HVDC skiptari
HVDC skiptingar: Virka, áhættur og lausnir
HVDC (Háspenna beinn straumur) skipting er sérstök skiptari sem er hönnuð til að hætta óvenjulegum beinstrauma innan rafkerfis. Þegar villur kemur fyrir í kerfinu, opna málskiftarnir á skiptaranum, en þannig opnar skiptingin síðan ganginn. En að hætta skipting í HVDC kerfi er mun dýfir verkefni en við AC (Vexandi straumur) samanburðar. Þetta er fræst vegna þess að straumurinn í HVDC gengur í einni stefnu og fer ekki sjálfgefið yfir núllstraum, sem er mikilvægt fyrir bogahættu í AC skiptingum.
Aðalvirka HVDC skiptings er að hætta háspennubeinstraumi í orkuneti. Samanburðarlega geta AC skiptingar auðveldlega hætt bogana þegar straumurinn nálgast sjálfgefið núllpunkt í AC vélbogi. Í þeim núllstraumarpunkti er orkuröskid sem skal hætta líka núll, sem leyfir málskiftni að fá aftur dielectric styrk sinn og standa upp við náttúrulega tímabundið endurvirkjað spenna.
Í HVDC skiptingum er aðgerðin mörgildari. Vegna þess að DC vélboginn hefur engar náttúrulegar núllstraumpunkta, getur tvangin bogahætti valdið framkoma af mjög háum tímabundið endurvirkjaðra spenna. Ef bogahætturinn er ekki réttur, er til hætta að boga reyni að endurtækast, sem getur leitt til brots á málskiftarnum. Þegar HVDC skiptingar eru hönnuð, þarf verkamenn að meðhöndla þrjár aðalkröfur:
Búa til gerða núllstraumpunkt: Þetta er nauðsynlegt fyrir bogahættuna vegna þess að mangl frekar á náttúrulegu núllstraumpunktum í DC gera það erfitt að hætta bogana.
Frumkvæma áhættu af endurtákast bógum: Eftir að bogan er hætt, þarf að taka tiltölur til að forðast að hann reyni að endurtækast, sem gæti valdið skemmu á skiptingunni og hagneyddu á kerfinu.
Líta út geymda orku: Orkun sem er geymd í kerfisþættum þarf að safna út örugglega til að forðast mögulegar áhættur.
Til að koma í veg fyrir mangl frekar á náttúrulegu núllstraumpunktum, nota HVDC skiptingar hugsunina um að búa til gerða núllstraumpunkt fyrir bogahættuna. Eitt algengt aðferð er að koma í veg fyrir parallel L-C (inductor-capacitor) vélbog. Þegar þessi vélbogi er virkjuð, valdið er að bogastrauturinn byrji að sveiflast. Þessar sveiflingar eru sterkar og mynda margar gerðar núllstraumpunkta. Skiptingin slökkt svo bogan eftir eitt af þessum gerðum núllstraumpunktum. Til að þessi aðferð sé virk, þarf að toppstraumin í sveiflingunni sé hærri en beinstraumin sem skal hætta.
Nánari framsetning fjallar um að tengja raðresonant vélbog sem bestur af inductor (L) og capacitor (C) yfir aðal málskift (M) í venjulegri DC skiptingu með hjálparskil (S1). Auk þess er tengdur resistor (R) í gegnum málskift (S2). Undir normala starfsforholdum eru aðal málskift (M) og hleðningsmálskift (S2) lokuð. Capacitor (C) er hleðinn upp til línuvöldunar meðals hár spennum (R). Meðan málskift (S1) er opnað, með línuvöldun yfir honum. Þetta setning leggur grunn að að búa til nauðsynlegar skilyrði til að hætta DC strauminn í villutilfelli með því að mynda gerða núllstraumpunkt og stjórna tengdum raforkuferlum.
Þegar kemur að hætta aðalstraum Id, byrjar virkni skipulagin aðgerðaséri. Fyrst opnar hann málskift S2 og lokar sama tími málskift S1. Þessi skipulagur triggur afköst capacitor C í gegnum inductance L, aðal málskift M, og hjálparskil S1. Sem niðurstöðu er sveiflustraumurur mynduð, eins og sýnt er í myndinni hér fyrir neðan. Þessi sveiflustraumur myndar gerða núllstraumpunkt, sem eru nauðsynlegir fyrir rétta virka skiptings. Aðal málskift M á skiptingunni er svo opnað nákvæmlega við einn af þessum gerðum núllstraumpunktum. Eftir að aðal málskift M hefur hætt strauminn, er málskift S1 opnað, og málskift S2 lokad, endurstillað kerfið fyrir mögulegar framtíðar aðgerðir og tryggir heillíkan HVDC skiptingarferlisins.
Aðrar aðferðir til að hætta aðalbeinstraumi
Aðrar leið til að hætta aðalbeinstraumi í háspenna beinn straum (HVDC) kerfi felur í sér að dreifa strauminn í capacitor, sem minnkar magn straumsins sem skiptingarnar þurfa að hætta. Þessi aðferð er sýnd í myndinni hér fyrir neðan, og byrjar með capacitor C sem er upphaflega óhleðinn.
Þegar aðal málskift M á skiptingunni byrjar að opna, kemur mikilvæg atburður fyrir: aðalstraumin, sem var áður rennandi í gegnum aðal málskift M, er dreift og byrjar að renna í capacitor C. Ásamt þessu dreifingu, er straumsmagnið sem aðal málskift M þurfa að meðhöndla á meðan hætt er, merkilega lækkat. Þessi lækkun í straumsmagni letur skiptingunni hætta strauminn auðveldara og minnkar hættu á skemmu eða brot.
Auk hlutverks capacitor í að dreifa straum, er ólínræn resistor R einnig mikilvægur hluti af þessu kerfi. Ólínræn resistor R spilar mikilvæga hlutverk í að dreifa orku sem fer með straumnum án þess að valda markaðri aukningu í spennu yfir aðal málskift M. Með því að dreifa orkuna, heldur ólínræn resistor að tryggja heillíkani skiptings og allsherjar rafkerfisins, og veitir að spennur haldið verði innan viðtekna mörkum á meðan straumurinn er hætt. Þessi samstarfsaðferð capacitor C og ólínræn resistor R gefur virkan og treystan aðferð til að hætta aðalbeinstraumi í HVDC kerfi.
Höfnun endurvirkjaðrar spennu yfir M er lýst sem
Í DC skiptingum sem byggja á sveiflustraum til að hætta straum, er áhættan af að forðast endurtákast bogum sérstaklega dýf. Þetta er vegna mjög stuttar tímasetningar sem straumurinn er hætt eða "klósað". Þegar straumurinn er hætt hratt í svo stuttu tíma, valdið að steil og brátt hækka endurtákast spenna yfir skiptingarmálum. Þessi hátt spenna sem hækka hratt valdi til hættu fyrir heillíkani skiptings. Til að tryggja trúnaðarfulla virka, þarf að skiptingin sé hönnuð með nægjanlegum dielectric styrk og spennuvirkni til að standa upp við þessa heila endurtákast spenna án þess að geðast undir endurtákast, sem gæti leitt til skemmu, raforku og kerfisbrots.
