تولید و انتقال جریان مستقیم با فشار بالا | انتقال HVDC
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.
سیستم انتقال HVDC
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.
تهیه‌بندی‌های سیستم HVDC
طبقه‌بندی لینک‌های HVDC به شرح زیر است:
لینک‌های یک قطبی
یک رسانه مورد نیاز است و آب یا زمین به عنوان مسیر بازگشت عمل می‌کند. اگر مقاومت زمین بالا باشد، بازگشت فلزی استفاده می‌شود.
لینک‌های دو قطبی
تبدیل‌کننده‌های دوگانه با یک سطح ولتاژ مشابه در هر سری استفاده می‌شود. اتصال‌های تبدیل‌کننده به زمین متصل می‌شوند.
لینک‌های هم‌قطبی
این شامل بیش از دو رسانه است که عموماً قطب منفی دارند. زمین به عنوان مسیر بازگشت عمل می‌کند.
لینک‌های چند سری
این برای اتصال بیش از دو نقطه استفاده می‌شود و به ندرت استفاده می‌شود.
