Υψηλή Τάση Μεταφοράς Συνεχούς Ρεύματος

Ορισμός Μεταφοράς Υψηλής Τάσης Συνεχούς Ρεύματος (HVDC)

Η μεταφορά HVDC είναι η μέθοδος μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας σε μορφή συνεχούς ρεύματος με τη χρήση υποθαλάσσιων καλωδίων ή αεροφωνικών γραμμών σε μεγάλες αποστάσεις.

 Μετατροπή και Συσταδικά

Το σύστημα μεταφοράς HVDC χρησιμοποιεί προσανατολιστήρες και αντιστροφές για τη μετατροπή AC σε DC και αντίστροφα, με συσταδικά όπως λειοποιητές ρευμάτων και φίλτρα αρμονικών για να διασφαλίζει τη σταθερότητα και να μειώνει την επέμβαση.

 Σύστημα Μεταφοράς HVDC

Γνωρίζουμε ότι το ρεύμα AC παράγεται στο σταθμό παραγωγής. Αυτό πρέπει πρώτα να μετατραπεί σε DC. Η μετατροπή γίνεται με τη βοήθεια προσανατολιστή. Το ρεύμα DC θα ρέει μέσω των αεροφωνικών γραμμών. Στο πέρας του χρήστη, αυτό το DC πρέπει να μετατραπεί σε AC. Γι' αυτό, ένας αντιστροφέας τοποθετείται στο πέρας λήψης.

 Έτσι, θα υπάρχει ένα προσανατολιστικό τερματικό σε ένα τέρμα του υποσταθμού HVDC και ένα αντιστροφικό τερματικό στο άλλο τέρμα. Η ισχύς του αποστολικού και του χρήστη τέρματος θα είναι πάντα ίση (Εισερχόμενη Ισχύς = Εξερχόμενη Ισχύς).

 Όταν υπάρχουν δύο σταθμοί μετατροπής στα δύο άκρα και μια μονή μεταφορική γραμμή, αυτό ονομάζεται διαδικασία δύο τερματικών DC. Όταν υπάρχουν δύο ή περισσότεροι σταθμοί μετατροπής και γραμμές μεταφοράς DC, αυτό ονομάζεται πολυτερματικός υποσταθμός DC.

Τα συσταδικά του συστήματος μεταφοράς HVDC και οι λειτουργίες του εξηγούνται παρακάτω.

Μετατροπείς: Η μετατροπή AC σε DC και DC σε AC γίνεται από τους μετατροπείς. Περιλαμβάνει μετατροπείς και πύλες βαλβίδων.

Λειοποιητές ρευμάτων: Κάθε πόλος περιλαμβάνει λειοποιητές ρευμάτων, οι οποίοι είναι συνδεδεμένοι σε σειρά με τον πόλο. Χρησιμοποιείται για να αποφύγει τις αποτυχίες προσανατολισμού στους αντιστροφείς, μειώνει τις αρμονικές και αποφεύγει την διακοπή του ρεύματος για τις φορτίες.

Ηλεκτρόδοι: Είναι συναγωγοί που χρησιμοποιούνται για να συνδέσουν το σύστημα με τη γη.

Φίλτρα αρμονικών: Χρησιμοποιείται για να ελαχιστοποιήσει τις αρμονικές στην τάση και το ρεύμα των μετατροπείων που χρησιμοποιούνται.

 Γραμμές DC: Μπορεί να είναι καλωδιακές ή αεροφωνικές γραμμές.

Προμήθεια Φυσικής Ισχύος: Η φυσική ισχύς που χρησιμοποιείται από τους μετατροπείς μπορεί να είναι περισσότερη από το 50% της συνολικής μεταφερόμενης ενεργού ισχύος. Οι παράλληλες καπασίτες παρέχουν αυτή τη φυσική ισχύ.

Αναπτύσσοντες Κύκλωμα AC: Η βλάβη στον μετατροπέα καθαρίζεται από τους αναπτύσσοντες κύκλωμα. Χρησιμοποιείται επίσης για να αποσυνδέσει τον δεσμό DC.

Τύποι Δεσμών

• Μονοπολικός Δεσμός

• Διπολικός Δεσμός

• Ομοπολικός Δεσμός

 Απαιτείται ένας μονοσύνδεσμος και το νερό ή η γη λειτουργούν ως διαδρομή επιστροφής. Αν η αντίσταση της γης είναι υψηλή, χρησιμοποιείται μεταλλική διαδρομή επιστροφής.

Χρησιμοποιούνται διπλοί μετατροπείς με την ίδια τάση σε κάθε τέρμα. Τα σημεία σύνδεσης των μετατροπείων είναι συνδεδεμένα με τη γη.

 Αποτελείται από περισσότερους από δύο συναγωγούς, οι οποίοι έχουν συνήθως ίδια ηλεκτρική πολικότητα, συνήθως αρνητική. Η γη είναι η διαδρομή επιστροφής.

Πολυτερματικοί Δεσμοί

Χρησιμοποιείται για τη σύνδεση περισσότερων από δύο σημείων και χρησιμοποιείται σπάνια.

Σύγκριση Συστημάτων Μεταφοράς HVAC και HVDC

 Πλεονεκτήματα Αποδοτικότητας

• Χρησιμοποιούνται μετατροπείς με μικρή χωρητικότητα υπερφόρτωσης.

• Οι αναπτύσσοντες κύκλωμα, οι μετατροπείς και τα φίλτρα AC είναι ακριβά, ειδικά για μικρές αποστάσεις μεταφοράς.

• Δεν χρειάζονται μετατροπείς για την αλλαγή του επιπέδου τάσης.

• Ο δεσμός HVDC είναι εξαιρετικά περίπλοκος.

• Ανεξέλεγκτη ροή ισχύος.

Πρακτικές Εφαρμογές

• Υποθαλάσσια και υπόγεια καλωδια

• Συνδέσεις δικτύων AC

• Σύνδεση άσυχνων συστημάτων