Trasmissione ad Alta Tensione in Corrente Continua

Definizione della Trasmissione HVDC

La trasmissione HVDC è il metodo di trasmissione dell'elettricità in forma continua (DC) su lunghe distanze utilizzando cavi sottomarini o linee aeree.

 Conversione e Componenti

Il sistema di trasmissione HVDC utilizza rettificatori e inversori per convertire l'AC in DC e viceversa, con componenti come reattori di raddrizzamento e filtri armonici per garantire la stabilità e ridurre le interferenze.

 Sistema di Trasmissione HVDC

Sappiamo che l'energia AC viene generata nella stazione di produzione. Questa deve prima essere convertita in DC. La conversione viene effettuata con l'aiuto di un rettificatore. L'energia DC fluisce attraverso le linee aeree. All'estremità dell'utente, questa DC deve essere convertita in AC. A tale scopo, un inversore è posizionato all'estremità ricevente.

 Quindi, ci sarà un terminale rettificatore in un'estremità della sottostazione HVDC e un terminale inversore nell'altra estremità. La potenza all'estremità di invio e all'estremità dell'utente sarà sempre uguale (Potenza in ingresso = Potenza in uscita).

 Quando ci sono due stazioni di conversione alle due estremità e una singola linea di trasmissione, si parla di sistemi DC a due terminali. Quando ci sono due o più stazioni di conversione e linee di trasmissione DC, si parla di sottostazione DC a multi-terminali.

I componenti del sistema di trasmissione HVDC e le loro funzioni sono spiegati di seguito.

Convertitori: La conversione da AC a DC e da DC a AC viene effettuata dai convertitori. Include trasformatori e ponti di valvole.

Reattori di Raddrizzamento: Ogni polo comprende reattori di raddrizzamento, che sono induttori collegati in serie con il polo. Vengono utilizzati per evitare i guasti di commutazione negli inversori, ridurre gli armonici e prevenire l'interruzione della corrente per i carichi.

Elettrodi: Sono conduttori utilizzati per connettere il sistema alla terra.

Filtri Armonici: Vengono utilizzati per minimizzare gli armonici nella tensione e nella corrente dei convertitori utilizzati.

 Linee DC: Possono essere cavi o linee aeree.

Forniture di Potenza Reattiva: La potenza reattiva utilizzata dai convertitori può superare il 50% della potenza attiva totale trasferita. Pertanto, i condensatori shunt forniscono questa potenza reattiva.

Interruttori Circuito AC: Il guasto nel trasformatore viene eliminato dagli interruttori. Vengono anche utilizzati per disconnettere il collegamento DC.

Tipi di Collegamento

• Collegamento Monopolare

• Collegamento Bipolare

• Collegamento Omopolare

 È richiesto un solo conduttore e l'acqua o il terreno agiscono come via di ritorno. Se la resistività del terreno è elevata, viene utilizzato un ritorno metallico.

In ogni terminale vengono utilizzati doppie convertitori con lo stesso rating di tensione. Le giunzioni dei convertitori sono a terra.

 Comprende più di due conduttori che hanno generalmente la stessa polarità, solitamente negativa. Il terreno è la via di ritorno.

Collegamenti a Multi Terminali

Viene utilizzato per connettere più di due punti ed è raramente utilizzato.

Confronto tra i Sistemi di Trasmissione HVAC e HVDC

 Vantaggi di Efficienza

• Vengono utilizzati convertitori con piccola capacità di sovraccarico.

• Gli interruttori, i convertitori e i filtri AC sono costosi, specialmente per la trasmissione su brevi distanze.

• Non sono necessari trasformatori per modificare il livello di tensione.

• Il collegamento HVDC è estremamente complesso.

• Flusso di potenza non controllabile.

Applicazioni Pratiche

• Cavi sottomarini e sotterranei

• Interconnessioni di reti AC

• Interconnessione di sistemi asincroni