Масштабна передача електроенергії у вигляді ПС (постійний струм) на великі відстані за допомогою підводних кабелів або надземних ліній передачі називається передачею електроенергії постійним струмом високого напруги. Цей тип передачі вважається більш переваговим порівняно з передачею АС (перемінний струм) для дуже великих відстаней, враховуючи вартість, втрати та інші фактори. Для позначення HVDC часто використовуються терміни "Електрична супердорога" або "Енергетична супердорога".
Ми знаємо, що електроенергія АС генерується на електростанціях. Спочатку цю енергію потрібно перетворити на ПС. Перетворення відбувається за допомогою ректифікатора. Енергія ПС буде проходити через надземні лінії. На стороні споживача цей ПС необхідно перетворити назад на АС. Для цього на приймальному кінці розміщується інвертор.
Таким чином, на одному кінці підстанції HVDC буде розташований ректифікатор, а на іншому — інвертор. Потужність на стороні відправника та споживача завжди буде однаковою (Потужність входу = Потужність виходу).
Коли на обох кінцях розташовані дві конвертерні станції, а одна лінія передачі, це називається системою з двома терміналами ПС. Коли присутні дві або більше конвертерних станцій та ліній передачі ПС, це називається багатотермінальною підстанцією ПС.
Компоненти системи передачі електроенергії постійним струмом високого напругу та їх функції пояснюється нижче.
Конвертери: Перетворення АС на ПС та ПС на АС здійснюється за допомогою конвертерів. Вони включають трансформатори та мостові ключі.
Згладжувальні реактори: Кожний полюс містить згладжувальні реактори, які є индуктивностями, підключеними послідовно до полюса. Вони використовуються для запобігання комутаційним невдачам, що виникають в інверторах, зменшення гармонік та уникнення переривання струму для навантажень.
Електроди: Вони є провідниками, які використовуються для підключення системи до землі.
Фільтри гармонік: Використовуються для мінімізації гармонік у напрузі та струмі конвертерів, які використовуються.
Постійні струмові лінії: Це можуть бути кабелі або підвісні лінії.
Джерела реактивної потужності: Реактивна потужність, яку використовують конвертори, може перевищувати 50% загальної переданої активної потужності. Тому шунт-конденсатори забезпечують цю реактивну потужність.
Акумулятори об’єднаних ланок: Помилка у трансформаторі виправляється за допомогою преривачів. Вони також використовуються для відключення постійноточного зв'язку.
Класифікація HVDC-зв'язків наступна:
Потрібен один провідник, а вода або земля служать шляхом повернення. Якщо опір землі високий, використовується металевий шлях повернення.
У кожному терміналі використовуються подвійні конвертори з однаковим напруговим класом. З'єднання конверторів заземлені.
Це складається з більше ніж двох провідників, які мають однакову полярність, зазвичай від'ємну. Земля є шляхом повернення.
Використовується для з'єднання більше двох точок і рідко використовується.
HVDC Transmission System |
HVAC Transmission System |
Low losses. |
Losses are high due to the skin effect and corona discharge |
Better Voltage regulation and Control ability. |
Voltage regulation and Control ability is low. |
Transmit more power over a longer distance. |
Transmit less power compared to a HVDC system. |
Less insulation is needed. |
More insulation is required. |
Reliability is high. |
Low Reliability. |
Asynchronous interconnection is possible. |
Asynchronous interconnection is not possible. |
Reduced line cost due to fewer conductors. |
Line cost is high. |
Towers are cheaper, simple and narrow. |
Towers are bigger compared to HVDC. |
Використовуються конвертори з невеликою перевантажувальною здатністю.
Преривачі, конвертори та фільтри AC є дорогими, особливо для передачі на невеликі відстані.
Немає трансформаторів для зміни рівня напруги.
Посилання HVDC є надзвичайно складним.
Неконтрольований потік енергії.
Підводні та підземні кабелі
З'єднання мереж AC
З'єднання асинхронних систем
Заява: Поважайте оригінал, хороші статті варто поширювати, у разі порушення авторських прав зверніться для видалення.
