Přenos elektrické energie ve formě stejnosměrného proudu na velké vzdálenosti pomocí podmořských kabelů nebo vedení nad zemí se nazývá přenos vysokého napětí stejnosměrným proudem (HVDC). Tento typ přenosu je preferován před přenosem střídavého proudu (HVAC) pro velmi dlouhé vzdálenosti, pokud jde o náklady, ztráty a mnoho dalších faktorů. Pojmy Elektrická dálnice nebo Energetická dálnice jsou často používány pro HVDC.
Víme, že střídavý proud je generován v elektrárnách. Ten musí být nejprve převeden na stejnosměrný. Převod se provádí s pomocí obdélníkového článku. Stejnosměrný proud protéká vedením nad zemí. Na straně uživatele musí být tento stejnosměrný proud převeden zpět na střídavý. Pro tento účel je na přijímací straně umístěn inverzní člen.
Takže na jednom konci HVDC podstanice bude obdélníkový člen a na druhém konci inverzní člen. Výkon na odesílací straně a uživatelské straně bude vždy stejný (vstupní výkon = výstupní výkon).
Pokud jsou na obou koncích dvě převodové stanice a jedno vedení, hovoříme o dvouterminálových systémech DC. Pokud jsou dvě nebo více převodových stanic a vedení DC, hovoříme o více-terminálové DC podstanici.
Součásti systému přenosu HVDC a jejich funkce jsou vysvětleny níže.
Převodníky: Převod AC na DC a DC na AC se provádí pomocí převodníků. Zahrnují to transformátory a mosty ventilů.
Hladicí reaktory: Každý pól obsahuje hladicí reaktory, které jsou induktory spojené v sérii s pólom. Slouží k prevenci selhání komutace v invertorech, snižují harmonické složky a zabrání přerušení proudu pro spotřebiče.
Elektrody: Jsou to ve skutečnosti vodiče, které slouží k připojení systému k zemi.
Filtry harmonických složek: Slouží k minimalizaci harmonických složek v napětí a proudu použitých převodníků.
DC vedení: Mohou být kabely nebo vedení nad zemí.
Zdroje reaktivního výkonu: Reactivní výkon používaný převodníky může být více než 50 % celkového přeneseného aktivního výkonu. Proto poskytují paralelní kondenzátory tento reaktivní výkon.
Proudové přerušovače AC: Přehození v transformátoru je vyřešeno proudovými přerušovači. Slouží také k odpojení DC propojení.
Klasifikace HVDC spojů je následující:
Je potřeba jeden vodič a voda nebo země působí jako návratová cesta. Pokud je odpor země vysoký, používá se kovová návratová cesta.
V každém terminálu se používají dvojité převodníky stejného napěťového stupně. Spojnice převodníků jsou zazemleny.
Skládá se z více než dvou vodičů, které mají obvykle stejnou polaritu, obvykle negativní. Země je návratovou cestou.
Slouží k propojení více než dvou bodů a používá se zřídka.
Systém přenosu HVDC |
Systém přenosu HVAC |
Nízké ztráty. |
Ztráty jsou vysoké kvůli efektu kůže a koronačnímu výboji |
Lepší regulace napětí a možnost řízení. |
Regulace napětí a možnost řízení je nízká. |
Přenos většího množství energie na delší vzdálenost. |
Přenos menšího množství energie v porovnání s systémem HVDC. |
Potřebuje méně izolace. |
Vyžaduje více izolace. |
|
