Pikkusega elektrivoolu edastamiseks AC kasutamise põhjused

Ajalooline arengutegevus

Varases etapis domineerisid elektrisüsteemides võnkeliikmed: varases arenguperioodil oli alternatorite ja transformatortehnoloogia suhteliselt kinnis ja lihtne tootmises.

Võnkeliikmesüsteemides saab läbi transformaatori hõlpsasti muuta pingetaset, et saavutada kõrgete pinge taseme edastamine, mis vähendab joonkulumist. Seega on võnkeliikmeedastus algsed perioodidel laialdaselt kasutuses ja on moodustanud suure elektrivõrgu süsteemi.

Tehnilised kaalutlused

Transformaatorite eelised võnkeliikmesüsteemides

Võnkeliikmesüsteemides saab läbi transformaatori hõlpsasti tõsta ja alandada pinge. Elektri tootmise lõpus tõstab generatori väljundpinget, et vähendada voolu ja joone kulumist. Tarbimise lõpus alandatakse pinge transformaatori abil tasemele, mis on sobilik kasutajale. Praegu on DC transformaatorite tehnik suhteliselt keeruline ja kallis, ning on raske nii paindlikult kui AC transformaatorites pikadistantside edastamisel pinget reguleerida.

Reaktiivse jõuduse kompenseerimine

Võnkeliikmesüsteemides saab reaktiivset jõudust hõlpsasti kompenseerida. Reaktiivne jõudus on energianõue, mis hoiab elektrilisi ja magnetilisi välju elektrisüsteemis, kuid ei tee välise tööd. Pikadistantside edastamisel tekib suur hulk reaktiivset jõudust joone induktiivsuse ja kapatsiitilise mõju tõttu.

Substaatsioonides paigaldatud reaktiivse jõuduse kompensatsiooniseadmete abil saab parandada süsteemi jõudusfaktorit, vähendades joone kulumist ja pinge hüpplemist. Vastupidiselt HVDC-süsteemides on reaktiivse jõuduse kontroll suhteliselt keeruline ja nõuab spetsiaalseid seadmeid kompenseerimiseks.

Võrgude ühendamine

Suurem osa olemasolevatest elektrisüsteemidest on võnkeliikmesüsteemid, ja nende võrkude ühendamine on suhteliselt lihtne. Transformaatorite ja lülitiaparaatide abil saab erinevate piirkondade ja erineva pingetasemega võrkude ühendamist ja energiavahetust teha, parandades sellel moel võrkude usaldusväärsust ja stabiilsust.

DC edastussüsteemi ja võnkeliikmesüsteemi ühendamine nõuab konverteristanduste kaudu teisendamist, mis on raske ja kulukas. Suurte võrkude puhul muudab võrkude ühendamine võnkeliikmesüsteemides energia ja ressursside jagamise paindlikumaks.

Majanduslikud kulud

Seadmete kulud

Praegu on võnkeliikmeedastuse seadmed, nagu transformaatorid, lülitid, katkestajad jne, tehnoloogiliselt kinnised ja tootmine on suhteliselt odav. DC edastussüsteemide konverteristanduste seadmed on keerulised, sealhulgas konverterivaljak, DC filter, tasanduskontuur jne, ja neid on kallimad.

Näiteks HVDC konverteristanduse ehitamise kulud võivad olla mitmekordne võrdne võrkuvõrgu allikaga võrreldes.

Hoolduskulud

Pärast pikaajalist arengut ja rakendamist on võnkeliikmeedastuse seadmete hooldustehnoloogia suhteliselt kinnis ja hoolduskulud madalad. DC edastussüsteemide seadmete hooldamise nõuded on kõrge, nõudes professionaalseid tehnilisi spetsialiste ja erilisi testimisseadmeid, ja hoolduskulud on kõrge.

Rakendus

• Pikadistantsiline suurkapalisuslik edastus: Pikadistantside (mitu sadat kilometrit) ja suurkapalisuslike edastuste vajaduse korral on HVDC-edastuse joonkulumine suhteliselt väike. Sellepärast, et DC-edastusel puudub võnkeliikmeedastuse induktiivsus ja kapatsiitiline mõju, ei ole reaktiivse jõuduse probleeme.

• Merelõigu kabeedastus: Merelõigu kabede edastamisel tekitab võnkeliikme kaabe kapatsiitiline vool palju kulumist ja pinge tõusu, millest DC-kabeid ei kannata. Seega on merelõigu HVDC kabeedastusel suur eelis.