Selected Aspects of Short-Circuits in the DC Circuit of HVDC Systems in Transistor (VSC) and Thyristor (LCC) Technologies

The article addresses the problem of short-circuits in DC circuits of high voltage direct current (HVDC) transmission systems. The current state of HVDC technology development, including achievable parameters of semiconductor components, relevant for short-circuit strength, are presented. The differences between voltage source converter (VSC HVDC) topologies are described from the perspective of affecting the possibilities of switching off short-circuit currents and the results of simulation tests for selected topologies are presented. Responses of a system with a cable and overhead line to ground-fault of one or both poles are analysed and compared. The results of the analysis have shown that short-circuits in the DC circuits of a VSC HVDC system cause a rapid and very significant increase in the short-circuit current, which imposes high requirements on DC breakers that are starting to appear in field applications.

---

W artykule podjęto problem zwarć w obwodach DC układów przesyłowych prądu stałego na wysokim napięciu (HVDC). Przedstawiono aktualny stan rozwoju technologii HVDC, w tym osiągalne parametry elementów półprzewodnikowych, istotne z punktu widzenia wytrzymałości zwarciowej. Opisano różnice w topologiach przekształtników układów tranzystorowych (VSC HVDC) wpływające na możliwości wyłączania prądów zwarciowych oraz przedstawiono wyniki badań symulacyjnych dla wybra- nych z nich. Poddano analizie i porównano odpowiedzi układu z linią kablową i napowietrzną na zwarcie jednego bieguna lub obu biegunów do ziemi. Wyniki analiz pokazały, że zwarcia w obwodach prądu stałego układu VSC HVDC powodują szybki i bardzo znaczny wzrost prądu zwarciowego, co narzuca duże wymagania na wyłączniki DC, które dopiero zaczynają być w praktyce stosowane.