Vysokonapěťový přenos stejnosměrného proudu

Definice přenosu HVDC

Přenos HVDC je způsob přenosu elektřiny v podobě stejnosměrného proudu na velké vzdálenosti pomocí podmořských kabelů nebo vzdušných veden.

 Převod a komponenty

Systém přenosu HVDC používá odporové čidlo a inverzory pro převod střídavého proudu na stejnosměrný a naopak, s komponentami jako jsou hladicí reaktory a harmonické filtry, které zajistí stabilitu a sníží rušení.

 Systém přenosu HVDC

Víme, že střídavý proud se vygeneruje v elektrárně. Tento střídavý proud musí být nejprve převeden na stejnosměrný. Převod se provádí pomocí odporového čidla. Stejnosměrný proud pak plynulým vedením. Na straně uživatele se tento stejnosměrný proud musí převést zpět na střídavý. Pro tento účel je na přijímací straně umístěn inverzor.

 Tedy, bude na jedné straně HVDC podstanice terminál odporového čidla a na druhé straně terminál inverzoru. Výkon odesílací strany a strany uživatele bude vždy stejný (vstupní výkon = výstupní výkon).

 Pokud jsou na obou koncích dvě převodové stanice a jedno přenosové vedení, mluvíme o dvouterminálovém systému DC. Pokud jsou dvě nebo více převodových stanic a vedení DC, mluvíme o více-terminálové podstanici DC.

Komponenty systému přenosu HVDC a jejich funkce jsou vysvětleny níže.

Převodnice: Převod AC na DC a DC na AC se provádí pomocí převodnic. Zahrnují transformátory a ventilové mosty.

Hladicí reaktory: Každý pól obsahuje hladicí reaktory, které jsou induktory spojené sériově s pólem. Slouží k prevenci selhání komutace v inverzorech, snižují harmonické složky a zabrání přerušení proudu pro spotřebiče.

Elektrody: Jsou to vlastně vodiče, které slouží k připojení systému k zemi.

Harmonické filtry: Slouží k minimalizaci harmonických složek napětí a proudu použitých převodnic.

 DC vedení: Mohou být kabely nebo vzdušná vedení.

Zdroje reaktivního výkonu: Reaktivní výkon používaný převodnicemi může být více než 50 % celkového přeneseného aktivního výkonu. Proto poskytují paralelní kondenzátory tento reaktivní výkon.

Přerušovače střídavého proudu: Přerušovače vyřeší poruchy v transformátoru. Používají se také k odpojení DC spojení.

Typy spojení

• Monopolární spojení

• Bipolární spojení

• Homopolární spojení

 Je potřeba jeden vodič a voda nebo země slouží jako cesta zpětného proudu. Pokud je odpor země vysoký, používá se kovová cesta zpětného proudu.

V každém terminálu se používají dvojité převodnice stejného napěťového rozsahu. Spony převodnic jsou uzemněny.

 Skládá se z více než dvou vodičů, které mají obvykle rovnocennou polaritu, obvykle zápornou. Země je cestou zpětného proudu.

Více-terminálová spojení

Slouží k propojení více než dvou bodů a používají se zřídka.

Porovnání systému přenosu HVAC a HVDC

 Výhody efektivity

• Používají se převodnice s malou přetíženou kapacitou.

• Přerušovače, převodnice a filtry střídavého proudu jsou drahé, zejména pro krátké vzdálenosti.

• Není potřeba transformátorů pro změnu úrovně napětí.

• Spojení HVDC je extrémně komplikované.

• Nekontrolovatelný tok energie.

Praktické aplikace

• Podmořské a podzemní kabely

• Propojení sítí střídavého proudu

• Propojení asynchronních systémů