การส่งผ่านไฟฟ้ากระแสตรงแรงดันสูง

คำนิยามของการส่งผ่านไฟฟ้า HVDC

การส่งผ่านไฟฟ้า HVDC คือวิธีการส่งผ่านไฟฟ้าในรูปแบบกระแสตรงผ่านระยะทางไกลโดยใช้สายเคเบิลใต้น้ำหรือสายส่งไฟฟ้าเหนือศีรษะ

 การแปลงและองค์ประกอบ

ระบบส่งผ่านไฟฟ้า HVDC ใช้เครื่องแปลงกระแสสำหรับแปลงไฟฟ้าจาก AC เป็น DC และกลับกัน โดยมีองค์ประกอบเช่น เครื่องปฏิบัติการความเรียบ และตัวกรองฮาร์โมนิก เพื่อให้ความเสถียรและลดการรบกวน

 ระบบส่งผ่านไฟฟ้า HVDC

เราทราบว่าไฟฟ้า AC ถูกสร้างขึ้นที่สถานีผลิตไฟฟ้า ซึ่งควรจะแปลงเป็น DC ก่อน การแปลงทำได้ด้วยเครื่องแปลงกระแส ไฟฟ้า DC จะไหลผ่านสายส่งไฟฟ้าเหนือศีรษะ ที่ปลายทางของผู้ใช้ ไฟฟ้า DC นี้ต้องแปลงกลับเป็น AC จึงต้องมีเครื่องแปลงกระแสที่ปลายทางที่รับ

 ดังนั้น จะมีเทอร์มินอลเครื่องแปลงกระแสที่ปลายทางหนึ่งของสถานีส่งผ่าน HVDC และเทอร์มินอลเครื่องแปลงกระแสที่ปลายทางอื่น กำลังไฟฟ้าที่ส่งและกำลังไฟฟ้าที่ใช้จะเท่ากันเสมอ (กำลังไฟฟ้าขาเข้า = กำลังไฟฟ้าขาออก)

 เมื่อมีสถานีแปลงสองแห่งที่ทั้งสองปลายทางและสายส่งไฟฟ้าเดียวเรียกว่าระบบ DC สองเทอร์มินอล เมื่อมีสถานีแปลงสองแห่งหรือมากกว่าและสายส่งไฟฟ้า DC เรียกว่าสถานีส่งผ่าน DC หลายเทอร์มินอล

องค์ประกอบของระบบส่งผ่านไฟฟ้า HVDC และการทำงานของมันอธิบายไว้ด้านล่าง

เครื่องแปลง: การแปลงจาก AC เป็น DC และจาก DC เป็น AC ทำโดยเครื่องแปลง มันรวมถึงหม้อแปลงและวงจรวาล์ว

เครื่องปฏิบัติการความเรียบ: แต่ละขั้วมีเครื่องปฏิบัติการความเรียบที่เชื่อมต่ออนุกรมกับขั้ว ใช้เพื่อหลีกเลี่ยงความล้มเหลวในการแปลงกระแสในเครื่องแปลง ลดฮาร์โมนิก และหลีกเลี่ยงการขาดตอนของกระแสสำหรับโหลด

อิเล็กโทรด: พวกมันเป็นคอนดักเตอร์ที่ใช้เชื่อมต่อระบบกับพื้นดิน

ตัวกรองฮาร์โมนิก: ใช้เพื่อลดฮาร์โมนิกในแรงดันและกระแสของเครื่องแปลงที่ใช้

 สาย DC: สามารถเป็นสายเคเบิลหรือสายส่งไฟฟ้าเหนือศีรษะ

แหล่งพลังงานรีแอคทีฟ: พลังงานรีแอคทีฟที่ใช้โดยเครื่องแปลงอาจเกิน 50% ของพลังงานที่ส่งทั้งหมด ดังนั้นคอนเดนเซอร์ชันท์จึงให้พลังงานรีแอคทีฟนี้

สวิตช์วงจร AC: ความผิดพลาดในหม้อแปลงถูกแก้ไขโดยสวิตช์วงจร ยังใช้เพื่อตัดการเชื่อมต่อสายส่ง DC

ประเภทของลิงค์

• ลิงค์โมโนโพลาร์

• ลิงค์ไบโพลาร์

• ลิงค์โฮโมโพลาร์

 ต้องการคอนดักเตอร์เดียวและน้ำหรือพื้นดินทำหน้าที่เป็นทางกลับ หากความต้านทานของพื้นดินสูง จะใช้ทางกลับโลหะ

เครื่องแปลงสองตัวที่มีระดับแรงดันเดียวกันถูกใช้ในแต่ละเทอร์มินอล จุดเชื่อมต่อของเครื่องแปลงถูกต่อลงพื้นดิน

 มันประกอบด้วยคอนดักเตอร์มากกว่าสองตัวที่มีขั้วเดียวกันโดยทั่วไปเป็นขั้วลบ พื้นดินเป็นทางกลับ

ลิงค์หลายเทอร์มินอล

ใช้เพื่อเชื่อมต่อจุดมากกว่าสองจุด และไม่ค่อยใช้

การเปรียบเทียบระบบส่งผ่านไฟฟ้า HVAC และ HVDC

 ข้อดีด้านประสิทธิภาพ

• ใช้เครื่องแปลงที่มีความสามารถในการทำงานเกินขนาดเล็ก

• สวิตช์วงจร เครื่องแปลง และตัวกรอง AC มีราคาแพงโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการส่งผ่านระยะทางสั้น

• ไม่มีหม้อแปลงสำหรับเปลี่ยนระดับแรงดัน

• ลิงค์ HVDC ซับซ้อนมาก

• การไหลของพลังงานควบคุมไม่ได้

การประยุกต์ใช้งานจริง

• สายเคเบิลใต้น้ำและใต้ดิน

• การเชื่อมต่อเครือข่าย AC

• การเชื่อมต่อระบบไม่สอดคล้อง