Sistem de transmisie HVDC

Definiție: Sistemul care utilizează curentul direct pentrutransmiterea puterii de tip astfel de sistem se numește HVDC (High Voltage Direct Current). Sistemul HVDC este mai puțin costisitor și are pierderi minime. Transmite puterea între sistemul de curent alternativ nesincronizat.

Componenta unui sistem de transmisie HVDC

Sistemul HVDC are următoarele componente principale.

• Stația de transformare
• Unitate de conversie
• Robineți de transfer
• Convertizoare de transformatoare
• Filtre
  • Filtru AC
  • Filtru DC
  • Filtru de înaltă frecvență
• Sursă de alimentare reactivă
• Reactorul de umplere
• Sistemul HVDC Pole

Stația de transformare

Stațiile terminale care convertesc un AC laDC se numesc terminale de redresor, în timp ce stațiile terminale care convertesc DC la AC sunt numite terminale invertoare. Fiecare terminal este proiectat să funcționeze atât în ​​modul redresor, cât și în invertor. Prin urmare, fiecare terminal este numit terminal de conversie, sau terminal de redresor. Un sistem HVDC cu două terminale are numai două terminale și o linie HVDC.

Unitate de conversie

Conversia de la AC la DC și viceversa esterealizat în stațiile de conversie HVDC prin utilizarea convertoarelor trifazate de pod. Acest circuit de punte este denumit și circuitul Graetz. În transmisia HVDC este utilizat un convertor de punți cu 12 impulsuri. Convertorul obține prin conectarea unui pod sau a unui impuls de 6 impulsuri în serie.

Robineți de transfer

Convertoarele moderne HVDC utilizează un convertor cu 12 trepteunități. Numărul total al unei valve în fiecare unitate este 12. Ventilul este alcătuit din module de tiristor conectate în serie. Numărul supapei tiristorice depinde de tensiunea necesară pe valva. Robineții sunt instalați în hale de ventile și sunt răciți cu aer, ulei, apă sau freon.

Convertor transformator

Convertorul convertor convertește ACrețelele către rețelele DC sau invers. Au două seturi de înfășurări în trei faze. Înfășurarea în partea de curent alternativ este conectată la bara magistrală de curent alternativ, iar bobina laterală a supapei este conectată la puntea supapei. Înfășurările respective sunt conectate în stea pentru un transformator și delta către altul.

Înfășurările laterale AC ale celor două, trei fazetransformatoarele sunt conectate în stele cu neutronii lor împământați. Bobina transformatorului din partea supapei este proiectată să reziste la tensiunea alternativă de tensiune și tensiunea directă a tensiunii de la puntea supapelor. Există creșteri ale pierderilor de curenți turbionari datorită curentului armonic. Magnetizarea în miezul transformatorului convertor se datorează următoarelor motive.

• Tensiunea alternantă din rețeaua AC care conține fundamente și mai multe armonice.
• Tensiunea directă de pe terminalul supapei are și unele armonici.

Filtre

Armonicile AC și DC sunt generate în HVDCconvertoare. Armonicile de curent alternativ sunt injectate în sistemul AC, iar armonicile DC sunt injectate în liniile DC. Armonicile au următoarele avantaje.

1. Aceasta provoacă interferența în liniile telefonice.
2. Datorită armonicilor, pierderile de putere în mașini și condensatoare sunt conectate în sistem.
3. Armonicile au produs rezonanță într-un circuit de curent alternativ, ceea ce a condus la supratensiuni.
4. Instabilitatea comenzilor convertorului.

Armonicile sunt reduse la minimum prin utilizarea filtrelor de curent alternativ, DC și de înaltă frecvență. Tipurile de filtre sunt explicate mai jos în detaliu.

• Filtre AC - Filtrele de curent alternativ sunt conectate între circuitele RLCfază și pământ. Au oferit impedanțe reduse frecvențelor armonice. Astfel, curenții armonici ai AC sunt transmiși pe pământ. Se utilizează ambele filtre reglate și amortizate. Filtrul armonic de curent alternativ a furnizat, de asemenea, o putere reactivă necesară funcționării satisfăcătoare a convertizoarelor.
• Filtre DC - Filtrul DC este conectat între magistrala de polși autobuz neutru. Redirecționează armonicile DC la pământ și le împiedică să intre în liniile DC. Un astfel de filtru nu necesită energie reactivă, deoarece linia de curent continuu nu necesită curent continuu.
• Filtre de înaltă frecvență - Convertizorul HVDC poate produce zgomot electricîn banda de frecvență purtătoare de la 20 kHz la 490 kHz. Ele generează, de asemenea, zgomote de interferență radio în frecvențele megahertz. Filtrele de înaltă frecvență sunt utilizate pentru a reduce la minimum zgomotul și interferența cu comunicarea purtătoarelor de linii electrice. Astfel de filtre sunt plasate între transformatorul convertorului și magistrala de stație AC.

