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Trasmissione HVDC

Definizione: Alimentazione in corrente continua ad alta tensione (HVDC)i sistemi usano il D.C. per la trasmissione di potenza di massa su lunghe distanze. Per la trasmissione di energia a lunga distanza, le linee HVDC sono meno costose e le perdite sono inferiori rispetto alla trasmissione CA. Collega le reti che hanno frequenze e caratteristiche diverse.

In trasmissione in corrente alternata, onde alternate di tensionee la corrente viaggia nella linea che cambia la sua direzione ogni millisecondo; a causa di quali perdite si verificano sotto forma di calore. A differenza delle linee AC, le onde di tensione e corrente non cambiano la loro direzione in DC. Le linee HVDC aumentano l'efficienza delle linee di trasmissione grazie alle quali la potenza viene rapidamente trasferita.

In un sistema combinato AC e DC, generato ACla tensione viene convertita in DC alla fine di invio. Quindi, la tensione CC viene invertita in CA sul lato ricevente, a scopo di distribuzione. Pertanto, le apparecchiature di conversione e inversione sono anche necessarie alle due estremità della linea. La trasmissione HVDC è economica solo per linee di trasmissione a lunga distanza con una lunghezza superiore a 600 km e per cavi interrati di lunghezza superiore a 50 km.

Come funziona il sistema di trasmissione HVDC?

Nella generazione di sottostazioni, viene generata l'alimentazione CA.che può essere convertito in DC usando un raddrizzatore. Nella sottostazione HVDC o nella sottostazione del convertitore, i raddrizzatori e gli inverter sono posizionati su entrambe le estremità di una linea. Il terminale raddrizzatore cambia la CA in CC, mentre il terminale dell'inverter converte la CC in CA.

La DC scorre con le linee aeree e al'utente termina nuovamente DC viene convertito in CA utilizzando inverter, che sono collocati nella sottostazione del convertitore. La potenza rimane la stessa ai fini di invio e ricezione della linea. La corrente continua viene trasmessa su lunghe distanze perché riduce le perdite e migliora l'efficienza.

HVDC-layout compressore
Un sistema con più di due stazioni di conversionee una linea di trasmissione è chiamata "sistema a due terminali DC" o "sistema punto-punto". Allo stesso modo, se la sottostazione ha più di due stazioni di conversione e interconnette le linee terminali CC, è chiamata sottostazione DC multiterminale.

Distanza economica per le linee di trasmissione HVDC

Le linee DC sono più economiche delle linee AC, ma ilil costo delle apparecchiature terminali CC è molto elevato rispetto ai cavi del terminale CA (mostrato nel grafico seguente). Pertanto, il costo iniziale è elevato nel sistema di trasmissione HVDC ed è basso nel sistema CA.

Grafico-HVDC-compressore
Il punto in cui due curve si incontrano è chiamato il distanza di pareggio. Al di sopra della distanza di pareggio, il sistema HVDC diventa più economico. La distanza di pareggio varia da 500 a 900 km nelle linee di trasmissione aeree.

Vantaggi delle trasmissioni HVDC

  1. È richiesto un numero minore di conduttori e isolatori, riducendo così il costo dell'intero sistema.
  2. Richiede meno passaggi fase-fase e da terra a terra.
  3. Le loro torri sono meno costose e meno costose.
  4. Una minore perdita di corona è inferiore rispetto alle linee di trasmissione HVAC di potenza simile.
  5. La perdita di potenza è ridotta con DC perché sono necessari meno numeri di linee per la trasmissione di potenza.
  6. Il sistema HVDC utilizza il ritorno a terra. Se si verifica un guasto in un polo, l'altro polo con "ritorno di terra" si comporta come un circuito indipendente. Ciò si traduce in un sistema più flessibile.
  7. L'HVDC ha la connessione asincrona tradue stazioni AC collegate tramite un collegamento HVDC; cioè, la trasmissione di potenza è indipendente dall'invio di frequenze alla ricezione di frequenze finali. Quindi, interconnette due sottostazioni con frequenze diverse.
  8. A causa dell'assenza di frequenza nella linea HVDC, nel sistema non si verificano perdite come effetto pelle e effetto di prossimità.
  9. Non genera né assorbe alcuna potenza reattiva. Quindi, non è necessario compensare la potenza reattiva.
  10. La potenza molto precisa e senza perdita di corrente passa attraverso il circuito intermedio.

Svantaggi della trasmissione HVDC

  1. Le sottostazioni del convertitore sono collocate sia alla fine di invio che a quella di ricezione delle linee di trasmissione, il che si traduce in un aumento del costo.
  2. I terminali di inverter e di raddrizzatore generano armoniche che possono essere ridotte utilizzando filtri attivi che sono anche molto costosi.
  3. Se si verifica un guasto nella sottostazione AC, potrebbe verificarsi un'interruzione di corrente per la sottostazione HVDC posizionata vicino ad essa
  4. L'inverter utilizzato nelle sottostazioni del convertitore ha una capacità di sovraccarico limitata.
  5. Gli interruttori automatici sono utilizzati in HVDC per l'interruzione del circuito, che è anche molto costoso.
  6. Non ha trasformatori per cambiare i livelli di tensione.
  7. La perdita di calore si verifica nella sottostazione del convertitore, che deve essere ridotta utilizzando il sistema di raffreddamento attivo.
  8. È anche il collegamento HVDC stesso molto complicato.

Conclusione

Considerando tutti i vantaggi di DC, sembrale linee HVDC sono più abili delle linee AC. Ma il costo iniziale della sottostazione HVDC è molto alto e le loro apparecchiature di sottostazione sono piuttosto complicate. Quindi, per la trasmissione a lunga distanza è preferibile che la potenza sia generata in CA, e per la trasmissione, viene convertita in CC e poi riconvertita in AC per uso finale. Questo sistema è economico e migliora anche l'efficienza del sistema.

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