Rectifier-Type Hybrid High-Voltage DC Circuit Breaker Solution రెక్టిఫයర్-టైప్ హైబ్రిడ్ హై-వోల్టేజ్ డీసి సర్క్యుిట్ బ్రేకర్ పరిష్కారం

I. ప్రాజెక్ట్ బ్యాక్గ్రౌండ్ మరియు అవసరమైన విశ్లేషణ​
శక్తి మార్పు యొక్క గాఢమైన ప్రగతితో, వోల్టేజ్ సోర్స్ కన్వర్టర్ (VSC)-అనుసారమైన నాభాధికారి డీసీ ట్రాన్స్మిషన్ టెక్నాలజీ దీని స్వయంప్రభుత సామర్థ్యం మరియు లాన్-డిస్టెన్స్ పవర్ ట్రాన్స్మిషన్ సామర్థ్యాలను పెంచుతుందని వినియోగం చేసుకోవడం మరియు రెండు విధానాలుగా ప్రభావం తో ఇది పెద్ద పరిమాణంలో పునరుత్పత్తి శక్తి సమగ్రతను సహాయపడుతుంది. ఈ పరిస్థితిలో, ఉపయోగకరమైన డీసీ సర్క్యూట్ బ్రేకర్లు, ద్రుత ఫాల్ట్ విచ్ఛేదన మరియు గ్రిడ్ సురక్షట్టు మరియు స్థిరమైన సంకేతం కోసం ముఖ్యమైన ప్రతిరక్షణ పరికరాలు. ఉపయోగకరమైన డీసీ సర్క్యూట్ బ్రేకర్లు లేనట్లయితే, నాభాధికారి డీసీ గ్రిడ్ల పరిచలన స్వచ్ఛందత మరియు పవర్ సప్లై స్థిరమైన సంకేతం కీలకంగా పొరపబడతాయి.

ప్రస్తుతం ప్రధాన ఉపయోగకరమైన హై-వోల్టేజ్ డీసీ సర్క్యూట్ బ్రేకర్ టెక్నాలజీలు కీలకమైన పరిమితులను కలిగి ఉన్నాయి:

• ​మెకానికల్ సర్క్యూట్ బ్రేకర్లు: వాటి ప్రవాహం లాభాలు తక్కువ మరియు ఎత్తైన వోల్టేజ్ సాహాయ్యం ఉంటుంది, కానీ వాటి విచ్ఛేదన సమయం పదేళ్ళ మిలీసెకన్లు, నాభాధికారి డీసీ గ్రిడ్లలో మిలీసెకన్-లెవల్ ద్రుత ఫాల్ట్ విచ్ఛేదన యొక్క కఠిన అవసరాన్ని సంతృప్తి చేయలేము.
• ​అన్ని-సోలిడ్-స్టేట్ సర్కీట్ బ్రేకర్లు: సెమికాండక్టర్ పరికరాల మీద ఆధారపడి, వాటి చాలా ద్రుత విచ్ఛేదన లేదు, కానీ వాటి ప్రవాహం లాభాలు ఎక్కువ, పరిచలన ఖర్చులు ఎక్కువ, మరియు ఆర్థిక సువిధానికి తక్కువ.
• ​ప్రాచీన హైబ్రిడ్ సర్కీట్ బ్రేకర్లు: మెకానికల్ స్విచ్‌ల తక్కువ లాభాలు మరియు సోలిడ్-స్టేట్ స్విచ్‌ల ద్రుత విచ్ఛేదనను కలిపి ఉంటాయి, కానీ వాటి టాపోలజీ అంతర్ముఖ మరియు ప్రతి దిశలో సమానంగా కనెక్ట్ చేయబడిన IGBTs అవసరం, పరికరాల ఉపయోగం తక్కువ, వ్యవస్థా సంక్లిష్టత, మరియు ఎక్కువ ఖర్చులను సంతృప్తి చేసుకోవాల్సి ఉంటాయి.

ఈ టెక్నికల్ బాట్ల్న్కు ప్రతికారంగా, ద్రుత విచ్ఛేదన సామర్థ్యం, తక్కువ పరిచలన లాభాలు, ఎక్కువ ఆర్థిక సువిధాను మరియు ఎత్తైన స్థిరమైన సంకేతం కలిగిన కొత్త డీసీ సర్కీట్ బ్రేకర్ పరిష్కారం అవసరం.

