Передача постоянного тока высокого напряжения | Передача HVDC

Передача большого количества электроэнергии в виде постоянного тока на большие расстояния с помощью подводных кабелей или воздушных линий электропередачи называется передачей постоянного тока высокого напряжения. Этот тип передачи предпочтительнее передачи переменного тока высокого напряжения (HVAC) на очень большие расстояния, учитывая стоимость, потери и многие другие факторы. Для обозначения ПТВН часто используются термины "Электрическая автомагистраль" или "Энергетическая автомагистраль".

Система передачи ПТВН

Известно, что переменный ток генерируется на электростанции. Сначала его нужно преобразовать в постоянный ток. Преобразование осуществляется с помощью выпрямителя. Постоянный ток будет проходить по воздушным линиям. На стороне потребителя этот постоянный ток должен быть преобразован обратно в переменный. Для этой цели на приемной стороне устанавливается инвертор.

Таким образом, на одной стороне подстанции ПТВН будет находиться выпрямительный терминал, а на другой — инверторный терминал. Мощность на отправляющей и принимающей сторонах всегда будет равна (входная мощность = выходная мощность).

Когда на обоих концах есть две конвертерные станции и одна линия передачи, это называется двухтерминальной системой ПТВН. Когда имеются две или более конвертерных станций и линий передачи ПТВН, это называется многотерминальной подстанцией ПТВН.

Компоненты системы передачи ПТВН и их функции объясняются ниже.
Преобразователи: Преобразование AC в DC и DC в AC выполняется преобразователями. Включают в себя трансформаторы и мосты клапанов.
Гладкие реакторы: Каждый полюс состоит из гладких реакторов, которые являются индуктивностями, соединенными последовательно с полюсом. Они используются для предотвращения неудач коммутации, возникающих в инверторах, снижения гармоник и предотвращения прерывания тока для нагрузок.
Электроды: Это фактически проводники, используемые для подключения системы к земле.
Фильтры гармоник: Используются для минимизации гармоник в напряжении и токе преобразователей, используемых.

Линии постоянного тока: Это могут быть кабели или воздушные линии.
Источники реактивной мощности: Реактивная мощность, используемая преобразователями, может превышать 50% от всей передаваемой активной мощности. Поэтому шунтирующие конденсаторы предоставляют эту реактивную мощность.
Выключатели переменного тока: Неисправности в трансформаторе устраняются выключателями. Они также используются для отключения постоянной связи.

Конфигурации системы ПТВН

Классификация связей ПТВН следующая:

Однополярные связи

Требуется один проводник, а вода или земля действуют как возвратный путь. Если сопротивление земли высоко, используется металлический возврат.

Двухполярные связи

На каждом конце используются двойные преобразователи с одинаковым номинальным напряжением. Соединения преобразователей заземлены.

Гомополярные связи

Состоит из более чем двух проводников, имеющих одинаковую полярность, обычно отрицательную. Земля является возвратным путем.

Многотерминальные связи

Используется для соединения более двух точек и редко применяется.

Сравнение систем передачи HVAC и ПТВН