Raisons de l'utilisation du courant alternatif pour la transmission de l'énergie électrique sur de longues distances

Facteur historique de développement

Les premiers systèmes électriques étaient dominés par le courant alternatif : Au début du développement des systèmes électriques, la technologie des alternateurs et des transformateurs était relativement mature et facile à fabriquer.

Le système CA peut facilement modifier le niveau de tension grâce au transformateur pour réaliser une transmission à haute tension afin de réduire les pertes de ligne, c'est pourquoi la transmission CA a été largement utilisée au début et a formé un vaste réseau électrique.

Considérations techniques

Avantages des transformateurs dans les systèmes CA

La transmission en CA peut être facilement augmentée ou diminuée en utilisant des transformateurs. Du côté de la production d'électricité, la tension de sortie du générateur est augmentée pour réduire le courant et les pertes de puissance sur la ligne. Du côté de la consommation, la tension est réduite à un niveau adapté à l'utilisateur grâce à un transformateur. La technologie actuelle des transformateurs CC est relativement complexe et coûteuse, et il est difficile d'ajuster la tension aussi flexiblement que les transformateurs CA dans la transmission à longue distance.

Compensation de la puissance réactive

La compensation de la puissance réactive peut être réalisée facilement dans un système CA. La puissance réactive est l'énergie nécessaire pour maintenir les champs électriques et magnétiques dans un système électrique, mais elle ne fait pas de travail externe. Dans la transmission à longue distance, une grande quantité de puissance réactive est générée en raison des effets d'inductance et de capacité de la ligne.

En installant des dispositifs de compensation de puissance réactive dans les postes de transformation, on peut améliorer le facteur de puissance du système et réduire les pertes de ligne et les fluctuations de tension. En revanche, le contrôle de la puissance réactive dans les systèmes CCHT est relativement complexe et nécessite des équipements spécialisés pour compenser.

Interconnexion des réseaux

La plupart des systèmes électriques existants sont des réseaux CA, et l'interconnexion entre les systèmes CA est relativement simple. Grâce aux transformateurs et aux appareillages de coupure, on peut réaliser la connexion et l'échange de puissance entre les réseaux CA de différentes régions et de différents niveaux de tension, et améliorer la fiabilité et la stabilité des réseaux électriques.

L'interconnexion entre le système de transmission en courant continu et le système CA nécessite une conversion via la station de conversion, ce qui est difficile et coûteux. Dans les grands réseaux électriques, l'interconnexion des systèmes CA rend l'allocation de puissance et le partage des ressources plus flexibles.

Aspect économique

Coût de l'équipement

Actuellement, les équipements de transmission en CA tels que les transformateurs, les interrupteurs, les disjoncteurs et autres technologies sont matures, et leur coût de production est relativement bas. L'équipement de la station de conversion dans le système de transmission en courant continu est complexe, comprenant des valves de convertisseur, des filtres DC, des réactances de lissage, etc., et son coût est élevé.

Par exemple, le coût de construction d'une station de conversion CCHT peut être plusieurs fois plus élevé que celui d'un poste de transformation CA équivalent.

Coût de maintenance

Après un long développement et une utilisation des équipements de transmission en CA, la technologie de maintenance est relativement mature et le coût de maintenance est faible. Les exigences de maintenance des équipements de transmission en courant continu sont élevées, nécessitant des techniciens professionnels et des équipements de test spéciaux, et le coût de maintenance est élevé.

Applications

• Transmission de grande capacité sur de longues distances : Pour les besoins de transmission de grande capacité sur de longues distances (plusieurs centaines de kilomètres), les pertes de ligne de la transmission CCHT sont relativement faibles. Comme la transmission en courant continu n'a pas les effets d'inductance et de capacité de la transmission en courant alternatif, il n'y a pas de problème de puissance réactive.

• Transmission par câble sous-marin : Dans la transmission par câble sous-marin, le courant capacitif du câble CA provoque de nombreuses pertes et une augmentation de tension, tandis que le câble CC n'a pas ce problème, donc la transmission sous-marine en courant continu haute tension présente un grand avantage.