UHVDC-maapisteiden lähellä sijaitsevien uusiutuvan energian asemojen muuntimissa esiintyvä DC-vaiheen vaikutus
Kun Ultra-Korkean Jännitteen Suoran Virtauksen (UHVDC) siirtojärjestelmän maapiste sijaitsee lähellä uusiutuvan energian voimalaa, maan kautta kulkeva palautusvirta voi aiheuttaa maapotenssiin nousun maapistealueen ympärillä. Tämä maapotenssin nousu johtaa lähellä olevien muuntimien neutraalipisteen potentiaalin muuttumiseen, mikä aiheuttaa niiden ytimessä DC-vaiheen (tai -poikkeaman). Tällainen DC-vaihe voi heikentää muuntimen toimintakykyä ja vakavissa tapauksissa aiheuttaa laiteruhoja. Siksi tehokkaat lievitystoimet ovat olennaisia.
Tämän ongelman tarkempi analyysi esitetään alla:
1. Vaikuttavat tekijät
DC-vaiheen vakavuus riippuu useista tekijöistä, mukaan lukien:
- UHVDC-järjestelmän toimintavirta;
- Maapisteen sijainti ja suunnittelu;
- Maaperän vastusjakauma tilallisesti;
- Muuntimen kytkentäkonfiguraatio ja rakenteelliset ominaisuudet.
2. DC-vaiheen seuraukset
Muuntimissa esiintyvä DC-vaihe voi johtaa seuraaviin:
- Kuuluva melu ja mekaaninen värähtely kasvavat;
- Lämpötilan nousee lisäntyneiden ytimen hukkujen vuoksi;
- Kierron eristyksen ikääntyminen nopeutuu pitkäaikaiseen altistumiseen;
- Nämä vaikutukset kompromisoivat muuntimien turvallisen ja luotettavan toiminnan sekä lyhentävät niiden käyttöikää.
3. Lievitystoimet
DC-vaiheen lievittämiseksi voidaan käyttää useita teknisiä strategioita:
- Dynaamisesti vaihtaa uusiutuvan energian aseman neutraalimaapitustila (esimerkiksi välillä tiiviisti maapitu ja korkean vastuksen maapitus);
- Optimoida maapituliitosuunnittelua tasapainottaakseen potentiaalijakauman uusiutuvan energian aseman ja lähialueen alijärjestelmiä varten;
- Asentaa DC-estovalineita (esimerkiksi kapasitiivisia tai aktiivisia neutraali-estovalineita) muuntimien neutraalipisteisiin estääkseen geomagneettisesti aiheutuneita tai satunnaisia DC-virtauksia.
Yhteenveto
UHVDC-maapisteiden lähellä sijaitsevien uusiutuvan energian asemojen muuntimissa esiintyvä DC-vaihe on monimutkainen geosähköllinen ja sähköjärjestelmäongelma, joka edellyttää kokonaisvaltaista lähestymistapaa. Suositellaan, että vaikutuksia koskevaa jatkuvaa valvontaa toteutetaan, suoritetaan säännöllisiä riskiarviointeja ja ryhdytään proaktiivisesti lievitystoimiin. Näin varmistetaan uusiutuvan energian laitosten turvallinen, vakaa ja pitkäaikainen toiminta UHVDC-järjestelmien vaikutusalalla.