انتقال برق به شکل DC در مسافتهای طولانی با استفاده از کابلهای زیردریایی یا خطوط انتقال هوایی، انتقال برق با ولتاژ بالا مستقیم (HVDC) نامیده میشود. این نوع انتقال برای مسافتهای بسیار طولانی در مقایسه با انتقال AC، از نظر هزینه، تلفات و عوامل دیگر ترجیح داده میشود. نامهای "راهآهن الکتریکی فوقالعاده" یا "راهآهن قدرت فوقالعاده" غالباً برای HVDC استفاده میشود.
ما میدانیم که برق AC در ایستگاه تولید تولید میشود. این برق باید ابتدا به DC تبدیل شود. این تبدیل با استفاده از راستکننده انجام میشود. برق DC از طریق خطوط هوایی جریان خواهد یافت. در سمت کاربر، این DC باید به AC تبدیل شود. برای این منظور، یک انوشتگر در سمت گیرنده قرار داده میشود.
بنابراین، یک پایانه راستکننده در یک سمت زیرایستگاه HVDC و یک پایانه انوشتگر در سمت دیگر وجود خواهد داشت. قدرت سمت ارسال و سمت کاربر همیشه مساوی خواهد بود (قدرت ورودی = قدرت خروجی).
وقتی دو ایستگاه تبدیلکننده در هر دو سمت و یک خط انتقال واحد وجود دارد، آن را سیستمهای DC دو سری مینامند. وقتی دو یا چند ایستگاه تبدیلکننده و خطوط انتقال DC وجود دارد، آن را زیرایستگاه DC چندسری مینامند.
اجزای سیستم انتقال HVDC و عملکرد آنها در زیر توضیح داده شده است.
تبدیلکنندهها: تبدیل AC به DC و DC به AC توسط تبدیلکنندهها انجام میشود. این شامل تقویتکنندهها و پلهای ولومی میشود.
ریاکتورهای هموارساز: هر قطب شامل ریاکتورهای هموارساز است که شامل پرهها متصل به سری با قطب است. این برای جلوگیری از شکستهای کمونوتاسیون در انوشتگرها، کاهش هارمونیکها و جلوگیری از قطع جریان برای بارها استفاده میشود.
الکترودها: آنها در واقع رساناهایی هستند که برای اتصال سیستم به زمین استفاده میشوند.
فیلترهای هارمونیک: این برای کاهش هارمونیکها در ولتاژ و جریان تبدیلکنندههای استفاده شده است.
خطوط DC: میتواند کابل یا خط هوایی باشد.
منابع توان واکنشی: توان واکنشی استفاده شده توسط تبدیلکنندهها میتواند بیش از ۵۰٪ از کل توان فعال منتقل شده باشد. بنابراین خازنهای جانبی این توان واکنشی را ارائه میدهند.
شکستدهندههای مدار AC: خطا در تقویتکننده توسط شکستدهندههای مدار رفع میشود. این همچنین برای جدا کردن لینک DC استفاده میشود.
طبقهبندی لینکهای HVDC به شرح زیر است:
یک رسانه مورد نیاز است و آب یا زمین به عنوان مسیر بازگشت عمل میکند. اگر مقاومت زمین بالا باشد، بازگشت فلزی استفاده میشود.
تبدیلکنندههای دوگانه با یک سطح ولتاژ مشابه در هر سری استفاده میشود. اتصالهای تبدیلکننده به زمین متصل میشوند.
این شامل بیش از دو رسانه است که عموماً قطب منفی دارند. زمین به عنوان مسیر بازگشت عمل میکند.
این برای اتصال بیش از دو نقطه استفاده میشود و به ندرت استفاده میشود.
سیستم انتقال HVDC |
سیستم انتقال HVAC |
تلفات کم. |
تلفات زیاد به دلیل اثر پوستهای و انتشار کرونا |
تنظیم ولتاژ بهتر و قابلیت کنترل بیشتر. |
تنظیم ولتاژ و قابلیت کنترل کمتر. |
انتقال بیشتر قدرت در مسافتهای طولانیتر. |
انتقال کمتر قدرت نسبت به سیستم HVDC. |
نیاز به عایق کمتر. |
|
