/ / HVDC Prenosová sústava

HVDC prenosová sústava

definícia: Systém, ktorý využíva jednosmerný prúd preprenos výkonu takého typu systému sa nazýva HVDC (High Voltage Direct Current) systém. Systém HVDC je lacnejší a má minimálne straty. Prenáša výkon medzi nesynchronizovaným systémom AC.

Súčasť prenosového systému HVDC

Systém HVDC má nasledujúce hlavné komponenty.

  • Stanica konvertora
  • Jednotka konvertora
  • Prevodové ventily
  • Transformátory Transformátory
  • filtre
    • AC filter
    • DC filter
    • Vysokofrekvenčný filter
  • Reaktívny zdroj energie
  • Vyhladzovací reaktor
  • Systémový pól HVDC

Stanica konvertora

Koncové rozvodne, ktoré konvertujú AC naDC sa nazývajú usmerňovacie svorky, zatiaľ čo koncové stanice, ktoré konvertujú jednosmerný prúd na striedavý prúd, sa nazývajú meničové svorky. Každý terminál je určený pre prácu v usmerňovači aj v režime meniča. Preto sa každý terminál nazýva terminál konvertora alebo koncovka usmerňovača. Dvojvodičový systém HVDC má len dve svorky a jednu linku HVDC.

HVDC-prevodník-station

Jednotka konvertora

Konverzia z AC na DC a naopak jev HVDC meničoch pomocou trojfázových mostíkových konvertorov. Tento mostný okruh sa tiež nazýva Graetzov obvod. V HVDC transmisii sa používa 12-impulzový premosťovací konvertor. Menič získava spojením dvoch alebo 6-impulzových mostíkov v sérii.

Graetz obvodu

Prevodové ventily

Moderné HVDC meniče používajú 12-pulzný meničJednotky. Celkový počet ventilov v každej jednotke je 12. Ventil sa skladá zo sériovo zapojených tyristorových modulov. Počet tyristorových ventilov závisí od požadovaného napätia na ventile. Ventily sú inštalované vo ventilových halách a sú chladené vzduchom, olejom, vodou alebo freónom.

12-pulzný menič jednotka

Transformátor Transformátor

Transformátor transformátor konvertuje ACsiete do sietí DC alebo naopak. Majú dve sady trojfázových vinutí. Vedľajšie vinutie striedavého prúdu je pripojené na prípojnicu striedavého prúdu a vinutie na strane ventilu je pripojené na mostík ventilu. Tieto vinutia sú zapojené do hviezdy pre jeden transformátor a delta k druhému.

Vedľajšie vinutia AC dvoch, troch fáztransformátory sú prepojené hviezdami s uzemnenými neutrálmi. Vinutie bočného transformátora na strane ventilu je navrhnuté tak, aby odolalo striedavému napätiu a napätiu priameho napätia z ventilového mostíka. V dôsledku harmonického prúdu dochádza k zvýšeniu strát vírivých prúdov. Magnetizácia v jadre transformátora je z nasledujúcich dôvodov.

  • Striedavé napätie zo siete AC obsahuje základné a niekoľko harmonických.
  • Priame napätie zo svorky na strane ventilu má tiež určité harmonické.

filtre

AC a DC harmonické sú generované v HVDCprevodníky. AC harmonické sú vstrekované do AC systému a DC harmonické sú injektované do DC vedení. Tieto harmonické majú nasledujúce výhody.

  1. Spôsobuje rušenie v telefónnych linkách.
  2. V dôsledku harmonických sú v systéme pripojené výkonové straty v strojoch a kondenzátoroch.
  3. Harmonické kmity spôsobili rezonanciu v striedavom obvode, čo viedlo k prepätiu.
  4. Nestabilita ovládačov konvertora.

Harmonické frekvencie sú minimalizované použitím AC, DC a vysokofrekvenčných filtrov. Typy filtrov sú podrobne vysvetlené nižšie.

  • Filtre AC - AC filtre sú zapojené medzi RLC obvodmifázy a zeme. Ponúkali nízke impedancie harmonickým frekvenciám. Tak sú AC harmonické prúdy prenášané na zem. Používajú sa ladené aj tlmené filtre. AC harmonický filter tiež poskytoval jalový výkon potrebný na uspokojivú prevádzku meničov.
  • DC filtre - DC filter je pripojený medzi zbernicu pólova neutrálny autobus. Presmeruje harmonické jednosmerné napätie na zem a zabraňuje ich vstupu do DC vedení. Takýto filter nevyžaduje reaktívny výkon, pretože DC vedenie nevyžaduje jednosmerný prúd.
  • Vysokofrekvenčné filtre - Menič vysokého napätia môže produkovať elektrický šumv nosnom frekvenčnom pásme od 20 kHz do 490 kHz. Taktiež generujú rádiofrekvenčný šum v megahertzových frekvenciách. Vysokofrekvenčné filtre sa používajú na minimalizáciu šumu a interferencie s komunikáciou nosičov elektrického vedenia. Takéto filtre sú umiestnené medzi transformátorom transformátora a staničnou AC zbernicou.

