Disjuntor HVDC

O disjuntor HVDC é um dispositivo de comutaçãoque interrompe o fluxo de corrente contínua anormal no circuito. Quando a falha ocorre no sistema, os contatos mecânicos do disjuntor são separados e, assim, seu circuito é aberto. No disjuntor HVDC, a quebra do circuito é difícil porque o fluxo de corrente através dele é unidirecional e não há corrente zero.

A principal aplicação do disjuntor HVDCé interromper os fluxos de corrente contínua de alta tensão na rede. O disjuntor AC interrompe facilmente o arco na corrente natural zero na onda CA. Na corrente zero, a energia a ser interrompida também é zero. A folga do contato deve recuperar a rigidez dielétrica para suportar a tensão de recuperação transitória natural.

Com disjuntores CC, o problema é maiscomplexo como a forma de onda DC não possui zeros de corrente natural. A interrupção do arco forçado produziria alta tensão de recuperação transitória e reativação sem interrupção do arco e destruição final dos contatos do disjuntor. No projeto de disjuntores HVDC, existem três problemas principais a serem superados. Esses problemas são

• Criação de corrente artificial zero.
• Prevenção de restrikes arc.
• Dissipação de energia armazenada.

Os princípios zero atuais da corrente artificial são usadosem disjuntores HVDC para extinção de arco. Introduzindo um circuito L-C paralelo, a corrente do arco é submetida a oscilações. Essas oscilações são severas e possuem vários zeros de corrente artificial. O disjuntor extingue o arco em um dos zeros de corrente artificial. A corrente de crista da oscilação deve ser maior que a corrente direta a ser interrompida.

Um circuito ressonante série com L e C é conectado através do contato principal M de um disjuntor CC convencional através de um contato auxiliar S₁e o resistor R é conectado através do contato S₂. Em condições normais de operação, contato principal M e contato de carga S₂ permanecer fechado, e o capacitor C é carregado para a tensão de linha através da alta resistência R. Contato S₁ está aberto e tem voltagem de linha através dele.

Para interromper a corrente do circuito principal I_d, o contato aberto do mecanismo de operação S₂ e fecha contato S₁. Isso indica a descarga do capacitor C através da indutância L, contato principal M e contato auxiliar S₁ configurando uma corrente oscilatória mostrada na figura abaixo. Assim, são criados zeros de corrente artificial e o contato principal M do disjuntor é aberto em um zero atual. Depois disso, entre em contato com S₁ está aberto e entre em contato com S₂ está fechado.

Outra maneira de interromper a principal diretaa corrente é por seu desvio para o capacitor de modo que a magnitude da corrente a ser interrompida pelos disjuntores se torne menor. Isso é mostrado na figura abaixo. O capacitor C é inicialmente descarregado.

Quando o contato principal M abre, o circuito principala corrente é desviada para o capacitor C. Assim, a corrente a ser interrompida pelos contatos principais M torna-se menor. O resistor não linear R absorve energia sem aumentar muito a tensão através do contato principal M.

A taxa de subida da tensão de recuperação em M é expressa como

O problema da prevenção de restrikes é muitointenso em disjuntores de corrente contínua oscilante onde o tempo em que a corrente é cortada é muito pequeno. Assim, o aumento acentuado da voltagem restriking nos terminais do disjuntor é produzido, e o disjuntor deve ser capaz de suportar essa tensão.