Co je vysokonapěťový přenos stejnosměrného proudu: výhody a nevýhody

Vyzkoušejte Náš Nástroj Pro Odstranění Problémů





Uno Lamm je otcem vysokonapěťového přenosu stejnosměrného proudu (HVDC). Je švédský elektrotechnik, který se narodil 22. května 1904 ve Švédsku a zemřel 1. června 1989 v Kalifornii. V roce 1927 dokončil magisterské studium ve „Stockholmu na Královském technologickém institutu“. Některé ze společností poskytujících vysoké napětí Stejnosměrný proud (HVDC) jsou produkty GE Grid Solutions, ABB (ASEA Brown Boveri) Limited, Siemens AG, General Electric Company atd. Přenosy jsou různých typů, jako je zpětný přenos, podzemní přenos , hromadný přenos energie atd. HVDC je jeden typ přenosu energie používaný k přenosu energie na velké vzdálenosti. Tento článek pojednává o přehledu HVDC.

Co je vysokonapěťový přenos stejnosměrného proudu?

Vysokonapěťový stejnosměrný proud (HVDC) Přenos síly se používá k přenosu obrovské energie na velkou vzdálenost, obvykle stovky mil. Když elektřina nebo Napájení je přepravováno na velkou vzdálenost, vysoké napětí se používá při distribuci energie ke snížení ohmických ztrát. Níže je vysvětleno stručné vysvětlení vysokonapěťového přenosu stejnosměrného proudu.




Konfigurace systému HVDC

Existuje pět HVDC konfiguračních systémů, jmenovitě Monopolární, Bipolární, Back-to-Back, Multiterminální a Tripolar HVDC Konfigurace. Níže je stručně vysvětleno vysvětlení těchto konfigurací systému HVDC.

Monopolární konfigurace systému HVDC

Monopolární konfigurace systému HVDC obsahuje stejnosměrné přenosové linky a dvě konvertorové stanice. Používá pouze jeden vodič a zpáteční cestu zajišťuje zem nebo voda. Níže je uveden monopolární konfigurační obrázek HVDC.



Monopolární konfigurace vysokého stejnosměrného proudu

monopolární konfigurace vysokého napětí stejnosměrného proudu

Konfigurace bipolárního systému HVDC

Bipolární konfigurace přenosového systému HVDC představuje paralelní připojení dvou monopolních přenosových systémů HVDC. Používá dva vodiče, jeden je kladný a druhý je záporný. Každá svorka v monopolární jednotce má stejné jmenovité napětí dvou měničů zapojených na stejnosměrné straně do série a spojení mezi měniči je uzemněno. Ve dvou pólech je proud stejný a neexistuje žádný zemní proud. Níže je uveden bipolární konfigurační obrázek HVDC.

bipolární-hvdc-konfigurace

bipolární konfigurace HVDC

Konfigurace systému HVDC typu back-to-back

Konfigurace systému HVDC typu back-to-back se skládá ze dvou konvertorových stanic na stejném místě. V této konfiguraci jsou usměrňovač i střídač připojeny do stejnosměrné smyčky na stejném místě a v konfiguraci vysokonapěťového stejnosměrného proudu typu back-to-back neexistuje žádný stejnosměrný přenos. Níže je uveden obrázek konfigurace systému HVDC typu back-to-back.


back-to-back-hvdc-konfigurace

back-to-back-HVDC-konfigurace

Multiterminální konfigurace systému HVDC

Konfigurace multiterminálního systému HVDC sestává z přenosového vedení a více než dvou převodníků zapojených paralelně nebo sekvenčně. V této multiterminální konfiguraci HVDC přenáší výkon mezi dvěma nebo více střídavými rozvodnami a v této konfiguraci je možný frekvenční převod. Níže je uveden obrázek konfigurace systému Multiterminal HVDC.