Sursă de alimentare reactivă

Puterea reactivă este necesară pentru operațiile deconvertoarele. Filtrele armonice de curent alternativ oferă o putere reactivă parțială. Alimentarea suplimentară poate fi de asemenea obținută de la modificatori de fază sincronă cu condensatori de șunt și de la sisteme statice de var. Alegerea depinde de viteza de control dorită.

Reactorul de umplere

Reactorul de umplere este un ulei răcit cu uleireactorul având o inductanță mare. Este conectat în serie cu convertorul înainte de filtrul DC. Poate fi localizat fie pe partea liniei, fie pe partea neutră. Reactoarele netezitoare servesc în următoarele scopuri.

1. Îndepărtează valurile în curentul direct.
2. Acestea scad tensiunea și curentul armonic în liniile DC.
3. Acestea limitează curentul de defect în linia DC.
4. Eșecurile de comutație consecvente în invertoare suntprevenită prin netezirea reactoarelor prin reducerea ratei de creștere a liniei de curent continuu în punte atunci când tensiunea directă a unei alte tensiuni conectate la tensiune se prăbușește.
5. Regulatoarele netezite reduc abrupta tensiunilor și tensiunilor de curent de la linia de curent continuu. Astfel, tensiunile de pe supapele convertizoarelor și supapele de supapă sunt reduse.

Sistemul HVDC Pole

Polul sistemului HVDC este parte a unui HVDCsistem alcătuit din toate echipamentele din stația HVDC. De asemenea, interconectează liniile de transmisie care, în condiții normale de funcționare, prezintă o polaritate directă comună față de pământ. Astfel, cuvântul pol se referă la calea DC care are aceeași polaritate față de pământ. Polul total include polul de substație și polul liniei de transmisie.

Tipuri de sistem HVDC

Diferitele tipuri de sisteme HVDC sunt explicate mai jos în detaliu.

Stație HVDC de back-to-back

Sistemul HVDC care transferă energia întreautobuzele de curent alternativ din aceeași locație se numește sistem "back-to-back" sau un sistem de cuplare HVDC. În stațiile HVDC back-to-back, convertoarele și redresoarele sunt instalate în aceleași stații. Nu are linie de transmisie DC.

Sistemul back-to-back oferă o asincronăinterconectarea între cele două rețele adiacente controlate independent de CA, fără a transfera perturbații de frecvență. Legătura DC back-to-back reduce costul total de conversie, îmbunătățește fiabilitatea sistemului DC. Acest tip de sistem este proiectat pentru operarea bipolară.

Sistemul cu două terminale HVDC

Terminalul cu două terminale (convertorstație) și o linie de transmisie HVDC se numește sistem punct-la-punct cu două sisteme terminale DC. Acest sistem nu are nici o linie HVDC paralelă și nici o capsă intermediară. De asemenea, întrerupătorul de circuit HVDC nu este necesar pentru sistemul HVDC cu două terminale. Curentul normal și anormal este un controler eficient al convertizorului.

Sistem multi-terminal DC (MTDC)

Acest sistem are mai mult de două posturi de convertizorși linii terminale DC. Unele stații de convertizor funcționează ca redresoare, în timp ce altele funcționează ca invertor. Puterea totală obținută de la stația de redresor este egală cu puterea furnizată de stația de invertor. Există două tipuri de sisteme MTDC

• Seria MTDC System
• Sistem paralel MTDC

În seria sistemului MTDC convertoarele suntconectate în serie în timp ce în sistem paralel MTDC, convertoarele sunt conectate în paralel. Sistemul MTDC paralel poate fi operat fără utilizarea unui întrerupător de circuit HVDC.

Avantajele sistemelor MTDC

Următoarele sunt avantajele sistemelor MTDC

1. Sistemul MTDC este mai economic și mai flexibil.
2. Oscilația de frecvență în rețelele de interconectare AC poate fi amortizată rapid.
3. Rețelele de încărcare cu sarcină puternică pot fi consolidate prin utilizarea sistemelor MTDC.

Aplicații ale sistemelor MTDC

Următoarele sunt aplicațiile sistemelor HVDC

1. Transferă energia în vrac din mai multe surse de generare la distanță către mai multe centre de încărcare.
2. Sistemele sunt interconectate între două sau mai multe sisteme de curent alternativ prin sisteme radiale MTDC.
3. Îmbunătățește rețelele AC cu încărcături grele prin sistemele MTDC

Întrerupătorul de circuit HVDC se utilizează în două borne de conexiuni DC și Multiterminal DC pentru transferul de la sol la rularea metalică.