Reaktívny zdroj energie

Jalový výkon je potrebný na prevádzkumeniče. AC harmonické filtre poskytujú reaktívny výkon čiastočne. Dodatočná dodávka môže byť tiež získaná zo synchrónnych fázových modifikátorov a statických var systémov. Voľba závisí od požadovanej rýchlosti ovládania.

Vyhladzovací reaktor

Hladiaci reaktor je olejom naplnený olej ochladenýreaktor s veľkou indukčnosťou. Je zapojený v sérii s meničom pred DC filtrom. Môže byť umiestnená buď na strane linky alebo na neutrálnej strane. Hladiace reaktory slúžia na nasledujúce účely.

  1. Vyhladzujú vlnenie v jednosmernom prúde.
  2. Znižujú harmonické napätie a prúd v DC vedeniach.
  3. Obmedzujú poruchový prúd v DC vedení.
  4. Následné komutačné poruchy v meničoch súzabránenie vyhladením reaktorov znížením rýchlosti stúpania vedenia DC v mostíku, keď sa zrúti priame napätie iného sériovo zapojeného napätia.
  5. Hladiace reaktory znižujú strmosť napäťových a prúdových rázov z DC vedenia. Tým sa znížia namáhania ventilov meniča a prepäťových prepínačov ventilov.

Systémový pól HVDC

Pól systému HVDC je súčasťou HVDCsystém pozostávajúci zo všetkých zariadení v rozvodni HVDC. Tiež prepája prenosové vedenia, ktoré počas normálnych prevádzkových podmienok vykazujú spoločnú priamu polaritu vzhľadom na zem. Slovo pól označuje dráhu DC, ktorá má rovnakú polaritu vzhľadom na zem. Celkový pól obsahuje stožiar rozvodne a pól prenosového vedenia.

Typy systému HVDC

Jednotlivé typy systému HVDC sú podrobne vysvetlené nižšie.

Stanica HVDC Back-to-Back

Systém HVDC, ktorý prenáša energiu medzizbernice striedavého prúdu na rovnakom mieste sa nazývajú systém back-to-back alebo spojovací systém HVDC. V staniciach HVDC sú konvertory a usmerňovače inštalované v rovnakých staniciach. Nemá žiadne DC prenosové vedenie.

Systém back-to-back poskytuje asynchrónny systémprepojenie medzi dvomi susediacimi nezávisle riadenými AC sieťami bez prenosu frekvenčných porúch. Spätná väzba DC link znižuje celkové náklady na konverziu, zvyšuje spoľahlivosť DC systému. Takýto systém je určený pre bipolárnu prevádzku.

Dva terminály HVDC

Terminál s dvoma svorkami (prevodníka jedna prenosová linka HVDC sa nazýva dvojbodový systém jednosmerného bodu. Tento systém nemá žiadnu paralelnú linku HVDC a žiadne medziľahlé tappings. Istič HVDC sa nevyžaduje ani pre dvoj-koncový systém HVDC. Normálny a abnormálny prúd je riadený účinným regulátorom meniča.

Multiterminal DC (MTDC) systém

Tento systém má viac ako dve meničea DC svorkovnice. Niektoré stanice meniča pracujú ako usmerňovače, zatiaľ čo iné pracujú ako menič. Celkový výkon odoberaný z usmerňovacej stanice sa rovná výkonu napájanému zo stanice meniča. Existujú dva typy systémov MTDC

  • Systém MTDC
  • Paralelný systém MTDC

V systéme MTDC sú meničezapojené v sérii, zatiaľ čo v paralelnom systéme MTDC sú konvertory zapojené paralelne. Paralelný systém MTDC môže byť prevádzkovaný bez použitia ističa HVDC.

Výhody systémov MTDC

Ďalej sú uvedené výhody systémov MTDC

  1. Systém MTDC je ekonomickejší a flexibilnejší.
  2. Frekvenčné oscilácie v prepojených sieťach striedavého prúdu môžu byť rýchlo tlmené.
  3. Silne zaťažené AC siete môžu byť zosilnené použitím MTDC systémov.

Aplikácie systémov MTDC

Nasledujú aplikácie systémov HVDC

  1. Prenáša sypký výkon z niekoľkých vzdialených zdrojov na niekoľko nákladových centier.
  2. Systémy sú vzájomne prepojené medzi dvoma alebo viacerými AC systémami pomocou radiálnych MTDC systémov.
  3. Posilňuje mestské AC siete s ťažkým zaťažením systémami MTDC

HVDC istič sa používa v dvoch terminálových jednosmerných medziobvodoch a multiterminálnych jednosmerných spojoch pre prenos zo zeme na kovový.

Prečítajte si aj: