Teste de falha de geradores de curto-circuito AC de baixa frequência para disjuntores de corrente contínua de alta tensão

Dado o Tempo de Operação do Disjuntor, a Magnitude da Tensão de Alimentação, o Ângulo de Ligação, a Indutância do Circuito e a Frequência do Gerador são Parâmetros de Projeto Chave para Obter um di/dt Suficiente e um Adequado Suprimento de Energia.

Após a interrupção da corrente, a tensão dielétrica pode ser fornecida por uma fonte de tensão DC separada, embora isso apresente alguns desafios práticos. O capacitor permanece carregado durante todo o período de absorção de energia, com seu valor igual à TRV (Tensão de Recuperação Transitória) do disjuntor. Isso pode ser usado para fornecer tensão dielétrica após a interrupção.

O diagrama do circuito de teste mostrado é equivalente ao objeto de teste (disjuntor HVDC). Ele utiliza 3 geradores de curto-circuito e 3 transformadores elevadores. O disjuntor principal (MB) deve fechar a corrente primária no lado do gerador em um único ciclo. O interruptor de ligação (MS) precisa ser ajustado com precisão à corrente de defeito para criar condições "semelhantes a DC" dentro do tempo de supressão de defeito do disjuntor DC. São adicionados ao circuito disjuntores AC (ACB1) e lacunas de ligação acionadas para isolação de corrente no circuito de potência, para evitar adições subsequentes de energia DC e proteção contra sobrecorrente.

Explicação Detalhada

1. Parâmetros de Projeto:

   • Tempo de Operação do Disjuntor: O tempo necessário para que o disjuntor opere é crucial para garantir a interrupção adequada da corrente.
   • Magnitude da Tensão de Alimentação: O nível de tensão que impulsiona o circuito deve ser suficiente para alcançar o di/dt (taxa de variação da corrente) desejado.
   • Ângulo de Ligação: O ângulo em que o disjuntor é ligado afeta as condições iniciais de corrente e tensão.
   • Indutância do Circuito: A indutância do circuito influencia a taxa de aumento e diminuição da corrente.
   • Frequência do Gerador: A frequência do gerador impacta o timing e a sincronização das operações do disjuntor.

2. Tensão Dielétrica Após a Interrupção da Corrente:

   • Fonte de Tensão DC Separada: Fornecer tensão dielétrica após a interrupção da corrente usando uma fonte de tensão DC separada é uma abordagem viável, mas introduz desafios práticos.
   • Capacitor Carregado: O capacitor permanece carregado durante o período de absorção de energia, mantendo uma tensão igual à TRV do disjuntor. Isso garante tensão dielétrica contínua após a interrupção.

3. Configuração do Circuito de Teste:

   • Geradores de Curto-Circuito e Transformadores Elevadores: A configuração de teste inclui 3 geradores de curto-circuito e 3 transformadores elevadores para simular condições de defeito realistas.
   • Disjuntor Principal (MB): O disjuntor principal fecha a corrente primária no lado do gerador em um único ciclo, garantindo um ambiente controlado para testes.
   • Interruptor de Ligação (MS): O interruptor de ligação deve ser ajustado com precisão à corrente de defeito para criar condições "semelhantes a DC" dentro do tempo de supressão de defeito do disjuntor DC.
   • Disjuntores AC (ACB1) e Lacunas de Ligação Acionadas: Esses componentes são adicionados ao circuito para isolamento de corrente, impedindo a adição subsequente de energia DC e fornecendo proteção contra sobrecorrente.

Ao considerar cuidadosamente esses parâmetros de projeto e configurar o circuito de teste adequadamente, é possível testar e validar efetivamente o desempenho dos disjuntores HVDC em várias condições de operação.