​II. పరిష్కారం: రెక్టిఫైయర్-టైప్ హైబ్రిడ్ హై-వోల్టేజ్ డీసీ సర్కీట్ బ్రేకర్​
ఈ పరిష్కారం అనేక ప్రధాన టెక్నాలజీల పరిమితులను పరిష్కరించడానికి ఒక కొత్త రెక్టిఫైయర్-టైప్ హైబ్రిడ్ హై-వోల్టేజ్ డీసీ సర్కీట్ బ్రేకర్ టోపోలజీని ప్రతిపాదిస్తుంది.

​​(I) ముఖ్య టెక్నాలజీ: కొత్త సర్కీట్ టోపోలజీ​
ఈ సర్కీట్ బ్రేకర్ టోపోలజీ సమాంతరంగా కన్నెక్ట్ చేయబడిన ప్రవాహం-కెర్రింగ్ శాఖ మరియు ప్రవాహం-బ్రేకింగ్ శాఖ నుండి ఏర్పడుతుంది.

1. ​ప్రవాహం-కెర్రింగ్ శాఖ:
• ​సంఘటన: ఒక ద్రుత మెకానికల్ స్విచ్ (S1) మరియు ప్రవాహం-కెర్రింగ్ వాల్వ్ గ్రూప్ (Q1) సమానంగా కన్నెక్ట్ చేయబడినది.
• ​లక్షణాలు: S1 చాలా తక్కువ కంటాక్ట్ రిజిస్టెన్స్ ఉంటుంది (మాత్ర పదేళ్ళ మైక్రో-ఓహ్మ్లు), Q1 తక్కువ కండక్షన్ వోల్టేజ్ విచ్ఛేదన ఉన్న చాలా తక్కువ IGBTs నుండి ఏర్పడుతుంది. సాధారణ పరిచలనంలో, ప్రామాణిక ప్రవాహం ఈ శాఖ ద్వారా ప్రవహిస్తుంది, చాలా తక్కువ ప్రవాహం లాభాలను సంతృప్తి చేసుకోవాల్సి ఉంటుంది.
2. ​ప్రవాహం-బ్రేకింగ్ శాఖ:
• ​సంఘటన: బ్రిడ్జ్ రిక్టిఫైయర్ స్ట్రక్చర్ ఉపయోగించబడింది, ఇది బ్రిడ్జ్ కమ్యుటేషన్ వాల్వ్ గ్రూప్ (D1-D4, అనేక సమానంగా కన్నెక్ట్ చేయబడిన డైయోడ్లు నుండి ఏర్పడుతుంది), ఏకాంతర విచ్ఛేదన వాల్వ్ గ్రూప్ (Q2, అనేక సమానంగా కన్నెక్ట్ చేయబడిన IGBTs నుండి ఏర్పడుతుంది), మరియు అసంఖ్యత రెసిస్టర్ (MOV1, అర్రెస్టర్).
• ​ముఖ్య లాభం: బ్రిడ్జ్ రిక్టిఫైయర్ స్ట్రక్చర్ చాలా చాలా చోట్ల ప్రవాహం కమ్యుటేషన్ చేయబడింది, ఏకాంతర IGBT విచ్ఛేదన వాల్వ్ గ్రూప్ (Q2) ద్వారా ద్విముఖ డీసీ ఫాల్ట్ ప్రవాహం విచ్ఛేదన చేయబడుతుంది. ప్రాచీన హైబ్రిడ్ టోపోలజీలతో పోల్చినప్పుడు, IGBTs సంఖ్య రెండు వశాలలో తగ్గించబడుతుంది. కార్యక్షమ ప్రెస్-పాక్ IGBTs అదే రెట్లు డైయోడ్ల కన్నా ప్రాయోజికంగా 10 రెట్లు ఖర్చు ఉంటాయి, మరియు IGBTs సంఖ్య తగ్గించబడినందున, సహాయక డ్రైవర్ బోర్డ్ల సంఖ్య కూడా తగ్గించబడుతుంది, ఈ టోపోలజీ చాలా ఖర్చు తగ్గించబడుతుంది మరియు మొత్తం స్థిరమైన సంకేతాన్ని పెంచబడుతుంది.

