เหตุผลในการใช้ไฟฟ้ากระแสสลับสำหรับการส่งกำลังไฟฟ้าทางไกล

ปัจจัยการพัฒนาทางประวัติศาสตร์

ระบบพลังงานไฟฟ้าในช่วงแรกถูกครอบงำโดยกระแสสลับ: ในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนาระบบพลังงานไฟฟ้า เทคโนโลยีของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและหม้อแปลงไฟฟ้าค่อนข้างเจริญแล้วและผลิตได้ง่าย

ระบบ AC สามารถเปลี่ยนระดับแรงดันผ่านหม้อแปลงเพื่อส่งผ่านแรงดันสูงลดการสูญเสียบนสายส่ง ดังนั้นการส่งผ่านกระแสสลับจึงได้รับการใช้อย่างกว้างขวางในช่วงแรกและก่อให้เกิดระบบสายส่งขนาดใหญ่

การพิจารณาทางเทคนิค

ข้อดีของหม้อแปลงในระบบ AC

การส่งผ่านกระแสสลับสามารถปรับระดับแรงดันขึ้นลงได้ง่ายโดยใช้หม้อแปลง ที่ปลายการผลิตไฟฟ้า แรงดันขาออกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นเพื่อลดกระแสและลดการสูญเสียพลังงานบนสายส่ง ที่ปลายการใช้ไฟฟ้า แรงดันจะลดลงเหลือระดับที่เหมาะสมสำหรับผู้ใช้โดยผ่านหม้อแปลง การแปลงแรงดันในระบบ DC ซับซ้อนและมีค่าใช้จ่ายสูง และยากที่จะปรับแรงดันได้คล่องแคล่วเท่ากับหม้อแปลง AC ในระยะทางยาว

การชดเชยพลังงานปฏิกิริยา

การชดเชยพลังงานปฏิกิริยาสามารถทำได้ง่ายในระบบ AC พลังงานปฏิกิริยาเป็นพลังงานที่จำเป็นในการรักษาสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กในระบบพลังงาน แต่ไม่ทำงานภายนอก ในระยะทางยาว จะมีพลังงานปฏิกิริยาจำนวนมากเกิดขึ้นเนื่องจากผลกระทบของความเหนี่ยวนำและความจุของสายส่ง

โดยการติดตั้งอุปกรณ์ชดเชยพลังงานปฏิกิริยาในสถานีแปลงไฟฟ้า สามารถปรับปรุงแฟคเตอร์พาวเวอร์ของระบบ และลดการสูญเสียและแรงดันไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลง ในทางตรงกันข้าม การควบคุมพลังงานปฏิกิริยาในระบบ HVDC ซับซ้อนและต้องใช้อุปกรณ์เฉพาะเพื่อชดเชย

การเชื่อมโยงระบบสายส่ง

ระบบสายส่งส่วนใหญ่ที่มีอยู่เป็นระบบ AC และการเชื่อมโยงระหว่างระบบ AC ค่อนข้างง่าย โดยใช้หม้อแปลงและสวิตช์เกียร์ สามารถเชื่อมโยงและแลกเปลี่ยนพลังงานระหว่างระบบสายส่ง AC ในพื้นที่และระดับแรงดันที่ต่างกัน และเพิ่มความน่าเชื่อถือและความมั่นคงของระบบสายส่ง

การเชื่อมโยงระหว่างระบบส่งผ่านกระแสตรงและระบบ AC ต้องผ่านสถานีแปลงกระแส ซึ่งยากและมีค่าใช้จ่ายสูง ในระบบสายส่งขนาดใหญ่ การเชื่อมโยงระหว่างระบบ AC ทำให้การจัดสรรพลังงานและการแบ่งปันทรัพยากรยืดหยุ่นมากขึ้น

ด้านค่าใช้จ่ายทางเศรษฐกิจ

ค่าใช้จ่ายของอุปกรณ์

ในปัจจุบัน อุปกรณ์ส่งผ่านกระแสสลับ เช่น หม้อแปลง สวิตช์ วงจรป้องกันไฟฟ้าลัดวงจร และเทคโนโลยีอื่น ๆ ค่อนข้างเจริญแล้ว และมีต้นทุนการผลิตต่ำ อุปกรณ์ของสถานีแปลงกระแสในระบบส่งผ่านกระแสตรงซับซ้อน รวมถึงวาล์วแปลงกระแส ตัวกรอง DC ตัวเก็บประจุ DC ฯลฯ และมีค่าใช้จ่ายสูง

ตัวอย่างเช่น ค่าใช้จ่ายในการสร้างสถานีแปลงกระแส HVDC อาจสูงกว่าสถานีแปลงกระแส AC ที่เทียบเท่าหลายเท่า

ค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษา

หลังจากการพัฒนาและการใช้งานอุปกรณ์ส่งผ่านกระแสสลับในระยะยาว เทคโนโลยีการบำรุงรักษามีความเจริญแล้วและค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาต่ำ อุปกรณ์ของระบบส่งผ่านกระแสตรงต้องการการบำรุงรักษาสูง ต้องใช้เทคนิคช่างมืออาชีพและอุปกรณ์ทดสอบพิเศษ และค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาสูง

การใช้งาน

• การส่งผ่านระยะไกลและปริมาณใหญ่: สำหรับความต้องการส่งผ่านระยะไกล (มากกว่าหลายร้อยกิโลเมตร) และปริมาณใหญ่ การส่งผ่านกระแสตรง HVDC มีการสูญเสียน้อย เนื่องจากกระแสตรงไม่มีผลกระทบของความเหนี่ยวนำและความจุของกระแสสลับ ไม่มีปัญหาพลังงานปฏิกิริยา

• การส่งผ่านผ่านเคเบิลใต้น้ำ: ในการส่งผ่านผ่านเคเบิลใต้น้ำ เนื่องจากกระแสจุของเคเบิล AC จะทำให้เกิดการสูญเสียและแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้น และเคเบิล DC ไม่มีปัญหานี้ ดังนั้นการส่งผ่านกระแสตรง HVDC ผ่านเคเบิลใต้น้ำมีข้อได้เปรียบมาก