Toka-erreakzioa trinko bidezko korrontearen zuzendaria
Korrontza Zuzenduko Kontrolatzaileak: Funtzionalitatea, Arazoak eta Soluzioak
Korrontza Zuzenduko (HVDC) kontrolatzaile bat elektrizitate zirkuitu baten barruan dagoen korrontza zuzenda anormalaren fluxua itxi behar duen espezializatutako aktuatzaile bat da. Sistemaren barnean akats bat gertatzen denean, kontrolatzailearen kontaktu mekanikoak bereizten dira, horrela zirkuitua irekita utzi. Hala ere, HVDC sisteman zirkuitua itxi izateak AC (korrontza aldatuak) konparatuta arazo handiago bat da. Honek oinarria du korrontza zuzenduko zirkuitu batean korrontza norabide bakarrean joaten dela eta zerrendan bide naturala duen zero korrontza balioak, AC kontrolatzaileetan arkua amaitzeko elementu nagusiak direnak, ez dituenez.
HVDC kontrolatzailearen funtzio nagusia eleberri sareko korrontza zuzenduko altuen fluxua itxi izatea da. Aldiz, AC kontrolatzaileek arkua erraz itxitzeko aukera dute, korrontza bere forma-aldatuaren zero puntu naturalean harrapatzen denean. Zero-korrontza instantean, itxi beharreko energia ere zero da, horrela kontaktu arteko tartea berotzen duen dielektrikotasuna berriz lortzea eta naturala den errepresario tensioa eutsi ahal izango da.
HVDC kontrolatzaileetan, egoera askoz kompleksuagoa da. DC forma-aldatuak zero korrontza naturalak gabekoak direnez, forzatuta egindako arkua itxi izateak transiente errepresario tensio altu osoak sortu ditzake. Arkua ondo itzi gabe, birgertatzeko arrisku bat dago, zerrenda kontrolatzailearen kontaktuek destrutu daitezkeelako. HVDC kontrolatzaileak diseinatzerakoan, ingeniariek hiru arazo nagusi hauekin ahal bezain hobeki kudeatu behar dituzte:
Zero Korrontza Artekoa Sortzea: DC-ek zero korizontza naturalak gabekoak direnez, arkua amaitzeko hau garrantzitsu da.
Birgertatzeko Arkuen Arazoa: Arkua itzi ondoren, berriz hasi dezakeena saihesteko neurriak hartu behar dira, kontrolatzaileari eta sistemari zerrenda egiteko.
Energia Bilakatua Ezabatzea: Sistemaren osagaien barruan gorde den energia segurtasunez ezabatu behar da arrazoi posibiletik babesteko.
Zero korrontza naturalen falta gainditzeko, HVDC kontrolatzaileek arkua amaitzeko zero korrontza artekoak sortzeko printzipioa erabiltzen dute. Bat praktika arrunta da paraleloko L-C (induktore-kondentsadorea) zirkuitu bat sartzea. Zirkuitu hau aktibatzean, arkuko korrontza oszilazioetara joaten da. Oszilazio hauen intensitatea handia da eta zero korrontza arteko asko sortzen ditu. Kontrolatzaileak orduan arkua zero-korrontza arteko batetan amaitzen du. Metodorik efektiboa izateko, oszilazioaren korrontza pikea korrontza zuzenda itxi beharrekoaren gainean egon behar da.
Detalituen implementazioa induktore (L) eta kondentsadore (C) serieko resonantzia zirkuitu bat konektatzea da HVDC kontrolatzaile arrunt baten kontaktu nagusian (M) laguntzaileko kontaktu baten (S1) bidez. Gainera, resistente bat (R) kontaktu (S2) baten bidez konektatuta dago. Arrunta da operazio normalan kontaktu nagusia (M) eta kargatze kontaktua (S2) itxi geratzen direla. Kondentsadoreak (C) lineako tensiora (R) resistentzia altuaren bidez kargatzen dira. Eta kontaktu (S1) ireki geratzen da, lineako tensioa bertan izanik. Konfigurazio honek DC korrontza itxi ahal izateko baldintza beharrezkoak sortzen ditu, zero korrontza artekoak sortuz eta elektrizitate-prozesu asoziatuak kudeatuz.
