Sebab menggunakan AC untuk penghantaran tenaga jarak jauh

Faktor pembangunan sejarah

Sistem tenaga awal didominasi oleh arus bolak-balik: Pada masa awal perkembangan sistem tenaga, teknologi alternator dan transformer relatif matang dan mudah dibuat. 

Sistem AC dapat dengan mudah mengubah tingkat tegangan melalui transformer untuk mencapai transmisi tegangan tinggi untuk mengurangi kerugian garis, sehingga transmisi AC telah digunakan secara luas pada masa awal dan membentuk sistem grid tenaga yang besar.

Pertimbangan teknis

Kelebihan transformer dalam sistem AC

Transmisi AC dapat dengan mudah dinaikkan dan diturunkan menggunakan transformer. Di ujung pembangkit, tegangan output generator ditingkatkan untuk mengurangi arus dan mengurangi kerugian daya pada garis. Di ujung beban, tegangan diturunkan ke tingkat yang sesuai untuk pengguna melalui transformer. Teknologi DC transformer saat ini relatif rumit dan mahal, dan sulit untuk menyesuaikan tegangan dengan fleksibel seperti transformer 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 memelihara medan listrik dan magnet dalam sistem tenaga, tetapi tidak melakukan pekerjaan eksternal. Dalam transmisi jarak jauh, sejumlah besar daya reaktif dihasilkan karena efek induktansi dan kapasitansi garis. 

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

Interkoneksi grid

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

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

Aspek biaya ekonomi

Biaya peralatan

Saat ini, peralatan transmisi AC seperti transformer, saklar, pemutus sirkuit, dan teknologi lainnya sudah matang, dan biaya produksi relatif rendah. Peralatan stasiun konverter dalam sistem transmisi DC rumit, termasuk katup konverter, filter DC, reaktor rata-rata, dll., dan biayanya mahal.

Misalnya, biaya membangun stasiun konverter HVDC dapat beberapa kali atau lebih dari substation AC setara.

Biaya pemeliharaan

Setelah perkembangan dan aplikasi peralatan transmisi AC yang panjang, teknologi pemeliharaannya relatif matang dan biaya pemeliharaan rendah. Persyaratan pemeliharaan peralatan sistem transmisi DC tinggi, memerlukan teknisi profesional dan peralatan uji khusus, dan biaya pemeliharaannya tinggi.

Aplikasi

• Transmisi jarak jauh kapasitas besar: Untuk kebutuhan transmisi jarak jauh (lebih dari beberapa ratus kilometer) dan kapasitas besar, kerugian garis transmisi HVDC relatif rendah. Karena transmisi DC tidak memiliki efek induktansi dan kapasitansi 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 kenaikan tegangan, dan kabel DC tidak memiliki masalah ini, sehingga transmisi kabel DC bawah laut tekanan tinggi memiliki keunggulan besar.