Visokonaponski prijenos jednosmjernog struja

Definicija prijenosa naponom konstantnog struja (HVDC)

Prijenos naponom konstantnog struja (HVDC) je metoda prijenosa električne energije u obliku konstantnog struja na velike udaljenosti pomoću podmorskih kabela ili nadzemnih vodova.

 Konverzija i komponente

Sustav prijenosa HVDC koristi pretvarače i invertere za pretvaranje struje iz AC u DC i obrnuto, uz komponente poput glačačkih reaktora i harmonijskih filtera kako bi se osigurala stabilnost i smanjila interferencija.

 Sustav prijenosa HVDC

Znamo da se naponska struja generira u elektrani. To treba prvo pretvoriti u konstantnu struju. Pretvorba se obavlja pomoću pretvarača. Struja konstantnog naponskog nivoa teći će kroz nadzemne vodove. Na kraju korisnika, ova konstantna struja treba se pretvoriti u naponsku. Za tu svrhu, inverter se postavlja na primateljskom kraju.

 Stoga će biti terminal pretvarača na jednom kraju HVDC podstanice i terminal invertera na drugom kraju. Snaga slanja i snaga korisnika uvijek će biti jednaka (Ulazna snaga = Izlazna snaga).

 Kada postoje dvije pretvaračke stanice na oba kraja i jedan prijenosni vod, to se naziva sustav sa dva terminala DC. Kada postoje dvije ili više pretvaračkih stanica i DC prijenosni vodiči, to se naziva višeterminalni DC sustav.

Komponente sustava prijenosa HVDC i njihove funkcije su objašnjene u nastavku.

Pretvarači: Pretvaranje iz AC u DC i obrnuto obavljaju pretvarači. Uključuju transformatore i valne mostove.

Glačački reaktori: Svaki pol ima glačačke reaktore koji su induktivnosti spojene u serijsko vezano s polom. Koriste se kako bi se spriječile greške komutacije u inverterima, smanjili harmonici i spriječena prekid struje za opterećenja.

Elektrodi: One su zapravo vodiči koji se koriste za povezivanje sustava s zemljom.

Harmonijski filtri: Koriste se za minimiziranje harmonika u naponu i strujama pretvarača.

 DC vodiči: Mogu biti kabeli ili nadzemni vodiči.

Reaktivni izvori snage: Reaktivna snaga koju koriste pretvarači može biti veća od 50% ukupno prenesene aktivne snage. Stoga shunt kapacitanci pružaju ovu reaktivnu snagu.

Prekidnici AC kruga: Greška u transformatoru se ispravlja prekidnicima. Također se koriste za odspajanje DC veze.

Vrste veza

• Monopolarna veza

• Bipolarna veza

• Homopolarna veza

 Potreban je jedan vodič, a voda ili tlo služe kao povratna staza. Ako je otpornost tla visoka, koristi se metalna povratna staza.

U svakom terminalu koriste se dvostruki pretvarači istog naponskog nivoa. Spojnice pretvarača su zemljište.

 Sastoji se od više od dva vodiča koji imaju jednak polarnost, obično negativnu. Zemlja je povratna staza.

Višeterminalne veze

Koriste se za povezivanje više od dvije točke i rijetko se koriste.

Uporedba sustava prijenosa HVAC i HVDC

 Prednosti učinkovitosti

• Koriste se pretvarači s malim kapacitetom preopterećenja.

• Prekidnici, pretvarači i AC filtri su skupi, posebno za prijenos na male udaljenosti.

• Nema transformatora za promjenu razina napona.

• HVDC veza je izuzmjeno složena.

• Nepodnoženi tok snage.

Praktične primjene

• Podmorski i podzemni kabeli

• Interkonfiguracije AC mreža

• Povezivanje asinkronih sistema