Høyspenningsdirektestrømsoverføring

Definisjon av HVDC-overføring

HVDC-overføring er metoden for overføring av elektrisitet i DC-form over lange avstander ved bruk av enten havkabler eller luftledninger.

 Konvertering og komponenter

HVDC-overføringssystemet bruker rektifikatorer og invertere for å konvertere AC til DC og motsatt, med komponenter som glatningsreaktorer og harmonisk filtre for å sikre stabilitet og redusere støy.

 HVDC-overføringssystem

Vi vet at AC-strøm produseres på kraftverket. Dette må først konverteres til DC. Konverteringen gjøres med hjelp av en rektifikator. DC-strømmen vil strømme gjennom luftledningene. På mottakerens side må denne DC-en konverteres tilbake til AC. For dette formålet plasseres en inverter på mottakerendens side.

 Dermed vil det være et rektifikatorterminal på den ene enden av HVDC-understasjonen og et inverterterminal på den andre enden. Effekten på sendende ende og brukerende vil alltid være lik (Inngangseffekt = Utgangseffekt).

 Når det er to konverteringsstasjoner på begge ender og en enkelt overføringslinje, kalles dette to-terminal DC-systemer. Når det er to eller flere konverteringsstasjoner og DC-overføringslinjer, kalles dette multi-terminal DC-understasjon.

Komponentene i HVDC-overføringssystemet og deres funksjon er forklart nedenfor.

Konvertere: AC til DC- og DC til AC-konvertering utføres av konverterne. Dette inkluderer transformatorer og ventilbroer.

Glatningsreaktorer: Hvert pol inneholder glatningsreaktorer, som er induktorer koblet i serie med polen. De brukes for å unngå kommutasjonsfeil i invertere, reduserer harmoniske og unngår avbrytelse av strøm for belastninger.

Elektroder: Disse er faktisk ledere som brukes for å koble systemet til jorden.

Harmoniske filtre: Det brukes for å minimere harmoniske i spenning og strøm i de brukte konverterne.

 DC-linjer: De kan være kabler eller luftledninger.

Reaktiv effekt-leveranser: Den reaktive effekten brukt av konverterne kan være mer enn 50 % av den totale overførte aktive effekten. Så shunt-kondensatorer leverer denne reaktive effekten.

AC-sirkuitbrytere: Feilen i transformatoren fjernes av sirkuitbryterne. De brukes også for å koble fra DC-linken.

Linktyper

• Monopolær lenke

• Bipolar lenke

• Homopolar lenke

 En enkel leder kreves, og vann eller jord fungerer som returbane. Hvis jordmotstanden er høy, brukes metallisk returbane.

Dobbeltkonvertere med samme spenningsnivå brukes i hver terminal. Konverterknutepunkter er koblet til jord.

 Det består av mer enn to ledere som har like polaritet, generelt negativ. Jorden er returbane.

Flere terminaler lenker

Den brukes for å koble mer enn to punkter og blir sjeldent brukt.

Sammenligning av både HVAC- og HVDC-overføringssystemer

 Effektivitetsfordeler

• Konvertere med liten overbelastningskapasitet brukes.

• Sirkuitbrytere, konvertere og AC-filtre er dyre, spesielt for kortavstandsoverføring.

• Ingen transformatorer for å endre spenningsnivået.

• HVDC-lenken er ekstremt komplisert.

• Ukontrollert effektstrøm.

Praktiske anvendelser

• Havs- og underjordiske kabler

• Kobling av AC-nettverk

• Kobling av asynkrone systemer