​​(II) దక్షమమైన విచ్ఛేదన పన్ను​
పోర్ట్ 1 నుండి పోర్ట్ 2 వరకు ప్రవహిస్తున్న ప్రవాహం ఉదాహరణగా, విచ్ఛేదన ప్రక్రియ నాలుగు పద్ధతులను కలిగి ఉంటుంది:

1. ​పద్ధతి 1 (t0–t1, ఫాల్ట్ జరిగింది)​: లైన్లో శోధించబడిన షార్ట్-సర్కీట్ ఫాల్ట్, ప్రవాహం చాలా ఎక్కువగా పెరిగింది. ఈ సమయంలో, S1 మరియు Q1 కండక్టింగ్, Q2 ఆఫ్, మరియు ఫాల్ట్ ప్రవాహం ప్రవాహం-కెర్రింగ్ శాఖ ద్వారా ప్రవహిస్తుంది.
2. ​పద్ధతి 2 (t1–t2, ప్రవాహం మార్పు)​: నియంత్రణ వ్యవస్థ ఆపేనింగ్ కమాండ్ ఇచ్చి, Q2 ఆన్ చేసి, Q1 ఆఫ్ చేసింది. Q2 కండక్టింగ్ బ్రిడ్జ్ ఆర్మ్ పై కమ్యుటేషన్ వోల్టేజ్ ఉత్పత్తి చేసి, ప్రవాహం ప్రవాహం-కెర్రింగ్ శాఖ నుండి ప్రవాహం-బ్రేకింగ్ శాఖకు (మార్గం: D1 → Q2 → D4) మారింది.
3. ​పద్ధతి 3 (t2–t3, మెకానికల్ స్విచ్ విచ్ఛేదన)​: ప్రవాహం-కెర్రింగ్ శాఖ ప్రవాహం ముందుకు మారినందున, ద్రుత మెకానికల్ స్విచ్ S1 జీరో-కరెంట్ మరియు జీరో-వోల్టేజ్ పరిస్థితులలో ఆర్కింగ్ లేకుండా విచ్ఛేదన చేసి, ఇన్స్యులేషన్ స్థాయి ఏర్పాటు చేసింది.
4. ​పద్ధతి 4 (t3–t4, ఫాల్ట్ ప్రవాహం నివృత్తి)​: S1 ముందుకు విచ్ఛేదన చేసినందున, Q2 ఆఫ్ చేసింది. Q2 ఆఫ్ చేసినందున, సర్కీట్ బ్రేకర్ పై ట్రాన్సీంట్ ఓవర్వోల్టేజ్ ఉత్పత్తి చేసి, MOV1 కండక్ట్ చేసి, ఫాల్ట్ ప్రవాహం MOV1 ద్వారా విసర్జించబడింది, శక్తి కొన్నింతంగా నష్టం చేయబడినందున, ప్రవాహం జీరోకి తగ్గింది, ఫాల్ట్ విచ్ఛేదన పూర్తయింది.

విలోమ ప్రవాహం విచ్ఛేదన ప్రమాణం అదే, డైయోడ్ బ్రిడ్జ్ (D2, D3) ద్వారా గైడ్ చేసి Q2 ద్వారా ప్రవహిస్తుంది.

​​(III) ప్రజ్ఞాత్మక నియంత్రణ స్ట్రాటెజీ​

1. ​ప్రాథమిక విచ్ఛేదన నియంత్రణ స్ట్రాటెజీ:
• ​ప్రయోజనం: ద్రుత మెకానికల్ స్విచ్ ఆపేనింగ్ సమయం (ప్రాయోజికంగా 2 మిలీసెకన్లు) యొక్క ఎత్తైన నిష్పత్తి బాట్ల్న్కు ప్రతికారంగా, మొత్తం విచ్ఛేదన సమయాన్ని చాలా చాలా చేయడం, మరియు ఫాల్ట్ ప్రవాహం చ్యూట్ పీక్ నియంత్రించడం.
• ​లాజిక్: బస్ వోల్టేజ్, లైన్ వోల్టేజ్, మరియు లైన్ కరెంట్ (మొత్తం 6 క్రిటరియాలు, టేబుల్ 1 లో చూపినట్లు) యొక్క వాస్తవ సమయ నిరీక్షణ ద్వారా, ఏదైనా అసాధారణ క్రిటరియా ట్రిగర్ చేయబడినప్పుడు, ప్రాథమిక విచ్ఛేదన చర్య ముందుగా ప్రారంభించబడుతుంది (ప్రవాహం ప్రవాహం-బ్రేకింగ్ శాఖకు మార్పు చేయడం మరియు S1 ఆపేనింగ్). ప్రామాణిక ఆపేనింగ్ కమాండ్ తర్వాత వచ్చినట్లు, విచ్ఛేదన పూర్తవచ్చు; కానీ ఇది ఫాల్స్ అలార్మ్ అయితే, ప్రవాహం ప్రవాహం-కెర్రింగ్ శాఖకు మళ