Visokonapetostna neposredna struja

Definicija prenosa s visokim napetostnim tokom (HVDC)

Prenos s visokim napetostnim tokom (HVDC) je metoda prenosa električne energije v obliki enosmerne napetosti (DC) na daleke razdalje z uporabo podmorskih kabelov ali površinskih vod.

 Pretvorba in komponente

Sistem prenosa HVDC uporablja pretvornike in inverterje za pretvarjanje AC v DC in obratno, s komponentami, kot so izravnalni reaktorji in harmonični filtri, da zagotovi stabilnost in zmanjša motnje.

 Sistem prenosa HVDC

Vemo, da se strmi tok generira v elektrarni. Ta najprej mora biti pretvorjen v enosmerno napetost. Pretvorba se izvede s pomočjo pretvornika. Enosmerna napetost bo tekel skozi površinske vode. Na koncu uporabnika mora ta enosmerna napetost biti spet pretvorjena v strmi tok. Za to namen je na prejemni strani postavljen inverter.

 Tako bo na enem koncu HVDC podstanice terminal pretvornika, na drugem pa terminal inverterja. Moč oddajnega kraja in kraja uporabnika bo vedno enaka (vhodna moč = izhodna moč).

 Ko obstajata dve pretvorni stanici na obeh koncih in ena prenosna linija, se to imenuje dvokončni sistem DC. Ko obstaja več kot dve pretvorni stanici in prenosnih linij, se to imenuje večkončna DC podstanica.

Komponente sistema prenosa HVDC in njihove funkcije so opisane spodaj.

Pretvorniki: Pretvorba AC v DC in DC v AC se izvaja s pomočjo pretvornikov. Vključujejo transformatorje in valvne mostove.

Izravnalni reaktorji: Vsak pol ima izravnalne reaktorje, ki so induktorji, povezani zaporedno z polom. Uporabljajo se za preprečevanje neuspešnosti komutacije v inverterjih, zmanjšanje harmonik in preprečevanje prekinitve toka za optere.

Elektrodi: So v resnici vodi, ki se uporabljajo za povezavo sistema z zemljo.

Harmonični filtri: Uporabljajo se za zmanjšanje harmonik v napetosti in toku pretvornikov.

 DC vodi: Lahko so kabeli ali površinske vode.

Odzivna moč: Odzivna moč, ki jo uporabljajo pretvorniki, lahko znaša več kot 50 % celotne prenesene aktivne moči. Torej shunt kapacitorji zagotavljajo to odzivno moč.

Presečnice AC: Napaka v transformatorju se odstrani s pomočjo presečnic. Uporabljajo se tudi za odpoznanje DC vezave.

Vrste vezav

• Enopolna vezava

• Dvopolna vezava

• Homopolna vezava

 Potreben je en vod, voda ali tla pa delujeta kot vračilni pot. Če je odpornost tla visoka, se uporablja metalna vračilna pot.

Na vsakem koncu se uporabljata dva pretvornika z enakimi napetostnimi stopnjami. Pretvorniški priključki so zazemljeni.

 Sestavlja več kot dva voda, ki imata enako polariteto, običajno negativno. Tlo je vračilna pot.

Večkončne vezave

Uporabljajo se za povezovanje več kot dveh točk in redko se uporabljajo.

Primerjava sistemov prenosa HVAC in HVDC

 Prednosti učinkovitosti

• Uporabljajo se pretvorniki z majhnim preobremenitvenim kapacitetom.

• Presečnice, pretvorniki in AC filtri so dragi, še posebej za kratke razdalje prenosa.

• Ni transformatorjev za spreminjanje ravni napetosti.

• HVDC vezava je zelo zapletena.

• Nekontrolirani tok moči.

Praktične uporabe

• Podmorski in podzemski kabeli

• Povezave med AC omrežji

• Povezave med asinhronskimi sistemi