Ο Uno Lamm είναι ο πατέρας της μετάδοσης ισχύος συνεχούς ρεύματος υψηλής τάσης (HVDC). Είναι Σουηδός Ηλεκτρολόγος Μηχανικός που γεννήθηκε στις 22 Μαΐου 1904 στη Σουηδία και πέθανε την 1η Ιουνίου 1989 στην Καλιφόρνια. Ολοκλήρωσε τους μεταπτυχιακούς του στη «Στοκχόλμη στο Βασιλικό Ινστιτούτο Τεχνολογίας» το 1927. Μερικές από τις εταιρείες που παρέχουν υψηλή τάση Συνεχές ρεύμα Τα προϊόντα (HVDC) είναι η GE Grid Solutions, η ABB (ASEA Brown Boveri) Limited, η Siemens AG, η General Electric Company κ.λπ. Οι μεταδόσεις είναι διαφορετικών τύπων, όπως η εναέρια μετάδοση, υπόγεια μετάδοση , μετάδοση χύδην ισχύος κ.λπ. Το HVDC είναι ένας τύπος μετάδοσης ισχύος που χρησιμοποιείται για τη μετάδοση ισχύος σε μεγάλες αποστάσεις. Αυτό το άρθρο περιγράφει μια επισκόπηση του HVDC.

Τι είναι η μετάδοση συνεχούς ρεύματος υψηλής τάσης;

Το συνεχές ρεύμα υψηλής τάσης (HVDC) Μετάδοση ισχύος χρησιμοποιείται για τη μετάδοση τεράστιας ισχύος σε μεγάλη απόσταση, συνήθως εκατοντάδες μίλια. Όταν η ηλεκτρική ενέργεια ή εξουσία μεταφέρεται σε μεγάλη απόσταση, οι υψηλές τάσεις χρησιμοποιούνται στην κατανομή ισχύος για τη μείωση των ωμικών απωλειών. Μια σύντομη εξήγηση σχετικά με τη μετάδοση συνεχούς ρεύματος υψηλής τάσης εξηγείται παρακάτω.

Διαμορφώσεις συστήματος HVDC

Υπάρχουν πέντε συστήματα διαμόρφωσης HVDC, δηλαδή Monopolar, Bipolar, Back-to-Back, Multiterminal & Tripolar HVDC Configuration. Η εξήγηση αυτών των διαμορφώσεων συστήματος HVDC εξηγείται εν συντομία παρακάτω.

Μονοπολική διαμόρφωση συστήματος HVDC

Η διαμόρφωση συστήματος Monopolar the HVDC περιέχει γραμμές μετάδοσης DC και δύο σταθμούς μετατροπέα. Χρησιμοποιεί μόνο έναν αγωγό και η διαδρομή επιστροφής παρέχεται από το έδαφος ή το νερό. Το μονοπολικό σχήμα διαμόρφωσης HVDC φαίνεται παρακάτω.

“πώς λειτουργεί μια κεραία yagi ”

Ρύθμιση συνεχούς ρεύματος μονοπολικής υψηλής τάσης

μονοπολικές διαμορφώσεις υψηλής τάσης-συνεχούς ρεύματος

Διπολική διαμόρφωση συστήματος HVDC

Η διπολική διαμόρφωση του συστήματος μετάδοσης HVDC αντιπροσωπεύει μια παράλληλη σύνδεση του δύο μονοπολικού συστήματος μετάδοσης HVDC. Χρησιμοποιεί δύο αγωγούς, ένας είναι θετικός και άλλος αρνητικός. Κάθε ακροδέκτης στο μονοπολικό έχει ίση ονομαστική τάση δύο μετατροπέων συνδεδεμένων στη σειρά DC σε σειρά και η σύνδεση μεταξύ των μετατροπέων είναι γειωμένη. Στους δύο πόλους, το ρεύμα είναι ίσο και δεν υπάρχει ρεύμα γείωσης. Το διπολικό σχήμα διαμόρφωσης HVDC φαίνεται παρακάτω.

διπολική-HVDC-διαμόρφωση

Διαμόρφωση συστήματος Back-to-Back HVDC

Η διαμόρφωση συστήματος back-to-back HVDC αποτελείται από δύο σταθμούς μετατροπής στην ίδια θέση. Σε αυτήν τη διαμόρφωση, τόσο ο ανορθωτής όσο και ο μετατροπέας συνδέονται στον βρόχο DC στο ίδιο σημείο και δεν υπάρχει μετάδοση DC στη διαμόρφωση του συστήματος μετάδοσης συνεχούς ρεύματος back-to-back υψηλής τάσης. Το σχήμα διαμόρφωσης συστήματος back-to-back HVDC φαίνεται παρακάτω.

διαμόρφωση back-to-back-HVDC

Διαμόρφωση συστήματος πολλαπλών τερματικών HVDC

Η διαμόρφωση πολλαπλών τερματικών συστημάτων HVDC αποτελείται από γραμμή μετάδοσης και περισσότεροι από δύο μετατροπείς συνδέονται παράλληλα ή διαδοχικά. Σε αυτήν τη διαμόρφωση πολλών τερματικών HVDC, η ισχύς μεταδίδει μεταξύ δύο ή περισσότερων υποσταθμών AC και η μετατροπή συχνότητας είναι δυνατή σε αυτήν τη διαμόρφωση. Το σχήμα διαμόρφωσης συστήματος Multiterminal HVDC φαίνεται παρακάτω.

διαμόρφωση πολλών τερματικών-HVDC

Διαμόρφωση συστήματος Tripolar HVDC

Η διαμόρφωση τριπολικού συστήματος HVDC που χρησιμοποιείται για τη μετάδοση ηλεκτρικής ενέργειας χρησιμοποιώντας Modular Multilevel Converter (MMC). Το σχήμα διαμόρφωσης τριπολικού HVDC φαίνεται στα παρακάτω.

VSC-HVDC-τριπολική διαμόρφωση

ο ανορθωτής και αντιστροφέας αποτελούνται από μετατροπείς MMC τριών φάσεων βραχιόνων γεφυρών και δύο βαλβίδες μετατροπέα στην πλευρά DC εντός της δομής αυτής της διαμόρφωσης. Αυτή η διαμόρφωση είναι εξαιρετικά αξιόπιστη και αυτό είναι το κύριο πλεονέκτημα του τριπολικού.

Μετάδοση HVDC

Το HVDC είναι μια διασύνδεση της μετάδοσης AC και DC. Χρησιμοποιεί θετικά σημεία τόσο των μεταδόσεων AC όσο και DC. Οι βασικές ορολογίες που χρησιμοποιούνται σε μεταδόσεις συνεχούς ρεύματος υψηλής τάσης είναι η πηγή παραγωγής εναλλασσόμενου ρεύματος, ένας μετασχηματιστής αύξησης, ένας σταθμός ανορθωτή, ένας σταθμός μετατροπέα, ένας μετασχηματιστής μετατόπισης και ένα φορτίο εναλλασσόμενου ρεύματος. Η μετάδοση συνεχούς ρεύματος υψηλής τάσης φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.

μετάδοση υψηλής τάσης-συνεχούς ρεύματος

“ποιος από τους παρακάτω τύπους διακομιστή έχει τη μορφή μιας πλακέτας κυκλώματος ”

Μετασχηματιστής πηγής AC και Step-up Transformer

Στην πηγή παραγωγής εναλλασσόμενου ρεύματος η ισχύς παρέχεται με τη μορφή εναλλασσόμενου ρεύματος. Τώρα στην πηγή παραγωγής εναλλασσόμενου ρεύματος, η ισχύς αυξάνεται ή η τάση της ισχύος αυξάνεται από τον μετασχηματιστή ενίσχυσης. Στον μετασχηματιστή step-up, οι τάσεις εισόδου είναι χαμηλές και οι τάσεις εξόδου είναι υψηλές.

Σταθμός ανορθωτή

Υπάρχει μια μονάδα διασύνδεσης του HVDC στη μετάδοση του σταθμού ανορθωτή. Στον ανορθωτή, έχουμε τροφοδοτικό εναλλασσόμενου ρεύματος ως είσοδο και τροφοδοτικό DC ως έξοδο. Αυτοί οι ανορθωτές γειώνονται και η έξοδος του ανορθωτή χρησιμοποιείται σε εναέριες γραμμές μετάδοσης του HVDC για μετάδοση μεγάλων αποστάσεων αυτής της υψηλής DC εξόδου και αυτή η υψηλή έξοδος DC από τον ανορθωτή μεταφέρεται μέσω μιας γραμμής DC και παρέχεται σε μετατροπείς.

Μετατροπείς και μετασχηματιστής Step-Down

Ένας μετατροπέας μετατρέπει την τροφοδοσία εισόδου DC στην έξοδο και αυτές οι έξοδοι AC παρέχονται στον μετασχηματιστή stepdown. Στον μετασχηματιστή step-down, οι τάσεις εισόδου είναι υψηλές και οι τάσεις εξόδου μειώνονται κατά επαρκείς τιμές. Οι μετασχηματιστές DC down-down χρησιμοποιούνται επειδή στα άκρα του καταναλωτή, εάν παρέχονται ή παρέχονται υψηλές τάσεις, τότε οι συσκευές των καταναλωτών ενδέχεται να υποστούν ζημιά. Πρέπει λοιπόν να μειώσουμε τα επίπεδα τάσης χρησιμοποιώντας μετασχηματιστές step-down. Τώρα αυτή η τάση εναλλασσόμενου ρεύματος μπορεί να τροφοδοτηθεί στα φορτία AC. Αυτό το ολόκληρο σύστημα υψηλής τάσης dc είναι πολύ αποδοτικό, οικονομικό και μπορεί να παρέχει μαζική ισχύ σε πολύ μεγάλη απόσταση.

Σύγκριση συστημάτων μετάδοσης HVDC και HVAC

Η διαφορά μεταξύ HVDC και HVAC Transmission Systems παρουσιάζεται στον παρακάτω πίνακα:

Ν.Ν.	HVDC	HVAC
1.	Η τυπική μορφή του HVDC είναι 'Υψηλής τάσης συνεχές ρεύμα'	Η τυπική μορφή του HVAC είναι «εναλλακτικό ρεύμα υψηλής τάσης»
2.	Ο τύπος μετάδοσης σε HVDC είναι συνεχές ρεύμα	Ο τύπος μετάδοσης στο HVAC είναι εναλλασσόμενο ρεύμα
3.	Οι συνολικές απώλειες στο HVDC είναι υψηλές	Οι συνολικές απώλειες στο HVAC είναι χαμηλές
Τέσσερις.	Το κόστος μετάδοσης είναι χαμηλό σε HVDC	Το κόστος μετάδοσης είναι υψηλό σε HVAC
5.	Το κόστος του συνεχούς ρεύματος υψηλής τάσης του εξοπλισμού είναι υψηλό	Το κόστος του εναλλακτικού ρεύματος υψηλής τάσης είναι χαμηλό
6.	Σε υψηλή τάση, μπορεί να ελεγχθεί η ισχύς συνεχούς ρεύματος	Σε υψηλή τάση, η εναλλακτική ισχύς δεν μπορεί να ελεγχθεί
7.	Η μετάδοση σε HVDC είναι αμφίδρομη	Η μετάδοση σε HVAC είναι μονοκατευθυντική
8.	Οι απώλειες κορώνας είναι μικρότερες σε HVDC σε σύγκριση με την HVAC	Οι απώλειες κορώνας είναι περισσότερο στο HVAC
9.	Η επίδραση του δέρματος στο HVDC είναι πολύ μικρότερη σε σύγκριση με το HVAC	Η επίδραση του δέρματος στο HVAC είναι περισσότερο
10.	Οι απώλειες θήκης είναι μικρότερες στο HVDC	Οι απώλειες θήκης είναι περισσότερο στο HVDC
έντεκα.	Η ρύθμιση τάσης και η ικανότητα ελέγχου είναι καλύτερα στο HVDC σε σύγκριση με το HVAC	Υπάρχει δυνατότητα ρύθμισης και ελέγχου χαμηλής τάσης στο HVAC
12.	Η ανάγκη μόνωσης σε HVDC είναι μικρότερη	Η ανάγκη μόνωσης είναι περισσότερο στο HVAC
13.	Σε σύγκριση με το HVAC, η αξιοπιστία είναι υψηλή σε HVDC	Η αξιοπιστία είναι χαμηλή σε HVAC
14.	Υπάρχει δυνατότητα ασύγχρονης διασύνδεσης στο συνεχές ρεύμα υψηλής τάσης	Δεν υπάρχει δυνατότητα ασύγχρονης διασύνδεσης σε εναλλασσόμενο ρεύμα υψηλής τάσης
δεκαπέντε.	Το κόστος γραμμής είναι χαμηλό σε HVDC	Το κόστος γραμμής είναι υψηλό σε HVAC
16.	Το κόστος των πύργων δεν είναι ακριβό και το μέγεθος των πύργων δεν είναι μεγάλο σε HVDC σε σύγκριση με το HVAC	Στο HVAC το μέγεθος των πύργων είναι μεγάλο

