انتقال برق به شکل جریان مستقیم (DC) از طریق کابلهای زیردریایی یا خطوط انتقال هوایی در فواصل طولانی، انتقال جریان مستقیم با ولتاژ بالا نامیده میشود. این نوع انتقال در فواصل بسیار طولانی، هنگام بررسی هزینه، تلفات و عوامل دیگر، ترجیح داده میشود. نامهای سوپراوتوفاد یا آزادراه برق اغلب برای HVDC استفاده میشود.
ما میدانیم که انرژی جریان متناوب (AC) در ایستگاه تولید تولید میشود. این انرژی باید ابتدا به DC تبدیل شود. این تبدیل با کمک رکتیفایر انجام میشود. انرژی DC از طریق خطوط هوایی جریان مییابد. در سمت مصرفکننده، این DC باید به AC تبدیل شود. برای این منظور، یک انورتر در سمت گیرنده قرار داده میشود.
بنابراین، یک انتهای زیراستانیون HVDC شامل یک پایانه رکتیفایر و پایانه دیگر شامل یک پایانه انورتر خواهد بود. توان سمت فرستنده و سمت مصرفکننده همیشه مساوی خواهد بود (توان ورودی = توان خروجی).
وقتی که دو ایستگاه تبدیل در هر دو سمت وجود دارد و یک خط انتقال وجود دارد، به آن سیستمهای DC دوطرفه گفته میشود. وقتی که دو یا چند ایستگاه تبدیل و خطوط انتقال DC وجود دارد، به آن زیراستانیون چندطرفه گفته میشود.
اجزاء سیستم انتقال HVDC و عملکرد آنها در زیر توضیح داده شدهاند.
تبدیلکنندهها: تبدیل AC به DC و DC به AC توسط تبدیلکنندهها انجام میشود. این تبدیلکنندهها شامل ترانسفورماتورها و پلهای ولیو هستند.
リアクタ: هر قطب شامل ریاکتورهای صافکننده است که به صورت سری با قطب متصل شدهاند. این ریاکتورها برای جلوگیری از شکست تبادل در انورترها، کاهش همگامسازیها و جلوگیری از قطع جریان برای بارها استفاده میشوند.
الکترودها: اینها در واقع رهگذرها هستند که برای اتصال سیستم به زمین استفاده میشوند.
فیلترهای هارمونیک: این فیلترها برای کاهش هارمونیکها در ولتاژ و جریان تبدیلکنندههای استفاده شده است.
خطوط DC: این میتواند کابلها یا خطوط هوایی باشد.
منابع توان واکنشی: توان واکنشی استفاده شده توسط تبدیلکنندهها میتواند بیش از ۵۰٪ توان فعال منتقل شده باشد. بنابراین کندانسورهای شانسوی این توان واکنشی را تأمین میکنند.
برشکنندههای مدار AC: خطا در ترانسفورماتور توسط برشکنندههای مدار پاک میشود. این برشکنندهها همچنین برای قطع پیوند DC استفاده میشوند.
طبقهبندی لینکهای HVDC به شرح زیر است:
نیاز به یک رساننده واحد است و آب یا زمین به عنوان مسیر بازگشت عمل میکند. اگر مقاومت زمین بالا باشد، از بازگشت فلزی استفاده میشود.
در هر انتهای دو تبدیلکننده با ولتاژ یکسان استفاده میشود. اتصالات تبدیلکنندهها به زمین متصل شدهاند.
این شامل بیش از دو رساننده است که قطبیت یکسانی دارند که معمولاً منفی است. 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 بالا به دلیل اثر پوستهای و تشتت کرونایی |
تنظیم ولتاژ بهتر و قابلیت کنترل. |
تنظیم ولتاژ و قابلیت کنترل کم است. |
انتقال بیشتر توان در فواصل طولانیتر. |
انتقال کمتر توان نسبت به سیستم HVDC. |
نیاز به عایق کمتر. |
|
