Uzstādījums ar augsto spriegumu ar ārēju apgaismojumu
HVDC Ietekstesītāji: Funkcionalitāte, Izšķīrumi un Risinājumi
HVDC (Augstsprieguma Gājiena Strāvas) ietekstētājs ir specializēts pārslēguma ierīce, kas izstrādāta, lai pārtrauktu neveiksmīgu gājiena strāvas plūsmu elektriskajā tīklā. Kad sistēmā notiek kļūda, ietekstētāja mehāniskie kontaktpunkti atdalās, efektīvi atverot tīklu. Tomēr, salīdzinājumā ar AC (Mainīgo Strāvu) ietekstētāju, tīkla pārtraukšana HVDC sistēmā ir sarežģītāka uzdeva. Galvenais iemesls tam ir tas, ka gājiena strāva plūst vienā virzienā un neatrodas dabiski caur nulles vērtībām, kas ir būtiskas loksnes izmiršanai AC ietekstētājos.
HVDC ietekstētāja galvenā funkcija ir pārtraukt augstsprieguma gājiena strāvas plūsmu enerģijas tīklā. Savukārt AC ietekstētāji var viegli pārtraukt loksni, kad strāva sasniedz savu dabisko nulles punktu AC formas krivā. Šajā nulles momentā enerģija, kas jāpārtrauc, arī ir nulle, ļaujot kontaktu atstarpei atjaunot dielektriskās spējas un izturēt dabisku pagaidu atveseļošanās spriegumu.
HVDC ietekstētājos situācija ir daudz sarežģītāka. Tā kā DC formas krivā nav dabisku strāvas nulles, piespiestā loksnes izmiršana var radīt ļoti augstu pagaidu atveseļošanās spriegumu. Bez pareizas loksnes izmiršanas pastāv risks, ka notiks atkalapliesana, kas var novest pie ietekstētāja kontaktu bojājumiem. Projektes veidošanas laikā inženieri saskaras ar trim galvenajiem izaicinājumiem:
Sintētiskās Strāvas Nulles Izveide: Tas ir būtiski loksnes izmiršanai, jo gājiena strāvā trūkst dabisku nulles vērtību, kas padara grūtu loksnes pārtraukšanu.
Atkalapliesanas Novēršana: Kad loksne ir pārtraukta, jāievieš pasākumi, lai novērstu to atkalapliesanu, kas varētu radīt kaitējumu ietekstētājam un sabojāt sistēmu.
Krāto Enerģijas Attiecība: Sistēmas komponentu saglabātā enerģija jāattiecina droši, lai izvairītos no potenciālām briesmām.
Lai pārvarētu dabisko strāvas nulles trūkumu, HVDC ietekstētāji izmanto principu par sintētisko strāvas nulles izveidi loksnes izmiršanai. Viens bieži izmantots risinājums ietver paralēla L-C (induktora-kondensatora) tīkla ieviešanu. Kad šis tīkls tiek aktivizēts, tas izraisa loksnes strāvas oscilācijas. Šīs oscilācijas ir intensīvas un izraisa vairākas sintētiskas strāvas nulles. Ietekstētājs tad izmirza loksni vienā no šīm sintētiskajām nulles vērtībām. Lai šis paņēmiens būtu efektīvs, oscilāciju virsotnes strāva jāpārsniedz tā gājiena strāva, ko jāpārtrauc.
Detaļākā realizācija ietver seriju rezonansa tīkla, kas sastāv no induktora (L) un kondensatora (C), savienojumu ar tradicionālā gājiena strāvas ietekstētāja galveno kontaktu (M) caur palīgkontaktu (S1). Papildus tam, pretestība (R) ir savienota ar kontaktu (S2). Normālā darbības stāvoklī galvenais kontakts (M) un uzlādes kontakts (S2) paliek slēgti. Kondensors (C) tiek uzlādēts līnijas spriegumam caur augsto pretestību (R). Mezglā kontakts (S1) paliek atvērts, ar līnijas spriegumu tajā. Šis izpilde veido nepieciešamos apstākļus, lai pārtrauktu gājiena strāvu kļūdas situācijā, izveidojot sintētiskas strāvas nulles un pārvaldot saistītos elektrotehniskos procesus.
