Transmissió de corrent contínua d'alta tensió

Definició de la transmissió HVDC

La transmissió HVDC és el mètode de transmetre electricitat en forma de corrent contínua (CC) a grans distàncies utilitzant cabells submarins o línies aeriennes.

 Conversió i components

El sistema de transmissió HVDC utilitza rectificadors i inversors per convertir la CA en CC i viceversa, amb components com reactors de suavització i filtres harmònics per assegurar la estabilitat i reduir les interferències.

 Sistema de transmissió HVDC

Sabem que l'energia elèctrica de corrent alternada (CA) es genera a la central. Aquesta ha de ser convertida primer en CC. La conversió s'efectua amb l'ajuda d'un rectificador. La energia elèctrica de CC fluirà a través de les línies aeriennes. Al final del usuari, aquesta CC ha de ser convertida en CA. Per a això, es col·loca un inversor al final receptor.

 Així, hi haurà un terminal de rectificador a un extrem de la subestació HVDC i un terminal d'inversor a l'altre extrem. La potència de l'extrem emissor i l'extrem receptor serà sempre igual (Potència d'entrada = Potència de sortida).

 Quan hi ha dues estacions de conversió als dos extrems i una sola línia de transmissió, es diu sistema de DC de dos terminals. Quan hi ha dues o més estacions de conversió i línies de transmissió de DC, es diu subestació de DC de múltiples terminals.

Els components del sistema de transmissió HVDC i la seva funció es detallen a continuació.

Convertidors: La conversió de CA a CC i de CC a CA s'efectua mitjançant els convertidors. Inclou transformadors i ponts de valvules.

Reactors de suavització: Cada pol té reactors de suavització, que són inductors connectats en sèrie amb el pol. S'utilitzen per evitar fallades de commutació en els inversors, reduir harmònics i evitar la discontinuïtat de la corrent per a les càrregues.

Electrodes: Són conductors que s'utilitzen per connectar el sistema a terra.

Filtres harmònics: S'utilitzen per minimitzar els harmònics en la tensió i la corrent dels convertidors utilitzats.

 Línies de CC: Poden ser cabells o línies aeriennes.

Subministraments de potència reactiva: La potència reactiva utilitzada pels convertidors pot ser més del 50% de la potència activa total transferida. Així, els condensadors en paral·lel proporcionen aquesta potència reactiva.

Interruptors de circuit de CA: Els defectes en el transformador es netejen mitjançant els interruptors de circuit. També s'utilitzen per desconectar l'enllaç de CC.

Tipus d'enllaços

• Enllaç monopolar

• Enllaç bipolar

• Enllaç homopolar

 Es necessita un sol conductor i l'aigua o la terra actuen com a camí de retorn. Si la resistivitat de la terra és alta, s'utilitza un retorn metàl·lic.

S'utilitzen dobles convertidors de la mateixa tensió en cada terminal. Les juntes dels convertidors estan a terra.

 Consisteix en més de dos conductors que tenen generalment la mateixa polaritat, sovint negativa. La terra és el camí de retorn.

Enllaços de múltiples terminals

S'utilitza per connectar més de dos punts i rarament s'utilitza.

Comparació entre els sistemes de transmissió HVAC i HVDC

 Avantatges d'eficiència

• S'utilitzen convertidors amb una capacitat de sobrecàrrega petita.

• Els interruptors de circuit, els convertidors i els filtres de CA són caros, especialment per a la transmissió a curta distància.

• No s'utilitzen transformadors per alterar el nivell de tensió.

• L'enllaç HVDC és extremadament complicat.

• Flux de potència no controlable.

Aplicacions pràctiques

• Cables submarins i soterrats

• Interconnexions de xarxes de CA

• Interconnexió de sistemes asincrons