Id korrontza nagusia itxi nahi denean, eragilearen mekanismoa ekintza sekuentzia bat abiaraziko du. Lehenik, kontaktua S2 irekitzen du eta S1 kontaktua itzitzen du. Konfigurazio hau kondentsadore Cren inductore L, kontaktu nagusia M eta kontaktu laguntzailea S1 bidez deskargatzen hasten du. Horrela, oszilazio-korrontza bat sortzen da, irudian ikusten den moduan. Oszilazio-korrontza hau arkua amaitzeko garrantzitsuenak diren zero korrontza artekoak sortzen ditu. Kontrolatzailearen kontaktu nagusia M orduan zero korrontza arteko batetan zehazki irekitzen da. Kontaktu nagusia M korrontza ondo itzi ondoren, kontaktua S1 irekitzen da eta kontaktua S2 itzitzen da, sistema berreskuratuz futurako ekintzetarako eta HVDC zirkuitu-itxiaren prozesuaren integritatea mantentzen.
Korrontza Zuzenduko Nagusiaren Itxi Modu Alternatiboa
Korrontza zuzenduko altuen (HVDC) sistemako korrontza zuzenduko nagusiaren itxi modu alternatiboa kontsideratzen da kapasitorea C batera korrontza desplazatuz, hau kontrolatzaileak itxi behar dituen korrontza magnitudea murriztuz. Metodo hau azpiko irudiak adierazten du, kapasitorea C lehenera kargatua ez dagoena.
Kontrolatzailearen kontaktu nagusia M irekitzen hasten denean, gertatzen da faktore garrantzitsu bat: kontaktu nagusian M korrontza nagusia, kontaktu nagusian M aurretik doana, desplazatzen hasten da kapasitorean C. Desplazamendu honen emaitzan, kontaktu nagusiak M itxi-prozesuan kargatzeko korrontza magnitudea askoz txikiagoa bihurtzen da. Korrontza magnitudearen murrizketak kontrolatzailearen errepetzioko apurtua eta hutsegitea geroztik urrunago egiten du, itxi-prozesua manejagarriagoa eta errazagoa egiten duena.
Kapasitorea C korrontza desplazatzeko rolarekin, non-lineal resistente R sistema honen atal garrantzitsu bat da. Non-lineal resistenteak R korrontza-fluxuarekin lotutako energiak absorbitzeko parte garrantzitsu bat du, kontaktu nagusian M tensio handia eragiten ez dadin. Energia efizienteki disipatzen duenez, non-lineal resistenteak kontrolatzailearen eta elektrizitate-sistema osoaren integritatea mantentzen laguntzen du, itxi-prozesuan tensio-mailak onartagarriak diren moduan jartzen ditu. Kapasitorea C eta non-lineal resistentea R koordinazioak HVDC sistemako korrontza zuzenduko nagusia itzi ahal izateko metodo efektiboa eta fidagarria ematen du.
Mren errepresario tensioaren hazkundearren maila honela adierazten da
Oszilazio-korrontza erabiliz korrontza fluxua itxi behar duten DC kontrolatzaileetan, birgertatzeko arazoa eraso handia da. Honek korrontza "moztu" edo itxi egiten den denbora laburra dela dakar. Korrontza moztu egiten denean, denbora laburrean, kontrolatzailearen bornetan birgertatzeko tensio altu eta hazkunde handia sor dezake. Tensio hau, magnitude handiarekin eta hazkundea handia denean, kontrolatzailearen integritateari arrisku handia suposatzen dio. Erabakitzailearen funtzionamendu fiablea lortzeko, kontrolatzaileak dielektrikotasun-suffizientea eta tensio-tolerantzia duten diseinatu behar dira, birgertatzeko tensio intentsibo horrekin konpromisoa egin gabe, birgertzeko ahalmena uztea, zerrenda egitea, elektrizitate-arkua eta sistema-hutsegitea suertatzea saihesteko.
