Con la implementación a gran escala de proyectos de transmisión en corriente continua (CC), el número y la frecuencia de los generadores de alta tensión en CC han aumentado considerablemente. Para mejorar la eficiencia de los generadores de alta tensión en CC, es necesario incrementar la velocidad de conmutación de polaridad.
La conversión omnipolar del generador de alta tensión en corriente continua implica una serie de procesos, tales como la reducción de voltaje del generador, la conexión a tierra, el cambio de polaridad de la pila de silicio, la conexión a tierra y el aumento de voltaje. Cada paso del proceso de cambio de polaridad requiere mucho tiempo. Para acortar el tiempo de cambio de polaridad del generador de alta tensión en corriente continua y lograr un cambio rápido de polaridad, es necesario reducir el tiempo de cada proceso.
Tres métodos de conversión rápida de polaridad del generador de alta tensión de corriente continua:
1. Acelerar la velocidad de descenso durante el proceso de descenso es un aspecto clave para acortar la conmutación de polaridad, principalmente mediante el aumento de la resistencia de descarga para incrementar la velocidad de descenso. Aumentar la resistencia de descarga no incrementa la resistencia total de la resistencia de descarga, sino que aumenta y divide el voltaje. El número de resistores conectados en paralelo con el mismo valor de resistencia. Cuanto mayor sea el número de barras, menor será la resistencia total y más rápida será la caída de voltaje. Al mismo tiempo, debe considerarse el límite inferior de la resistencia de descarga, ya que una resistencia de descarga demasiado pequeña inevitablemente provocará un aumento de la corriente de fuga durante el funcionamiento normal del dispositivo.
2. En el proceso de puesta a tierra del interruptor de puesta a tierra, transcurre mucho tiempo hasta que el voltaje de prueba se reduce a cero o casi cero. Cuando el voltaje de la fuente de alta tensión de corriente continua disminuye desde el valor de prueba hasta un determinado nivel, la puesta a tierra directa mediante el interruptor rápido de puesta a tierra puede reducir considerablemente el tiempo requerido para la puesta a tierra del interruptor de puesta a tierra. Sin embargo, el interruptor rápido de puesta a tierra que cumple con los requisitos de alta tensión debe soportar toda la alta tensión y las grandes corrientes. El interruptor de puesta a tierra presenta exigencias extremas.
3. En términos sencillos, la pila de silicio debe lograr un cambio rápido de polaridad para realizar el cambio de polaridad del tubo interno individual. Para alcanzar este objetivo, primero debemos considerar la fuente de accionamiento. Actualmente existen tres tipos simples de accionamiento: eléctrico, neumático e hidráulico. Según las características estructurales del generador de alta tensión de corriente continua, es imposible lograr el suministro de energía bajo alta presión. El dispositivo neumático utiliza la relación de compresión del aire en la resonancia en serie del cilindro. Si todos los reactores de silicio se conectan en serie mediante tuberías de gas, cuando la humedad del gas sea elevada, todo el equipo experimentará una descarga a través de la tubería de gas, lo que provocará daños al equipo, entre otros problemas. El método hidráulico, que emplea aceite aislante de alquilbenceno tratado al vacío, no causará emisiones. En segundo lugar, la relación de compresión del aceite es mucho menor que la del gas, lo que permite lograr una conversión suave de polaridad en el reactor de silicio y evitar los problemas asociados con los otros dos métodos. En comparación, se observa que el método de selección hidráulica resulta razonable.