Передача постоянного тока высокого напряжения

Поле: Энциклопедия

China

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