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HVDC-Übertragung

Definition: Hochspannungs-Gleichstrom (HVDC)Systeme verwenden Gleichstrom zur Übertragung von Massenleistung über große Entfernungen. Für die Stromübertragung über große Entfernungen sind HVDC-Leitungen weniger teuer und die Verluste sind geringer als bei einer Wechselstromübertragung. Es verbindet Netzwerke mit unterschiedlichen Frequenzen und Eigenschaften.

Bei AC-Übertragung Wechselspannungswellenund der Strom fließt in der Linie, die jede Millisekunde seine Richtung ändert; aufgrund dessen Verluste in Form von Wärme auftreten. Im Gegensatz zu Wechselstromleitungen ändern die Spannungs- und Stromwellen ihre Richtung im Gleichstrom nicht. HGÜ-Leitungen erhöhen den Wirkungsgrad von Übertragungsleitungen, wodurch die Leistung schnell übertragen wird.

In einem kombinierten Wechselstrom- und Gleichstromsystem wird Wechselstrom erzeugtDie Spannung wird auf der Sendeseite in DC umgewandelt. Dann wird die Gleichspannung an der Empfangsseite zu Verteilungszwecken in Wechselstrom umgewandelt. Daher werden auch die Umrüst- und Inversionsgeräte an den beiden Enden der Linie benötigt. Die HGÜ-Übertragung ist nur für Fernübertragungsleitungen mit einer Länge von mehr als 600 km und für Erdkabel von mehr als 50 km wirtschaftlich.

Wie funktioniert das HGÜ-Übertragungssystem?

In der Unterstation wird Wechselstrom erzeugtdie mit einem Gleichrichter in Gleichstrom umgewandelt werden kann. In HGÜ-Umspannwerken oder Umrichtern sind an beiden Enden einer Leitung Gleichrichter und Wechselrichter angeordnet. Die Gleichrichterklemme ändert den Wechselstrom in Gleichstrom, während der Wechselrichteranschluss Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt.

Der DC fließt mit den Freileitungen und beiDer Benutzer wird wieder in Gleichstrom umgewandelt, indem Wechselrichter verwendet werden, die sich in der Umspannstation befinden. Die Leistung bleibt an den Sende- und Empfangsenden der Leitung gleich. Gleichstrom wird über große Entfernungen übertragen, da dies die Verluste verringert und die Effizienz verbessert.

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Ein System mit mehr als zwei Konverterstationenund eine Übertragungsleitung wird als "Zwei-Terminal-Gleichstromsystem" oder "Punkt-zu-Punkt-System" bezeichnet. Wenn die Unterstation mehr als zwei Umrichterstationen hat und Gleichstrom-Anschlussleitungen miteinander verbindet, wird sie als Multiterminal-DC-Unterstation bezeichnet.

Wirtschaftlicher Abstand Für HGÜ-Übertragungsleitungen

Gleichstromleitungen sind billiger als die Wechselstromleitungen, aber dieDie Kosten für DC-Terminalgeräte sind im Vergleich zu AC-Terminalkabeln sehr hoch (siehe Abbildung unten). Daher sind die Anfangskosten im HVDC-Übertragungssystem hoch und im Wechselstromsystem niedrig.

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Der Punkt, an dem sich zwei Kurven treffen, wird als bezeichnet Bruchabstand. Oberhalb der Gewinnschwelle wird das HGÜ-System billiger. Die Überbrückungsstrecke ändert sich in Freileitungen von 500 auf 900 km.

Vorteile von HGÜ-Übertragungen

  1. Es werden weniger Leiter und Isolatoren benötigt, wodurch die Kosten des Gesamtsystems reduziert werden.
  2. Es erfordert weniger Phase zu Phase und Bodenfreiheit.
  3. Ihre Türme sind weniger teuer und billiger.
  4. Ein geringerer Korona-Verlust ist im Vergleich zu HLK-Übertragungsleitungen mit ähnlicher Leistung geringer.
  5. Die Verlustleistung wird mit Gleichstrom reduziert, da für die Stromübertragung weniger Linien erforderlich sind.
  6. Das HGÜ-System verwendet eine Erdrückführung. Tritt an einem Pol ein Fehler auf, verhält sich der andere Pol mit "Masse zurück" wie ein unabhängiger Stromkreis. Dies führt zu einem flexibleren System.
  7. Die HVDC hat die asynchrone Verbindung zwischenzwei AC-Stationen, die über eine HGÜ-Verbindung verbunden sind; die Übertragung von Energie ist unabhängig von Sendefrequenzen zu Empfangsendfrequenzen. Es verbindet also zwei Unterstationen mit unterschiedlichen Frequenzen.
  8. Aufgrund der fehlenden Frequenz in der HGÜ-Leitung treten im System keine Verluste wie Hauteffekt und Näherungseffekt auf.
  9. Es erzeugt oder absorbiert keine Blindleistung. Daher ist keine Blindleistungskompensation erforderlich.
  10. Die sehr genaue und verlustfreie Energie fließt durch den DC-Link.

Nachteile der HGÜ-Übertragung

  1. Umspannstationen sind sowohl am Sende- als auch am Empfangsende der Übertragungsleitungen angeordnet, was die Kosten erhöht.
  2. Wechselrichter- und Gleichrichteranschlüsse erzeugen Oberwellen, die durch den Einsatz von aktiven Filtern reduziert werden können, die ebenfalls sehr teuer sind.
  3. Wenn in der AC-Unterstation ein Fehler auftritt, kann dies zu einem Stromausfall für die nahegelegene HGÜ-Unterstation führen
  4. Der in Umrichterstationen verwendete Wechselrichter hat eine begrenzte Überlastfähigkeit.
  5. Leistungsschalter werden in HGÜ zum Unterbrechen eines Stromkreises verwendet, was ebenfalls sehr teuer ist.
  6. Es hat keine Transformatoren zum Ändern der Spannungspegel.
  7. In der Umspannstation entsteht ein Wärmeverlust, der durch den Einsatz des aktiven Kühlsystems reduziert werden muss.
  8. HGÜ-Verbindung selbst ist auch sehr kompliziert.

Fazit

Wenn man alle Vorteile von DC in Betracht zieht, scheint esdass HVDC-Leitungen leistungsfähiger sind als Wechselstromleitungen. Die Anschaffungskosten einer HVDC-Unterstation sind jedoch sehr hoch und ihre Stationsausrüstung ist ziemlich kompliziert. Daher ist es für die Übertragung über große Entfernungen vorzuziehen, dass der Strom in Wechselstrom erzeugt wird, und für die Übertragung wird er in Gleichstrom umgewandelt und dann wieder in umgewandelt AC für den endgültigen Gebrauch. Dieses System ist wirtschaftlich und verbessert auch die Effizienz des Systems.

Ebenfalls Sehen Verschiedene Arten von HGÜ-Verbindungen.

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