고압직류송전

HVDC 송전 정의

HVDC 송전은 수중 케이블이나 공중 전선을 사용하여 직류 형태로 전기를 장거리로 송전하는 방법입니다.

 변환 및 구성 요소

HVDC 송전 시스템은 교류를 직류로, 그리고 그 반대로 변환하기 위해 정류기와 역변환기를 사용하며, 안정성을 보장하고 간섭을 줄이기 위해 평활 리액터와 고조파 필터와 같은 구성 요소를 사용합니다.

 HVDC 송전 시스템

우리는 발전소에서 교류 전력이 발생한다는 것을 알고 있습니다. 이는 먼저 직류로 변환되어야 합니다. 변환은 정류기의 도움으로 이루어집니다. 직류 전력은 공중 전선을 통해 흐릅니다. 사용자 끝에서는 이 직류가 다시 교류로 변환되어야 합니다. 이를 위해 수신측에 역변환기가 설치됩니다.

 따라서 HVDC 변전소의 한쪽 끝에는 정류기 단말이, 다른 끝에는 역변환기 단말이 위치하게 됩니다. 송신측과 사용자측의 전력은 항상 동일합니다 (입력 전력 = 출력 전력).

 양 끝에 두 개의 변환소가 있고 단일 송전선이 있는 경우를 두단말 DC 시스템이라고 합니다. 두 개 이상의 변환소와 DC 송전선이 있는 경우를 다단말 DC 변전소라고 합니다.

HVDC 송전 시스템의 구성 요소와 기능은 아래에 설명되어 있습니다.

변환기: 변환기는 교류를 직류로, 그리고 직류를 교류로 변환합니다. 변압기와 밸브 브리지가 포함됩니다.

평활 리액터: 각 극에는 직렬로 연결된 인덕터인 평활 리액터가 포함되어 있습니다. 이는 역변환기에서 발생하는 교차 실패를 방지하고, 고조파를 줄이며, 부하에 대한 전류 중단을 피하는데 사용됩니다.

전극: 실제로 지구와 시스템을 연결하는 도체입니다.

고조파 필터: 변환기에 사용되는 전압과 전류의 고조파를 최소화하는데 사용됩니다.

 DC 선로: 케이블 또는 공중 전선일 수 있습니다.

무효 전력 공급: 변환기에 의해 사용되는 무효 전력은 총 전송 활성 전력의 50% 이상일 수 있습니다. 따라서 병렬 커패시터가 이 무효 전력을 제공합니다.

AC 회로 차단기: 변압기의 고장은 회로 차단기로 제거됩니다. 또한 DC 링크를 분리하는 데에도 사용됩니다.

링크 유형

• 단극 링크

• 이극 링크

• 동극 링크

 단일 도체가 필요하며, 물이나 지면이 반환 경로로 작용합니다. 지면 저항이 높다면, 금속 반환 경로가 사용됩니다.

각 단말에는 동일한 전압 등급의 이중 변환기가 사용됩니다. 변환기 접점은 접지됩니다.

 두 개 이상의 도체로 구성되며, 일반적으로 음극을 가집니다. 지면이 반환 경로입니다.

다단말 링크

두 개 이상의 점을 연결하는 데 사용되며, 드물게 사용됩니다.

HVAI 및 HVDC 송전 시스템 비교

 효율성 장점

• 작은 과부하 용량을 가진 변환기가 사용됩니다.

• 회로 차단기, 변환기 및 AC 필터는 특히 짧은 거리 송전에 매우 비쌉니다.

• 전압 수준을 변경하는 변압기가 없습니다.

• HVDC 링크는 매우 복잡합니다.

• 제어할 수 없는 전력 흐름.

실용적인 응용

• 수중 및 지하 케이블

• AC 네트워크 상호 연결

• 비동기 시스템 상호 연결