يعد تحليل الأعطال من القطب إلى الأرض (PTG) ذو أهمية حيوية لشبكة التيار المباشر عالي الجهد (HVDC)، ومع ذلك لم يتم أخذ العديد من العوامل في الاعتبار.
تحليل الأعطال الكهربائية من القطب إلى الأرض لشبكة HVDC
في الوقت الحاضر، تعد شبكة التيار المباشر عالي الجهد الكهربائي المرتكز على المحول متعدد المستويات (MMC-HVDC) جذابة “لتكامل الطاقة المتجددة” وربط الطاقة العالمي، بحيث يمكن تكوينه إما عن طريق هيكل أحادي القطب متماثل أو ثنائي القطب، وبالمقارنة مع الهيكل أحادي القطب يظهر التكوين ثنائي القطب المتماثل مزايا في نقل الطاقة السائبة والتحكم في تحمل أخطاء التيار المستمر.
وفي شبكة (HVDC)؛ يعد خطأ القطب إلى الأرض (PTG) أحد أكثر أخطاء جانب التيار المستمر شيوعاً، ولحماية الشبكة الكهربائية، كذلك تم إجراء الكثير من الدراسات، والتي يمكن تلخيصها في حلين، بحيث يعتمد الحل الأول على (MMCs) مع القدرة على معالجة خطأ التيار المستمر، ومع ذلك يحتاج هذا الحل إلى منع الترانزستورات ثنائية القطب المعزولة للبوابة (IGBTs) أو تنظيم جهد شبكة التيار المستمر إلى الصفر.
أيضاً يؤدي ذلك إلى انقطاع مؤقت في نقل الطاقة النشط، كما أن الحل الآخر يعتمد على قواطع التيار المستمر (DCCBs)، بحيث يمكن عزل خطوط التيار المستمر المعيبة بشكل انتقائي باستخدام (DCCBs)، كما ويمكن لأجزاء التيار المستمر السليمة الحفاظ على التشغيل المستمر، وعلى هذا الأساس يعتبر هذا الحل مرشحاً واعداً لشبكة (HVDC) واسعة النطاق في المستقبل.
كما يوضح الشكل التالي (1) تسلسل الحماية النموذجي للحل المستند إلى (DCCB) تحت خطأ (PTG)، حيث (t = 5) مللي ثانية، (t2≈150−500) مللي ثانية و(t3≈100) مللي ثانية، بحيث تنقسم العملية العابرة إلى ثلاث مراحل:
- المرحلة (1): هي اكتشاف الخطأ وفتح (DCCB).
- المرحلة (2): هي إزالة الأيونات من خط التيار المستمر.
- المرحلة (3): هي استعادة تدفق التيار المستمر.
