DC dövrə kəsici

Yüksək Qədər Düz Cari Aparatları: Fonksiyonallıq, Çətinliklər və Həllər

Yüksək qədər düz cari (HVDC) aparatı elektrik şəbəkəsində anormal düz cari axını kəsən xüsusi bir döyüş cihazıdır. Sistemdə arızaya girildikdə aparatın mexaniki kontaktları ayrılır və bu da şəbəkəni açar. Amma AC (Alternativ Cari) növünə nisbətən HVDC sisteminin şəbəkəsini kəsmək daha çətin bir tapşırıqdır. Bu asanlıqla təsvir oluna bilər, çünki HVDC şəbəkəsindəki cari tək bir istiqamətdə akar və natural olaraq sıfır cari dəyərlərinə çatmır, bu da AC aparatlarda döyüşün sonlandırmaq üçün vacibdir.

HVDC aparatının əsas funksiyası enerji şəbəkəsindəki yüksək qədər düz cari axını kəsməkdir. Müqayisədən, AC aparatları AC dalğasında cari özünə natural sıfır nöqtəsinə çatdıqda döyüşü asanlıqla sonlandırabilir. Bu sıfır-cari anında, sonlandırılması lazımdı olan enerji də sıfırdır, bu da kontakt boşluğunun dielektrik gücünü bərpa etməsinə və natural müvəqqəti bərpa voltajına dayanmasına imkan verir.

HVDC aparatlarında vəziyyət daha mürəkkəbdir. DC dalğasında natural cari sıfırları yox olduğu üçün, zorla döyüş sonlandırmaq aşırı yüksək müvəqqəti bərpa voltajlarının yaranmasına səbəb ola bilər. Müvafiq döyüş sonlandırma olmadan yenidən yandığı zaman aparat kontaktlarına zərər vermə riski var. HVDC aparatlarını dizayn edərkən mühəndislər üç əsas çətinliklə ilə üzləşməlidirlər:

1. Sifarişçi Carilerin Yaradılması: Döyüşün sonlandırmaq üçün bu vacibdir, çünki DC-də natural cari sıfırları yoxdur və bu döyüşü sonlandırmaq çətinləşdirir.

2. Yenidən Yandığın Qarşısının Alınması: Döyüş sonlandıqdan sonra onun yenidən yanmasını önəmək lazımdır, çünki bu aparata və sistemə zərər verməyə səbəb olur.

3. Yığılan Enerjinin Daşıdırılması: Sistem komponentlərində yığılan enerji təhlükəsiz şəkildə dağıtılmalıdır ki, potensial təhlükələr qarşısını almaq mümkün olsun.

Natural cari sıfırların olmamasını aşmaq üçün HVDC aparatları döyüşün sonlandırmaq üçün sifarişçi carilerin yaratılmasına əsaslanır. Ümumi bir üsul paralel L-C (induktor-kondensor) şəbəkəsinin tətbiqi ilə əldə edilir. Bu şəbəkə aktiv olunduqda, döyüş carisi titrəməyə başlayır. Bu titrəmələr intensivdir və bir neçə sifarişçi cari sıfırı yaratır. Aparat sonra bu sifarişçi sıfır-cari nöqtələrdən birində döyüşi sonlandırır. Bu üsulun effektiv olması üçün titrəmənin maksimum carisi aparatainterrupt edilməli olan düz cariden böyük olmalıdır.

Daha detallı bir tətbiq induktor (L) və kondensor (C) -dan ibarət seriyada rezonanslı şəbəkəni adi DC aparatının əsas kontaktı (M) və ya köməkçi kontakt (S1) vasitəsilə bağlamağı içərən bir üsuldur. Əlavə olaraq, rezistor (R) kontakt (S2) vasitəsilə bağlanır. Normal işləmə şərtlərində əsas kontakt (M) və şarj kontaktı (S2) kapalı qalır. Kondensor (C) yüksək məqsidli rezistor (R) vasitəsiylə şəbəkə qədəri şarjlana bilər. Bu arada, kontakt (S1) açıq qalır və onun üzərində şəbəkə qədəri voltaj var. Bu quraşdırma, sifarişçi cari sıfırları yaratmaq və onlarla bağlı elektrik proseslərini idarə etməklə DC carinin arızası hallarında kesilməsi üçün lazımi şərtləri yaratır.

