Alasan menggunakan AC untuk transmisi listrik jarak jauh

Faktor perkembangan sejarah

Sistem tenaga listrik awal didominasi oleh arus bolak-balik: Pada masa awal pengembangan sistem tenaga listrik, teknologi alternator dan transformator sudah cukup matang dan mudah diproduksi.

Sistem AC dapat dengan mudah mengubah tingkat tegangan melalui transformator untuk mencapai transmisi tegangan tinggi guna mengurangi kerugian pada jalur, sehingga transmisi AC telah banyak digunakan pada masa awal dan membentuk sistem jaringan listrik yang besar.

Pertimbangan teknis

Keuntungan transformator dalam sistem AC

Transmisi AC dapat dengan mudah dinaikkan dan diturunkan menggunakan transformator. Di sisi pembangkit, tegangan output generator ditingkatkan untuk mengurangi arus dan mengurangi kerugian daya pada jalur. Di sisi penerima, tegangan diturunkan ke tingkat yang sesuai untuk pengguna melalui transformator. Teknologi transformator DC saat ini relatif kompleks dan mahal, dan sulit untuk menyesuaikan tegangan sefleksibel transformator AC dalam transmisi jarak jauh.

Kompensasi daya reaktif

Kompensasi daya reaktif dapat dilakukan dengan mudah dalam sistem AC. Daya reaktif adalah energi yang diperlukan untuk mempertahankan medan listrik dan magnetik dalam sistem tenaga listrik, tetapi tidak melakukan pekerjaan eksternal. Dalam transmisi jarak jauh, jumlah daya reaktif yang besar dihasilkan karena efek induktansi dan kapasitansi dari jalur.

Dengan memasang perangkat kompensasi daya reaktif di substation, faktor daya sistem dapat ditingkatkan, dan kerugian jalur serta fluktuasi tegangan dapat dikurangi. Sebaliknya, kontrol daya reaktif dalam sistem HVDC relatif rumit dan memerlukan peralatan khusus untuk kompensasi.

Interkoneksi jaringan

Sebagian besar sistem tenaga listrik yang ada adalah jaringan listrik AC, dan interkoneksi antara sistem AC relatif mudah. Melalui transformator dan peralatan switchgear, dapat mewujudkan koneksi dan pertukaran daya antara jaringan listrik AC di berbagai wilayah dan tingkat tegangan yang berbeda, serta meningkatkan keandalan dan stabilitas jaringan listrik.

Interkoneksi antara sistem transmisi DC dan sistem AC perlu dikonversi melalui stasiun konverter, yang sulit dan mahal. Dalam jaringan listrik berskala besar, interkoneksi sistem AC membuat alokasi daya dan berbagi sumber daya lebih fleksibel.

Aspek biaya ekonomi

Biaya peralatan

Saat ini, peralatan transmisi AC seperti transformator, saklar, pemutus sirkuit, dan teknologi lainnya sudah matang, dan biaya produksi relatif rendah. Peralatan stasiun konverter dalam sistem transmisi DC sangat kompleks, termasuk katup konverter, filter DC, reaktor penyama gelombang, dll., dan biayanya mahal.

Misalnya, biaya pembangunan stasiun konverter HVDC bisa beberapa kali atau lebih dari biaya substation AC setara.

Biaya pemeliharaan

Setelah pengembangan dan penerapan jangka panjang peralatan transmisi AC, teknologi pemeliharaannya sudah cukup matang dan biaya pemeliharaan rendah. Persyaratan pemeliharaan peralatan sistem transmisi DC tinggi, membutuhkan teknisi profesional dan peralatan uji khusus, dan biaya pemeliharaannya tinggi.

Penerapan

• Transmisi jarak jauh kapasitas besar: Untuk kebutuhan transmisi jarak jauh (lebih dari beberapa ratus kilometer) dan kapasitas besar, kerugian pada jalur transmisi HVDC relatif rendah. Karena transmisi DC tidak memiliki efek induktansi dan kapasitansi seperti transmisi AC, tidak ada masalah daya reaktif.

• Transmisi kabel bawah laut: Dalam transmisi kabel bawah laut, karena arus kapasitansi kabel AC akan menyebabkan banyak kerugian dan peningkatan tegangan, sedangkan kabel DC tidak memiliki masalah tersebut, sehingga transmisi kabel bawah laut DC tekanan tinggi memiliki keunggulan besar.