Передача постоянного тока высокого напряжения
Определение передачи по постоянному току с высоким напряжением (HVDC)
Передача по постоянному току с высоким напряжением (HVDC) — это метод передачи электроэнергии в виде постоянного тока на большие расстояния с использованием подводных кабелей или воздушных линий.
Преобразование и компоненты
Система передачи HVDC использует выпрямители и инверторы для преобразования переменного тока в постоянный и наоборот, а также компоненты, такие как дроссели и фильтры гармоник, чтобы обеспечить стабильность и уменьшить помехи.
Система передачи HVDC
Известно, что переменный ток генерируется на электростанции. Сначала его нужно преобразовать в постоянный. Преобразование выполняется с помощью выпрямителя. Постоянный ток будет проходить через воздушные линии. На стороне потребителя этот постоянный ток должен быть преобразован обратно в переменный. Для этой цели на приемной стороне устанавливается инвертор.
Таким образом, на одном конце подстанции HVDC будет терминал выпрямителя, а на другом — терминал инвертора. Мощность на отправляющей стороне и на стороне потребителя всегда будет равна (входная мощность = выходная мощность).
Когда на обоих концах находятся две конверторные станции и одна линия передачи, такая система называется двухтерминальной системой постоянного тока. Когда есть две или более конверторные станции и линии передачи постоянного тока, такая система называется многотерминальной подстанцией постоянного тока.
Компоненты системы передачи HVDC и их функции описаны ниже.
Преобразователи: Преобразование переменного тока в постоянный и наоборот осуществляется с помощью преобразователей. Включают в себя трансформаторы и мостовые схемы.
Дроссели: Каждый полюс состоит из дросселей, которые являются индуктивностями, соединенными последовательно с полюсом. Они используются для предотвращения отказов коммутации в инверторах, снижения гармоник и предотвращения прерывания тока для нагрузки.
Электроды: Это проводники, которые используются для подключения системы к земле.
Фильтры гармоник: Используются для минимизации гармоник в напряжении и токе преобразователей.
Линии постоянного тока: Это могут быть кабели или воздушные линии.
Источники реактивной мощности: Реактивная мощность, потребляемая преобразователями, может составлять более 50% от общей передаваемой активной мощности. Поэтому шунтирующие конденсаторы предоставляют эту реактивную мощность.
Выключатели переменного тока: Неисправности в трансформаторах устраняются выключателями. Они также используются для отключения DC-связи.
Типы связей
Однополярная связь
Двухполярная связь
Гомополярная связь
Требуется один проводник, а вода или земля служат в качестве обратного пути. Если сопротивление земли высоко, используется металлический возврат.
В каждом терминале используются двойные преобразователи с одинаковым номинальным напряжением. Соединения преобразователей заземлены.
Он состоит из более чем двух проводников, имеющих одинаковую полярность, обычно отрицательную. Земля является обратным путем.
Многотерминальные связи
Используются для подключения более двух точек и редко применяются.
Сравнение систем передачи HVAC и HVDC
Преимущества эффективности
Используются преобразователи с малой перегрузочной способностью.
Выключатели, преобразователи и фильтры переменного тока дороги, особенно для передачи на короткие расстояния.
Нет трансформаторов для изменения уровня напряжения.
Связь HVDC крайне сложна.
Неконтролируемый поток мощности.
Практическое применение
Подводные и подземные кабели
Соединения сетей переменного тока
Соединение асинхронных систем