Əsas şəbəkə cari Id-ni kəsmək barədə danışıldığında, işləmə mekanizmi bir sıra hərəklərə başlayır. Öncə, kontakt S2 açılır və eyni zamanda kontakt S1 bağlanır. Bu konfigurasiya kondensor C-nin induktivlik L, əsas kontakt M və köməkçi kontakt S1 vasitəsilə deşməsinə səbəb olur. Bunun nəticəsində, aşağıda göstərilən kimi, titrəməli bir cari qurulur. Bu titrəməli cari aparatin düzgün işləməsi üçün vacib olan sifarişçi cari sıfırlar yaratır. Aparatın əsas kontaktı M, bu sifarişçi cari sıfır nöqtələrdən birində tam dəqiqədə açılır. Əsas kontakt M cari kəsməyə müvəffəq olduktan sonra, kontakt S1 açılır və kontakt S2 bağlanır, bu da sistemə gələcək potensial əməliyyatlar üçün yenidən təyin edilir və HVDC aparati kəsmə prosesinin bütövlüyünü təmin edir.

Əsas Düz Cariyi Kəsmək Üçün Alternativ Üsul

Yüksək qədər düz cari (HVDC) sisteminin əsas düz carisini kəsmək üçün alternativ bir üsul, cariyi kondensatora yönləndirməklə, bu da aparatlara kəsmək lazımdı olan carinin miqdarını azaldır. Bu üsul aşağıdakı şəkilə izah olunmuşdur və bu, ilk olaraq şarjlansız halda olan kondensor C ilə başlayır.

Aparatın əsas kontaktı M açılmaya başladığında, bir əhəmiyyətli hadisə baş verir: əvvəlcə əsas kontakt M vasitəsilə akən əsas şəbəkə carisi, kondensor C-ə yönləndirilir. Bu yönləndirmə nəticəsində, əsas kontakt M-lərin interupsiya prosesində hərəkət etməsi lazımdı olan cari yükü nəzəriyyən azalır. Bu cari miqdarının azalması aparata qoyulan yükdən azalır, bu da interupsiya prosesini daha idarəedilə bilər və zərər və ya arızaya səbəb olma ehtimalını azaldır.

Kondensorun cariyi yönləndirməsi rolunu oynayan yanı də, xassəvi rezistor R də bu sistemin əsas bir hissəsidir. Xassəvi rezistor R, ana kontakt M üstündəki voltajın çox artmadan cari axını ilə bağlı enerjiyi eməl etməkdə vacib bir rol oynayar. Enerjinin effektiv şəkildə eməl olunması, aparatin və ümumi elektrik sistemin bütövlüyünü saxlamağa kömək edir və cari interupsiya prosesində voltaj səviyyələrinin qəbul edilə bilən limitlər daxilində qalmasını təmin edir. Bu, kondensor C və xassəvi rezistor R-nin koordinasiya edilmiş işləmi, HVDC sisteminin əsas düz carisini kəsmək üçün effektiv və inkişaf etmiş bir üsul təqdim edir.

M-nin üzərində bərpa voltajının artım sürəti aşağıdakı kimi ifadə olunur

Titrəməli carilərə görə DC aparatlarda döyüşün sonlandırmaq məsələsi xüsusi çətinliklər yaradır. Bu, carinin sonlandırmaq və ya "kəsmək" ehtiyacı olan ədədi qısa müddətə bağlıdır. Cari tez və qısa müddətdə sonlandırıldığında, aparat terminali arasında təxminən yüksək dərəcədə həcmli və tez artan restriktsiya voltajı yaradılır. Bu yüksək dərəcəli və tez artan voltaj aparata ciddi təhdid olur. Aparatın etibarlı işləməsi üçün, bu intenziv restriktsiya voltajına dayanmaq və restriktsiyadan qorunmaq üçün yeterli dielektrik gücü və voltaj dayanma qabiliyyətləri ilə hazırlanması lazımdır, çünki restriktsiya aparata zərər verməyə, elektrik arkı yaratmağa və sistem arızalarına səbəb ola bilər.