HVDC-transmissie

Definitie: Hoogspanningsgelijkstroom (HVDC) vermogensystemen gebruiken D.C. voor het overbrengen van bulkvermogen over lange afstanden. Voor langeafstandsvermogenstransmissie zijn HVDC-lijnen minder duur en zijn verliezen minder in vergelijking met AC-transmissie. Het verbindt de netwerken met verschillende frequenties en karakteristieken.

Bij AC-transmissie, wisselende spanningsgolvenen huidige reizen in de lijn die elke milliseconde van richting veranderen; waardoor verliezen optreden in de vorm van warmte. In tegenstelling tot AC-lijnen, veranderen de spannings- en stroomgolven hun richting niet in DC. HVDC-lijnen verhogen de efficiëntie van transmissielijnen waardoor vermogen snel wordt overgedragen.

In een gecombineerd AC en DC-systeem, gegenereerde ACde spanning wordt aan het zenduiteinde in DC omgezet. Vervolgens wordt de DC-spanning omgekeerd naar AC aan de ontvangzijde, voor distributiedoeleinden. Dus de conversie- en inversieapparatuur is ook nodig aan de twee uiteinden van de lijn. HVDC-transmissie is alleen economisch voor langeafstandstransmissielijnen met een lengte van meer dan 600 km en voor ondergrondse kabels met een lengte van meer dan 50 km.

Hoe werkt het HVDC-transmissiesysteem?

Bij het genereren van een onderstation wordt wisselstroom opgewektwelke kan worden omgezet in gelijkstroom door een gelijkrichter te gebruiken. In een HVDC-substation of convertor worden onderstations gelijkrichters en inverters aan beide uiteinden van een lijn geplaatst. De gelijkrichterklem verandert de AC naar DC, terwijl de omzetterterminal DC omzet in AC.

De DC stroomt met de bovenleidingen en naarhet gebruikersuiteinde opnieuw DC wordt geconverteerd naar AC door gebruik te maken van inverters, die in een convertorsysteem zijn geplaatst. De kracht blijft hetzelfde aan het verzendende en ontvangende einde van de regel. DC wordt over lange afstanden verzonden omdat het de verliezen verlaagt en de efficiëntie verbetert.

Een systeem met meer dan twee convertorstationsen één transmissielijn wordt een 'twee-terminal DC-systeem' of een 'point-to-point-systeem' genoemd. Evenzo, als het substation meer dan twee convertorstations heeft en DC-terminallijnen met elkaar verbindt, wordt dit multiterminal DC-substation genoemd.

Economische afstand voor HVDC-transmissielijnen

DC-lijnen zijn goedkoper dan de AC-lijnen, maar dede kosten van DC-eindapparatuur zijn erg hoog in vergelijking met AC-aansluitkabels (weergegeven in de onderstaande grafiek). De initiële kosten zijn dus hoog in het HVDC-transmissiesysteem en het is laag in het AC-systeem.

Het punt waar twee curven samenkomen heet de breakeven afstand. Boven de breakeven-afstand wordt het HVDC-systeem goedkoper. Breakeven-afstandsveranderingen van 500 tot 900 km in bovengrondse transmissielijnen.

Voordelen van HVDC-transmissies

1. Een kleiner aantal geleiders en isolatoren is vereist, waardoor de kosten van het totale systeem worden verlaagd.
2. Het vereist minder fase tot fase en aarde tot bodemvrijheid.
3. Hun torens zijn minder duur en goedkoper.
4. Minder corona-verlies is minder in vergelijking met HVAC-transmissielijnen met een vergelijkbaar vermogen.
5. Vermogensverlies wordt verminderd met DC, omdat er minder lijnen nodig zijn voor de krachtoverdracht.
6. Het HVDC-systeem maakt gebruik van aardingsretour. Als er een fout optreedt in een pool, gedraagt ​​de andere pool met 'aardetolerantie' zich als een onafhankelijk circuit. Dit resulteert in een flexibeler systeem.
7. De HVDC heeft de asynchrone verbinding ertussentwee AC-stations verbonden via een HVDC-verbinding; d.w.z. de transmissie van vermogen is onafhankelijk van het verzenden van frequenties naar ontvangende eindfrequenties. Daarom verbindt het twee onderstations met verschillende frequenties.
8. Vanwege het ontbreken van een frequentie in de HVDC-lijn, treden verliezen zoals huideffect en nabijheidseffect niet op in het systeem.
9. Het genereert of absorbeert geen blindvermogen. Er is dus geen compensatie voor blindvermogen nodig.
10. De zeer nauwkeurige en verliesvrije stroom vloeit door de DC-link.

Nadelen van HVDC-transmissie

1. Convertorsubstations worden geplaatst aan zowel het verzendende als het ontvangende einde van de transmissielijnen, hetgeen resulteert in het verhogen van de kosten.
2. Inverter- en gelijkrichterminals genereren harmonischen die kunnen worden verminderd door gebruik te maken van actieve filters die ook erg duur zijn.
3. Als zich een storing voordoet in het AC-onderstation, kan dit resulteren in een stroomstoring voor het HVDC-onderstation dat ernaast wordt geplaatst
4. Omvormers die worden gebruikt in convertorsubstations hebben een beperkte overbelastingscapaciteit.
5. Stroomonderbrekers worden gebruikt in HVDC voor het onderbreken van circuits, wat ook erg duur is.
6. Het heeft geen transformatoren voor het wijzigen van de spanningsniveaus.
7. Er vindt warmteverlies plaats in het omzetterstation, dat moet worden verminderd door het actieve koelsysteem te gebruiken.
8. HVDC-koppeling zelf is ook erg ingewikkeld.

Conclusie

Gezien alle voordelen van DC lijkt hetdat HVDC-lijnen meer bekwaam zijn dan AC-lijnen. Maar de initiële kosten van een HVDC-onderstation zijn erg hoog en hun onderstationapparatuur is behoorlijk gecompliceerd. Daarom verdient het voor langeafstandstransmissie de voorkeur dat er energie wordt gegenereerd in AC, en voor transmissie wordt het omgezet in DC en dan weer omgezet in AC voor eindgebruik. Dit systeem is economisch en verbetert ook de efficiëntie van het systeem.

Ook Zien Verschillende soorten HVDC-koppelingen.