Vifaa vya Kukata Mfumo wa IEE-Business katika Mitandao ya HVDC

Vifaa vya kuzuia na kufungua kwenye mzunguko wa umeme wa kiwango cha juu (HVDC):
Vifaa vya kuzuia na kufungua kwenye mzunguko wa umeme wa kiwango cha juu (HVDC) vinatumika kwa kutumia katika mzunguko wa umeme wa kiwango cha juu. Kwa mfano, HVDC DS yanatumika kwa kazi za kuzingatia kama vile kuzingatia umeme wa kuongeza kwenye mstari au kabla, ukusanyaji wa umeme wa mstari au kabla bila chombo, na pia kuzingatia zana kama vile converter bank (thyristor valve), filter bank, na mstari wa kuchomoa. Vifaa vya HVDC DS yanatumika pia kwenye switchgear ya DC kwa kuzimaliza umeme wa kushoto au wa kupotea baada ya kuhakikisha umeme wa hitilafu.

Fig. 1: Mfano wa diagramu ya single pole ya HVDC disconnecting switch kwenye mzunguko wa HVDC wa bipolar

Fig. 1 inatoa mfano wa diagramu ya single pole na zana zinazotumika kwenye mzunguko wa umeme wa kiwango cha juu wa Japan. Mara nyingi, mahitaji ya HVDC DS na ES kwenye mzunguko wa HVDC ni sawa na hayo ya HVAC DS na ES yanayotumiwa kwenye mzunguko wa AC, lakini baadhi ya zana zina mahitaji mingine yoyote kulingana na matumizi yao. Jukwaa la 1 linatoa majukumu muhimu yanayowezekana kwenye HVDC DS (CIGRE JWG A3/B4.34 2017).

Jukwaa 1: Majukumu muhimu ya kuzingatia kwenye disconnecting switch (DS) yanayotumiwa kwenye mzunguko wa HVDC wa bipolar

Makundi ya vifaa vya kuzuia na kufungua kwenye mzunguko wa HVDC:
Kundi A: DS linahitaji kutumia kwa kutokomeka umeme wa kutoa kutoka kwenye kabla ya bahari ambayo ina kapasiti kubwa (takriban 20 μF). Umeme wa kutoa hutoka kwenye mstari baada ya converter kukata, hutoka kwa njia ya snubber circuit kwenye converter bank kwenye C/Ss (Anan C/S na Kihoku C/S) hadi chini. Muda wa kutoa umeme huo unategemea siku 40 s, ambayo ina maana ya dakika tatu. Umeme wa kutoa uliwakima kwa 0.1 A kutegemewa kwenye umeme wa kushoto wa 125 kV na resistance ya snubber circuit kwenye thyristor valve.

Kundi B: DS linatumika kwa kutofautiana kwenye mstari wa hitilafu kwenye mstari sahihi wa neutral ili kutumia mstari wa neutral kwa muda au mara moja tu baada ya mfumo kuacha. Hii linahitaji maagizo sawa na kundi A DS.

Kundi C: DS linahitaji kutumia kwa kutofautiana umeme wa kutosha kutoka kwenye DS kwenye bypass switch (BPS) uliounganishwa kwa parallel na converter bank kwa ajili ya kurudia upande wa converter. Spekifishi ya umeme wa kutofautiana ni 2800 A kwenye mradi huu. Fig. 2 inatoa maelezo ya mchakato wa kutofautiana umeme wa kutosha kutoka kwenye DS kwenye BPS.

Kwanza, upande wa juu wa converter bank unit unapatakuwa amekata, na upande wa chini unapatakuwa unaendelea. Kwa kutumia upande wa juu wa converter bank unit kutoka kwenye hali ya kuacha, DS C1 inapatakuwa imefungwa kwa kutofautiana umeme wa kutosha kwenye BPS. Kwa kutumia utambulisho wa circuit equivalent wa mchakato wa kutofautiana umeme ukoonyeshwa kwenye Fig. 2 c, maagizo ya kundi C DS yanaelezwa kwa umeme wa DC 1 V kwenye umeme wa kutosha wa 2800 A, ambapo umeme huo ulihesabiwa kwa resistance na inductance kwa mrefu wa mchakato wa kutofautiana umeme unayotumika kwenye DC-GIS.

Fig. 2: Mchakato wa kutofautiana umeme wa kutosha kwenye kundi C. (a) DS close position, (b) DS open position, (c) equivalent circuit of DS

Kundi D: DS linahitaji kutumia kwa kutokomeka umeme wa charging wa converter bank wakati converter bank unit anapatakuwa amekata. Hata hivyo, ikifuani kilichopita kwa stray capacitance ya converter bank. Matokeo ya utambulisho linaloonyesha kuwa ni jukumu kubwa kwa ripple current kukata chini ya 1 A, na recovery voltage kutokana na tofauti kati ya umeme wa DC wa converter side na umeme wa DC wa line side ambao unaweza kuwa na ripple components ni chini ya 70 kV kama inavyoonyeshwa kwenye Fig 3.

Fig. 3: Tofauti ya umeme kati ya DS contacts

Muhtasara kuhusu makundi ya vifaa vya kuzuia na kufungua kwenye mzunguko wa HVDC:
Uwezo wa kuzingatia kwa vyenye kuzuia na kufungua kwa HVDC DS kwa kundi A hadi D vilivyoweza kujengwa kwa kutumia HVAC DS, na uwezo wake ulihakikiwa kwa mitisho ya factory kwa masharti ya utambulisho yaliyoelezwa kwenye Jukwaa 1 Hakuna tofauti muhimu kati ya HVAC DS na HVDC DS isipo kwa creepage distance, ambayo ni takriban 20% zaidi kwa matumizi ya HVDC.

Fig. 4: DC-DS&ES, DC-CT&VT, DC-MOSA (LA) yanayotumiwa kwa 500 kV-DC GIS

Gas-insulated switchgear (DC-GIS) iliyojengwa kwa vifaa vya HVDC DS na earthing switches (ES) pia yanatumika kwenye mzunguko wa HVDC karibu na pwani. Fig. 4 inatoa mfano wa DC-GIS inayotumia DC DS na DC ES zilizoungwa kwenye converter station kwenye mzunguko wa HVDC wa bipolar, ambayo ilianzishwa mwaka 2000.