Kad runa ir par galvenā tīkla strāvas Id pārtraukšanu, darbības mehānisms uzsāk rindu darbību. Pirmkārt, tas atver kontaktu S2 un vienlaikus aizver kontaktu S1. Šī konfigurācija aktivizē kondensora C atlādi caur indukciju L, galveno kontaktu M un palīgkontaktu S1. Tā rezultātā tiek izveidota oscilējoša strāva, kā attēlots zemāk esošajā diagrammā. Šī oscilējošā strāva izraisa sintētiskas strāvas nulles, kas ir būtiskas ietekstētāja pareizai darbībai. Galvenais ietekstētāja kontakts M tiek atvērts precīzi vienā no šīm sintētiskajām strāvas nulles vērtībām. Kad galvenais kontakts M ir veiksmīgi pārtraucis strāvu, kontakts S1 tiek atvērts, un kontakts S2 tiek aizvērts, atjaunojot sistēmu iespējamām nākotnes operācijām un nodrošinot HVDC ietekstēšanas procesa integritāti.
Alternatīvais Risinājums Galvenā Gājiena Strāvas Pārtraukšanai
Alternatīvs risinājums, lai pārtrauktu galveno gājiena strāvu augstsprieguma gājiena strāvas (HVDC) sistēmā, ietver strāvas novirzīšanu uz kondensatoru, kas efektīvi samazina strāvas lielumu, ko ietekstētājiem jāpārtrauc. Šis risinājums ir attēlots zemāk esošajā diagrammā, un tas sākas ar kondensoru C, kas sākotnēji atrodas bez uzlādes stāvoklī.
Kad ietekstētāja galvenais kontakts M sāk atvērties, notiek kritisks notikums: iepriekš caur galveno kontaktu M plūstošā galvenā tīkla strāva tiek novirzīta un sāk plūstēt uz kondensoru C. Tā rezultātā strāvas slodze, ko galvenie kontakti M jāuzņem pārtraukuma procesā, ir būtiski samazināta. Šis strāvas lieluma samazinājums mazina slogu ietekstētājam, padarot pārtraukuma procesu vieglāku un mazāk riskantu, nekausējot vai nesabojājot sistēmu.
Papildus kondensora lomai strāvas novirzīšanā, netipiska pretestība R ir arī būtisks sistēmas komponents. Netipiskā pretestība R spēlē galveno lomu, absorbējot enerģiju, kas saistīta ar strāvas plūsmu, neizraisot būtisku sprieguma pieaugumu galvenajā kontaktā M. Efektīvi attiecīdams enerģiju, netipiskā pretestība palīdz uzturēt ietekstētāja un kopējās elektrosistēmas integritāti, nodrošinot, ka sprieguma līmeņi paliek pieņemamās robežās pārtraukuma procesa laikā. Šis kondensatora C un netipiskās pretestības R koordinēta darbība nodrošina efektīvu un uzticamu metodi, lai pārtrauktu galveno gājiena strāvu HVDC sistēmā.
Atveseļošanās sprieguma pieauguma tempa M virsū izsaka kā
DC ietekstētājos, kas balstās uz oscilējošām strāvām, lai pārtrauktu plūsmu, atkalapliesanas novēršana ir īpaši grūta. Tas ir saistīts ar ļoti īsu laika periodu, kurā strāva tiek pārtraukta vai "sadraudzīta". Kad strāva tiek ātri pārtraukta tik īsā laika periodā, tā izraisa steila un ātra pieauguma impulss atkalapliesanas spriegumā ietekstētāja kontaktpunktu starpā. Šis augsts, strauji pieaugošais spriegums rada nozīmīgu draudu ietekstētāja integritātei. Lai nodrošinātu uzticamu darbību, ietekstētājam jābūt izstrādātam ar pietiekamiem dielektriskajiem spēkiem un sprieguma izturēšanas spējām, lai izturētu šo intenso atkalapliesanas spriegumu, neierodamies atkalapliesanām, kas varētu radīt kaitējumu, elektroloksnes un sistēmas kļūdas.