multiterminal-hvdc-konfigurace

multiterminální konfigurace HVDC

Konfigurace systému Tripolar HVDC

Konfigurace tripolarního systému HVDC používaná k přenosu elektřiny pomocí modulárního víceúrovňového převodníku (MMC). Obrázek konfigurace tripolarního HVDC je uveden níže.

vsc-hvdc-tripolar-konfigurace

Konfigurace VSC-HVDC-tripolar

The usměrňovač a střídač sestávají z třífázových šesti můstkových převaděčů MMC převodníků a dvou převodových ventilů na straně DC v rámci struktury této konfigurace. Tato konfigurace je vysoce spolehlivá a to je hlavní výhoda tripolaru.

Přenos HVDC

HVDC je propojení přenosu AC a DC. Využívá kladné body AC i DC přenosu. Základní terminologie používané ve vysokonapěťových stejnosměrných přenosech jsou zdroj generující střídavý proud, zesilovací transformátor, usměrňovací stanice, invertorová stanice, zeslabovací transformátor a střídavé zatížení. Vysílání stejnosměrného proudu vysokého napětí je znázorněno na následujícím obrázku.

Vysílání stejnosměrného proudu vysokého napětí

vysokonapěťový přenos stejnosměrného proudu

Zdroj generující střídavý proud a zesilovací transformátor

Ve zdroji generujícím střídavé napětí je energie dodávána ve formě střídavého proudu. Nyní ve zdroji generujícím střídavý proud je síla zesílena nebo napětí je zesíleno zesilovacím transformátorem. V zesilovacím transformátoru jsou vstupní napětí nízká a výstupní napětí vysoká.

Usměrňovací stanice

V přenosu usměrňovací stanice je propojovací jednotka HVDC. V usměrňovači máme jako vstup střídavý napájecí zdroj a jako výstup stejnosměrný napájecí zdroj. Tyto usměrňovače jsou uzemněny a výstup usměrňovače je použit na nadzemních přenosových vedeních HVDC pro dálkový přenos tohoto vysokého stejnosměrného výstupu a tohoto vysokého stejnosměrného výstupu z usměrňovače se přenáší přes stejnosměrné vedení a dodává se do střídačů.

Střídače a sestupný transformátor

Střídač převádí stejnosměrný vstupní napájecí zdroj na výstup a tyto střídavé výstupy jsou dodávány do transformátoru s postupným snižováním. V sestupném transformátoru jsou vstupní napětí vysoká a výstupní napětí se snižují o dostatečné hodnoty. Používají se stejnosměrné sestupné transformátory, protože na koncích spotřebiče může dojít k poškození spotřebičů, pokud jsou napájeny nebo napájeny vysokým napětím. Musíme tedy snížit úrovně napětí pomocí transformátorů s postupným snižováním. Nyní může být toto střídavé střídavé napětí dodáváno do střídavých zátěží. Celý tento vysokonapěťový stejnosměrný systém je velmi efektivní, nákladově efektivní a může dodávat hromadnou energii na velmi dlouhou vzdálenost.

Porovnání přenosových systémů HVDC a HVAC

Rozdíl mezi přenosovými systémy HVDC a HVAC jsou uvedeny v následující tabulce:

S.NO HVDC HVAC
1. Standardní forma HVDC je „vysokonapěťový stejnosměrný proud“Standardní forma HVAC je „střídavý proud vysokého napětí“
dva. Typ přenosu v HVDC je stejnosměrný proudTyp přenosu v HVAC je střídavý proud
3. Celkové ztráty v HVDC jsou vysokéCelkové ztráty v HVAC jsou nízké
Čtyři. Nízké náklady na přenos v HVDCNáklady na přenos vysoké v HVAC
5. Náklady na zařízení ve vysokonapěťovém stejnosměrném proudu jsou vysokéNáklady na zařízení ve vysokonapěťovém střídavém proudu jsou nízké
6. Při vysokém napětí lze ovládat stejnosměrný proudVe vysokém napětí nelze ovládat střídavý proud
7. Přenos v HVDC je obousměrnýPřenos v HVAC je jednosměrný
8. Ztráty koróny jsou v HVDC menší ve srovnání s HVACZtráty koróny jsou více v HVAC
9. Účinek kůže v HVDC je ve srovnání s HVAC velmi malýKožní efekt v HVAC je více
10. Ztráty pláště jsou v HVDC menšíZtráty pláště jsou více v HVDC
jedenáct. Regulace napětí a schopnost řízení je lepší v HVDC ve srovnání s HVACV systému HVAC existuje schopnost regulace a řízení nízkého napětí
12. Potřeba izolace v HVDC je menšíPotřeba izolace je více v HVAC
13. Ve srovnání s HVAC je spolehlivost vysoká v HVDCSpolehlivost je u HVAC nízká
14. Existuje možnost asynchronního propojení ve vysokonapěťovém stejnosměrném prouduNeexistuje možnost asynchronního propojení vysokonapěťového střídavého proudu
patnáct. Náklady na vedení jsou v HVDC nízkéNáklady na vedení jsou v HVAC vysoké
16. Náklady na věže nejsou drahé a velikost věží není v HVDC velká ve srovnání s HVACV HVAC je velikost věží velká

Výhody a nevýhody vysokonapěťového stejnosměrného proudu

Výhody vysokonapěťového přenosu stejnosměrného proudu jsou

  • Chybí aktuální nabíjení
  • Žádná blízkost a žádný kožní efekt
  • Žádný problém se stabilitou
  • Díky sníženým dielektrickým ztrátám je proudová zatížitelnost kabelu HVDC velká
  • Ve srovnání s přenosem střídavým proudem je rádiové rušení a ztráta výkonu koróny menší
  • Vyžadují se méně izolační zařízení
  • ve srovnání s AC jsou spínací rázy nižší u DC
  • Neexistují žádné Ferrantiho efekty
  • Regulace napětí

Nevýhody vysokonapěťového přenosu stejnosměrného proudu jsou

  • Drahý
  • Komplex
  • Poruchy napájení
  • Způsobuje rádiový šum
  • Obtížné uzemnění
  • Náklady na instalaci jsou vysoké

Aplikace stejnosměrného proudu vysokého napětí

Aplikace vysokonapěťového přenosu stejnosměrného proudu jsou

  • Vodní přechody
  • Asynchronní propojení
  • Hromadné přenosy energie na velké vzdálenosti
  • Podzemní kabely

V tomto článku Vysokonapěťový stejnosměrný přenos jsou diskutovány výhody, nevýhody, aplikace a srovnání přenosových systémů HVDC a HVAC. Zde je otázka, jak identifikovat poruchy vysokonapěťového stejnosměrného přenosu (HVDC)?

Časté dotazy

1). Co se považuje za vysoké napětí DC?

Kabely nebo vodiče byly považovány za vysoké napětí nad provozním napětím 600 voltů

2). Vedení vysokého napětí AC nebo DC?

Vedení vysokého napětí jsou střídavý proud (AC), protože ztráty odporu v kabelech nebo vodičích jsou nízké

3). Proč se stejnosměrné napětí přenáší při vysokém napětí?

Neexistují žádné problémy se stabilitou a také žádné potíže se synchronizací v DC. Ve srovnání s AC systémy jsou stejnosměrné systémy efektivnější, proto jsou náklady na vodiče, izolátory a věže nízké

4). Co je lepší AC nebo DC?

Ve srovnání se střídavým proudem je stejnosměrný proud lepší, protože je účinnější a má nižší ztráty na vedení.

5). Co se rozumí pod vysokým napětím?

Když se spotřebuje více energie ze stejného množství proudu, říká se, že jde o vysoké napětí, a rozsah vysokého napětí je od 30 do 1000 VAC nebo 60 až 1500 VDC. Některé z produktů vysokého napětí jsou silové transformátory, spínací zařízení atd