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα του συνεχούς ρεύματος υψηλής τάσης

Τα πλεονεκτήματα της μετάδοσης συνεχούς ρεύματος υψηλής τάσης είναι

Η τρέχουσα φόρτιση δεν υπάρχει
Χωρίς εγγύτητα και καμία επίδραση στο δέρμα
Δεν υπάρχει πρόβλημα σταθερότητας
Λόγω μειωμένων διηλεκτρικών απωλειών, η τρέχουσα ικανότητα μεταφοράς του καλωδίου HVDC είναι μεγάλη
Σε σύγκριση με τη μετάδοση εναλλασσόμενου ρεύματος, οι παρεμβολές ραδιοφώνου και η απώλεια ισχύος κορώνας είναι λιγότερες
Απαιτούνται λιγότερες μονωτικές συσκευές
σε σύγκριση με το AC, οι μεταβολές μεταγωγής είναι χαμηλότερες στο DC
Δεν υπάρχουν εφέ Ferranti
Ρύθμιση τάσης

Τα μειονεκτήματα της μετάδοσης συνεχούς ρεύματος υψηλής τάσης είναι

Ακριβός
Συγκρότημα
Σφάλματα τροφοδοσίας
Προκαλεί θόρυβο ραδιοφώνου
Δύσκολη γείωση
Το κόστος εγκατάστασης είναι υψηλό

Εφαρμογές συνεχούς ρεύματος υψηλής τάσης

Οι εφαρμογές της μετάδοσης συνεχούς ρεύματος υψηλής τάσης είναι

Διασχίσεις νερού
Ασύγχρονες διασυνδέσεις
Μεταφορές μαζικής ισχύος μεγάλων αποστάσεων
Υπόγεια καλώδια

Σε αυτό το άρθρο, το Μετάδοση DC υψηλής τάσης Συζητούνται τα πλεονεκτήματα, τα μειονεκτήματα, οι εφαρμογές και η σύγκριση των συστημάτων μετάδοσης HVDC και HVAC. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς, πώς να εντοπίσετε τα σφάλματα στη μετάδοση υψηλής τάσης DC (HVDC);

Συχνές ερωτήσεις

1). Τι θεωρείται DC υψηλής τάσης;

Τα καλώδια ή τα καλώδια θεωρούνται υψηλή τάση έναντι τάσης λειτουργίας 600 βολτ

2). Γραμμές ισχύος υψηλής τάσης AC ή DC;

Οι γραμμές ισχύος υψηλής τάσης είναι εναλλασσόμενο ρεύμα (AC) επειδή οι απώλειες αντίστασης είναι χαμηλές στα καλώδια ή τα καλώδια

3). Γιατί μεταδίδεται τάση DC σε υψηλή τάση;

Δεν υπάρχουν προβλήματα σταθερότητας και επίσης δυσκολίες συγχρονισμού στο DC. Σε σύγκριση με τα συστήματα Ac, τα συστήματα DC είναι πιο αποτελεσματικά, επομένως το κόστος των αγωγών, των μονωτών και των πύργων είναι χαμηλό

4). Ποιο είναι καλύτερο AC ή DC;

Σε σύγκριση με το εναλλασσόμενο ρεύμα, το συνεχές ρεύμα είναι καλύτερο επειδή είναι πιο αποτελεσματικό και έχει χαμηλότερες απώλειες γραμμής.

“χρησιμοποιήστε ένα τρανζίστορ ως διακόπτη ”

5). Τι σημαίνει υψηλή τάση;

Όταν χρησιμοποιείται περισσότερη ενέργεια από την ίδια ποσότητα ρεύματος, τότε θεωρείται υψηλή τάση και το εύρος υψηλής τάσης κυμαίνεται από 30 έως 1000 VAC ή 60 έως 1500 VDC. Μερικά από τα προϊόντα υψηλής τάσης είναι μετασχηματιστές ισχύος, διακόπτες, κ.λπ.