftir því hvernig þau eru notuð. Tafla 1 sýnir helstu skiptavirkni sem leggjast á þessi HVDC DS (CIGRE JWG A3/B4.34 2017).

Tafla 1: Aðal skiptavirkni af skiptaskipting (DS) sem notuð er í tvístangakerfi

HVDC skiptahópar:
Hópur A: DS er nauðsynlegt til að hætta línaósunarstraumi vegna eftirliggjandi spenna í sundlínulegri snöru sem hefur hæfileika til að halda stóran kapasitans (um 20 μF). Eftirliggjandi spenna í línunni eftir að umrýmingarbú hefur stoppað fer fram í snertilslykkju í umrýmingarbúi á báðum C/Ss (Anan C/S og Kihoku C/S) til jarðar. Ósuningartímaferillinn er um 40 sek, sem svarar til ósuningartíma af 3 mínútum. Ósunarstraumin var stillt á 0,1 A samkvæmt gildinu reiknaðu frá eftirliggjandi spennu af 125 kV og viðbótarspenna í thyristor valvi.

Hópur B: DS er venjulega notuð til að skipta villulínunni yfir í heilu jafnverða línuna til að geta notað jafnverða línuna sem flutningarlínu til dags eða á lengri tíma eftir að kerfið hefur verið fullkomlega stoppað. Þetta krefst sama krifa sem DS í hópi A.

Hópur C: DS er nauðsynlegt til að flytja nafnstrauminn frá DS yfir í flutningsbrytu (BPS) tengdu parallel með umrýmingarbú til að byrja aftur búeinheitina. Krifarnar fyrir flutningsstrauminn í þessu verkefni eru 2800 A. Mynd 2 sýnir flutningastraumsferli frá DS yfir í BPS.

Fyrst er efra umrýmingarbúeinheit stoppað og neðra umrýmingarbúeinheit er í virkni. Til að setja efra búeinheit í virkni frá stoppuðu skilyrðum, er DS C1 opnað næst til að flutna nafnstrauminn yfir í BPS. Samkvæmt greiningu með jafngildu straumlýsingu af flutningsstraumsferlinu sem sýnt er í mynd 2 c, eru krifarnar fyrir hóp C DS gefnar af spennu af DC 1 V við nafnstraum af 2800 A, þar sem spennan var reiknuð með viðbótarspennu og induktans per lengd sem samsvarar flutningslengdinni með DC-GIS.

Mynd 2: Straumsflutning DS virkni fyrir hóp C. (a) DS lokastaða, (b) DS opin staða, (c) jafngildu straumlýsing af DS

Hópur D: DS er nauðsynlegt til að hætta umrýmingarbúósunarstraumi þegar umrýmingarbúeinheit er stoppað. Jafnvel þó thyristor valvi sé stoppað, fer ríffstraumur fram í sveifluðu kapasitansi umrýmingarbúsins. Greiningin sýnir að er hægt að ríffa strauminn undir 1 A, og endurvinningsspennan vegna mismunar á eftirliggjandi DC spennu umrýmingarbúhliðar og DC spennu línuhliðar sem inniheldur ríffstraumhluti er undir 70 kV eins og sýnt er í mynd 3.

Mynd 3: Spennudifferens milli DS tengslanna

Ályktun um skiptaskipting í HVDC skiptahópunum:
Skiptavirkni allra HVDC DS í hópunum A til D var hönnuð á grunn AC DS, og virknin var staðfest með verkstæðapróf með prófstilltingum sem sýndar eru í tafla 1. Það eru engar markverðar hönnunar mismunir á milli HVAC DS og HVDC DS nema fyrir glípsdreifingu, sem er um 20% lengri fyrir HVDC notkun.

Mynd 4: DC-DS&ES, DC-CT&VT, DC-MOSA (LA) notuð fyrir 500 kV-DC GIS

Gasskyddað skiptakerfi (DC-GIS) sem er samsett af nokkrum HVDC DS og jarðarskydds skiptum (ES) er einnig notuð í HVDC netum nær ströndum. Mynd 4 sýnir dæmi um DC-GIS sem inniheldur DC DS og DC ES sem voru sett upp í umrýmingastöð í tvístangakerfi sem var sett í virkni árið 2000.