Transmisja HVDC

Definicja: Moc wysokiego napięcia prądu stałego (HVDC)systemy wykorzystują D.C. do przesyłu energii masowej na duże odległości. W przypadku przesyłu mocy na duże odległości linie HVDC są tańsze, a straty są mniejsze w porównaniu do transmisji AC. Łączy sieci, które mają różne częstotliwości i charakterystyki.

W transmisji AC przemienne fale napięciai prąd płynie w linii, która zmienia swój kierunek co milisekundę; dzięki czemu występują straty w postaci ciepła. W przeciwieństwie do linii AC, fale napięcia i prądu nie zmieniają kierunku w DC. Linie HVDC zwiększają wydajność linii przesyłowych, dzięki czemu moc jest szybko przenoszona.

W połączonym systemie AC i DC wygenerowano prąd przemiennynapięcie jest konwertowane na prąd stały na końcu wysyłającym. Następnie napięcie DC jest odwracane do AC na końcu odbiorczym, w celu dystrybucji. Zatem sprzęt do konwersji i inwersji jest również potrzebny na dwóch końcach linii. Transmisja HVDC jest ekonomiczna tylko w przypadku długodystansowych linii przesyłowych o długości ponad 600kms i kabli podziemnych o długości ponad 50kms.

Jak działa system transmisji HVDC?

W generowaniu podstacji generowane jest zasilanie ACktóre można przekształcić w DC za pomocą prostownika. W podstacji HVDC lub podstacji przekształtnikowej prostowniki i falowniki są umieszczone na obu końcach linii. Terminal prostownika zmienia AC na DC, podczas gdy terminal inwertera przekształca DC na AC.

DC płynie liniami napowietrznymi i nakoniec użytkownika ponownie DC jest konwertowany na AC za pomocą falowników, które są umieszczone w podstacji konwertera. Moc pozostaje taka sama na końcach wysyłania i odbierania linii. DC jest przesyłany na duże odległości, ponieważ zmniejsza straty i poprawia wydajność.

System posiadający więcej niż dwie stacje konwertującea jedna linia przesyłowa nazywana jest „dwustanowym systemem DC” lub „systemem punkt-punkt”. Podobnie, jeśli podstacja ma więcej niż dwie stacje przekształtnikowe i połączone ze sobą linie zacisków DC, nazywana jest podstacją DC.

Odległość ekonomiczna Dla linii przesyłowych HVDC

Linie DC są tańsze niż linie AC, alekoszt urządzeń końcowych DC jest bardzo wysoki w porównaniu z kablami zacisków AC (pokazano na poniższym wykresie). Tak więc początkowy koszt jest wysoki w systemie przesyłowym HVDC i jest niski w systemie AC.

Punkt, w którym spotykają się dwie krzywe, nazywa się odległość od progu. Powyżej odległości progowej system HVDC staje się tańszy. Zmienia się odległość od 500 do 900 km w napowietrznych liniach przesyłowych.

Zalety transmisji HVDC

1. Wymagana jest mniejsza liczba przewodów i izolatorów, co zmniejsza koszty całego systemu.
2. Wymaga mniejszego odstępu fazowego i prześwitu od podłoża.
3. Ich wieże są tańsze i tańsze.
4. Mniejsza strata koronowa jest mniejsza w porównaniu do linii przesyłowych HVAC o podobnej mocy.
5. Straty mocy są redukowane przez prąd stały, ponieważ mniejsza liczba linii jest wymagana do przenoszenia mocy.
6. System HVDC wykorzystuje powrót ziemi. Jeśli jakikolwiek błąd występuje na jednym biegunie, drugi biegun o „powrocie ziemi” zachowuje się jak niezależny obwód. Powoduje to bardziej elastyczny system.
7. HVDC ma asynchroniczne połączenie międzydwie stacje AC podłączone przez łącze HVDC; tj. transmisja mocy jest niezależna od wysyłania częstotliwości do odbioru końcowych częstotliwości. Stąd łączy dwie podstacje o różnych częstotliwościach.
8. Ze względu na brak częstotliwości w linii HVDC, straty takie jak efekt skóry i efekt zbliżeniowy nie występują w systemie.
9. Nie generuje ani nie absorbuje żadnej mocy biernej. Nie ma więc potrzeby kompensacji mocy biernej.
10. Bardzo dokładna i bezstratna moc przepływa przez łącze DC.

Wady transmisji HVDC

1. Podstacje konwerterowe są umieszczone zarówno na końcu nadawczym, jak i odbiorczym linii przesyłowych, co powoduje wzrost kosztów.
2. Zaciski falownika i prostownika generują harmoniczne, które można zmniejszyć za pomocą aktywnych filtrów, które są również bardzo drogie.
3. Jeśli wystąpi awaria w podstacji AC, może to spowodować awarię zasilania podstacji HVDC umieszczonej w pobliżu
4. Falownik stosowany w podstacjach konwerterowych ma ograniczoną zdolność przeciążeniową.
5. Wyłączniki są stosowane w HVDC do wyłączania obwodu, co jest również bardzo kosztowne.
6. Nie ma transformatorów do zmiany poziomów napięcia.
7. Straty ciepła występują w podstacji przekształtnikowej, która musi zostać zmniejszona za pomocą aktywnego układu chłodzenia.
8. Łącze HVDC również jest bardzo skomplikowane.

Wniosek

Wydaje się, że biorąc pod uwagę wszystkie zalety DCże linie HVDC są bardziej sprawne niż linie AC. Jednak początkowy koszt podstacji HVDC jest bardzo wysoki, a wyposażenie podstacji jest dość skomplikowane. Dlatego w przypadku przesyłu na duże odległości korzystne jest, aby moc była generowana w AC, a dla transmisji, była przekształcana w DC, a następnie ponownie przekształcana w AC do ostatecznego wykorzystania. Ten system jest ekonomiczny, a także poprawia wydajność systemu.

Również Widzieć Różne typy łączy HVDC.