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 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 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
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.
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.
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.
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 proud | Typ přenosu v HVAC je střídavý proud |
3. | Celkové ztráty v HVDC jsou vysoké | Celkové ztráty v HVAC jsou nízké |
Čtyři. | Nízké náklady na přenos v HVDC | Náklady na přenos vysoké v HVAC |
5. | Náklady na zařízení ve vysokonapěťovém stejnosměrném proudu jsou vysoké | Náklady na zařízení ve vysokonapěťovém střídavém proudu jsou nízké |
6. | Při vysokém napětí lze ovládat stejnosměrný proud | Ve vysokém napětí nelze ovládat střídavý proud |
7. | Přenos v HVDC je obousměrný | Přenos v HVAC je jednosměrný |
8. | Ztráty koróny jsou v HVDC menší ve srovnání s HVAC | Ztráty koróny jsou více v HVAC |
9. | Účinek kůže v HVDC je ve srovnání s HVAC velmi malý | Kožní efekt v HVAC je více |
10. | Ztráty pláště jsou v HVDC menší | Ztráty pláště jsou více v HVDC |
jedenáct. | Regulace napětí a schopnost řízení je lepší v HVDC ve srovnání s HVAC | V systému HVAC existuje schopnost regulace a řízení nízkého napětí |
12. | Potřeba izolace v HVDC je menší | Potřeba izolace je více v HVAC |
13. | Ve srovnání s HVAC je spolehlivost vysoká v HVDC | Spolehlivost je u HVAC nízká |
14. | Existuje možnost asynchronního propojení ve vysokonapěťovém stejnosměrném proudu | Neexistuje možnost asynchronního propojení vysokonapěťového střídavého proudu |
patnáct. | Náklady na vedení jsou v HVDC nízké | Náklady na vedení jsou v HVAC vysoké |
16. | Náklady na věže nejsou drahé a velikost věží není v HVDC velká ve srovnání s HVAC | V 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