Uzun mesafe güç iletimi için AC'nin kullanılmasının nedenleri

Tarihsel gelişim faktörü

Erken güç sistemleri, alternatif akım ile hakimdi: Güç sistemi geliştirilmesinin erken dönemlerinde, alternatör ve transformatör teknolojisi nispeten olgunlaşmış ve üretimi kolaydı.

Ac sistemi, transformatör aracılığıyla voltaj seviyesini kolayca değiştirebilir ve hat kayıplarını azaltmak için yüksek gerilim ile iletimi gerçekleştirebilir. Bu nedenle, Ac iletimi erken dönemlerde yaygın olarak kullanılmış ve büyük bir güç şebekesi sistemi oluşturmuştur.

Teknik dikkate alınacaklar

Ac sistemlerindeki transformatörlerin avantajları

Ac iletim, transformatörler kullanarak kolayca yükseltebilir ve düşürebilir. Güç üretim ucunda, jeneratörün çıkış voltajı artırılır, bu da akımı azaltır ve hat üzerindeki güç kaybını azaltır. Güç tüketim ucunda, voltaj bir transformatör aracılığıyla kullanıcıya uygun bir seviyeye düşürülür. Mevcut DC transformatör teknolojisi nispeten karmaşık ve pahalıdır ve uzun mesafe iletiminde AC transformatörler kadar esnek bir şekilde voltaj ayarı yapmak zordur.

Reaktif güç kompansasyonu

Reaktif güç kompansasyonu, Ac sisteminde kolaylıkla gerçekleştirilebilir. Reaktif güç, bir güç sisteminde elektrik ve manyetik alanları korumak için gerekli olan enerjidir, ancak dışarıda iş yapmaz. Uzun mesafe iletiminde, hatların endüktans ve kapasitans etkileri nedeniyle büyük miktarda reaktif güç üretilir.

Alt trafi merkezlerine reaktif güç kompansasyon cihazları kurularak, sistemin güç faktörü iyileştirilebilir, hat kaybı ve voltaj dalgalanması azaltılabilir. Buna karşılık, HVDC sistemlerinde reaktif güç kontrolü nispeten karmaşıktır ve kompansasyon için özel ekipman gerektirir.

Şebeke bağlantısı

Mevcut çoğu güç sistemi Ac güç ağlarıdır ve Ac sistemler arasındaki bağlantı nispeten kolaydır. Transformatörler ve anahtarlama ekipmanları aracılığıyla, farklı bölgelerde ve farklı voltaj seviyelerindeki Ac güç ağlarının bağlantısı ve güç değişimi gerçekleştirilir, bu da güç ağlarının güvenilirliğini ve istikrarını artırır.

DC iletim sistemi ile Ac sistemi arasındaki bağlantı, dönüştürücü istasyonu aracılığıyla yapılmak zorunda kalır, bu da zor ve pahalıdır. Büyük ölçekli güç ağlarında, Ac sistemler arasındaki bağlantı, güç dağılımını ve kaynak paylaşımını daha esnek hale getirir.

Ekonomik maliyet yönü

Ekipman maliyeti

Şu anda, transformatörler, anahtarlar, kesici devreler gibi Ac iletim ekipmanları teknolojik açıdan olgunlaşmıştır ve üretim maliyeti nispeten düşüktür. DC iletim sistemindeki dönüştürücü istasyonu ekipmanı, dönüştürücü vanası, DC filtresi, düz dalga reaktörü vb. dahil olmak üzere karmaşıktır ve maliyeti pahalıdır.

Örneğin, bir HVDC dönüştürücü istasyonu inşa etme maliyeti, eşdeğer bir Ac alt trafi merkezinden birkaç kat daha fazla veya daha fazla olabilir.

Bakım maliyeti

Ac iletim ekipmanlarının uzun süreli geliştirilmesi ve uygulanması sonucunda, bakım teknolojisi nispeten olgunlaşmıştır ve bakım maliyeti düşüktür. DC iletim sistemindeki ekipman bakım gereklilikleri yüksektir, profesyonel teknisyenler ve özel test ekipmanları gerektirir ve bakım maliyeti yüksektir.

Uygulama

• Uzun mesafe, büyük kapasiteli iletim: Uzun mesafe (birkaç yüz kilometreden fazla), büyük kapasiteli iletim ihtiyaçları için, HVDC iletim hat kaybı nispeten düşüktür. DC iletim, AC iletimin endüktans ve kapasitans etkilerini içermediği için, reaktif güç sorunu yoktur.

• Denizaltı kablo iletimi: Denizaltı kablo iletiminde, AC kabloların kapasitans akımı çok fazla kayıp ve voltaj yükseltmesine neden olurken, DC kablo bu sorunu içermediği için, yüksek gerilimli DC denizaltı kablo iletimi büyük avantaja sahiptir.