Автоматичний вимикач HVDC

Автоматичний вимикач HVDC є комутаційним пристроємщо перериває потік аномального постійного струму в ланцюзі. При виникненні несправності в системі механічні контакти вимикача розсуваються і, таким чином, їхня ланцюг відкрита. У вимикачі HVDC розрив ланцюга утруднений, оскільки струм через нього односпрямований і немає нульового струму.

Основне застосування вимикача HVDC- переривати струми постійного струму високої напруги в мережі. Вимикач змінного струму легко перериває дугу при природному струмі нуля в хвилі змінного струму. При нульовому струмі енергія, що переривається, також дорівнює нулю. Контактна щілина повинна відновлювати діелектричну міцність, щоб витримувати природну перехідну напругу відновлення.

З вимикачами постійного струму, проблема більшескладний, оскільки форма сигналу постійного струму не має природних поточних нулів. Вимушене переривання дуги призвело б до високої напруги відновлення перехідних процесів і перезавантаження без переривання дуги і остаточного руйнування контактів розривів. При проектуванні вимикачів HVDC існують три основні проблеми, які необхідно подолати. Ці проблеми є

• Створення штучного струму нуля.
• Запобігання дугових ударів.
• Розсіювання накопиченої енергії.

Використовуються штучні поточні нульові принципиу вимикачах HVDC для гасіння дуги. Вводячи паралельний контур L-C, струм дуги піддається коливанням. Ці коливання є серйозними і мають кілька штучних поточних нулів. Вимикач гасить дугу в одному з штучних поточних нулів. Ток гребеня коливань повинен бути більшим, ніж прямий струм, що переривається.

Рядний резонансний контур з L і C з'єднаний через головний контакт М звичайного вимикача постійного струму через допоміжний контакт S₁і резистор R з'єднаний через контакт S₂. У нормальних умовах роботи головний контакт М і контакт зарядки S₂ залишаються закритими, а конденсатор C заряджається до лінійної напруги через високий опір R. Контакт S₁ є відкритим і має напругу по лінії.

Для переривання основного струму струму I_d, робочий механізм відкритого контакту S₂ і закриває контакт S₁. Це вказує на розряд конденсатора С через індуктивність L, головний контакт М і допоміжний контакт S₁ встановлення коливального струму показано на малюнку нижче. Таким чином, створюються штучні струми нулів, а головний контакт вимикача М відкривається при нульовому струмі. Після цього зверніться до S₁ відкривається і зв'язується з S₂ зачинено.

Інший спосіб перервати головний прямийструм є його відведенням до конденсатора, так що величина струму, що переривається вимикачами, стає меншою. Це показано на малюнку нижче. Конденсатор С спочатку незаряджений.

Коли головний контакт М відкривається, головна схемаструм відводиться на конденсатор С. Таким чином, струм, який переривається основними контактами М, стає меншим. Нелінійний резистор R поглинає енергію без значного додавання напруги на основний контакт М.

Швидкість підвищення напруги відновлення в М виражається як

Проблема запобігання ретриксів дуже великаінтенсивні в коливальних струмах вимикачі постійного струму, де час, в якому струм руйнується, дуже малий. Таким чином, виробляється крутий сплеск напруги перемикання через висновки вимикача, і вимикач повинен бути здатним витримувати цю напругу.