Uno Lamm je otcom vysokonapäťového prenosu jednosmerného prúdu (HVDC). Je švédsky elektrotechnik, ktorý sa narodil 22. mája 1904 vo Švédsku a zomrel 1. júna 1989 v Kalifornii. Magisterské štúdium ukončil v „Štokholme na Kráľovskom technologickom inštitúte“ v roku 1927. Niektoré zo spoločností poskytujúcich vysoké napätie Priamy prúd (HVDC) sú produkty GE Grid Solutions, ABB (ASEA Brown Boveri) Limited, Siemens AG, General Electric Company atď. Prenosy sú rôznych typov, ako napríklad spätný prenos, podzemný prenos , hromadný prenos energie atď. HVDC je jeden typ prenosu energie používaný na prenos energie na veľké vzdialenosti. Tento článok pojednáva o prehľade HVDC.
Čo je vysokonapäťový prenos jednosmerného prúdu?
Vysokonapäťový jednosmerný prúd (HVDC) Prenos sily sa používa na prenos obrovskej energie na veľkú vzdialenosť, zvyčajne stovky míľ. Keď elektrina resp moc sa prenáša na veľkú vzdialenosť, vysoké napätia sa používajú pri distribúcii energie na zníženie ohmických strát. Ďalej je vysvetlené krátke vysvetlenie prenosu jednosmerného prúdu vysokého napätia.
Konfigurácie systému HVDC
Existuje päť konfiguračných systémov HVDC, a to monopolárne, bipolárne, back-to-back, multiterminálne a tripolarné konfigurácie HVDC. Vysvetlenie týchto konfigurácií systému HVDC je stručne vysvetlené nižšie.
Monopolárna konfigurácia systému HVDC
Monopolárna konfigurácia systému HVDC obsahuje jednosmerné prenosové vedenia a dve prevádzacie stanice. Používa iba jeden vodič a spätnú cestu zabezpečuje zem alebo voda. Monopolárny konfiguračný údaj HVDC je uvedený nižšie.
konfigurácie monopolárne-vysoké-napätie-jednosmerný prúd
Konfigurácia bipolárneho systému HVDC
Bipolárna konfigurácia prenosového systému HVDC predstavuje paralelné pripojenie dvoch monopolárnych prenosových systémov HVDC. Používa dva vodiče, jeden je kladný a druhý je záporný. Každá svorka v monopolári má rovnaké menovité napätie dvoch prevodníkov zapojených do série DC sériovo a spoj medzi prevodníkmi je uzemnený. V dvoch póloch je prúd rovnaký a nie je prítomný zemný prúd. Bipolárny konfiguračný údaj HVDC je uvedený nižšie.
bipolárna konfigurácia HVDC
Konfigurácia systému HVDC typu back-to-back
Konfigurácia systému HVDC typu back-to-back sa skladá z dvoch prevádzačských staníc na rovnakom mieste. V tejto konfigurácii sú usmerňovač aj invertor pripojené v DC slučke na rovnakom mieste a v konfigurácii vysokonapäťového jednosmerného prúdu typu back-to-back neexistuje žiadny jednosmerný prenos. Obrázok konfigurácie systému HVDC typu back-to-back je uvedený nižšie.
konfigurácia back-to-back-HVDC
Multiterminálna konfigurácia systému HVDC
Multiterminálna konfigurácia systému HVDC pozostáva z prenosového vedenia a viac ako dvoch prevodníkov zapojených paralelne alebo postupne. V tejto multiterminálnej konfigurácii HVDC energia prenáša medzi dvoma alebo viacerými striedavými rozvodňami a v tejto konfigurácii je možná frekvenčná konverzia. Obrázok konfigurácie multiterminálneho systému HVDC je uvedený nižšie.
multiterminálna konfigurácia HVDC
Konfigurácia tripolárneho systému HVDC
Konfigurácia tripolárneho systému HVDC používaná na prenos elektriny pomocou modulárneho viacúrovňového konvertora (MMC). Konfiguračný obrázok tripolárneho HVDC je uvedený nižšie.
VSC-HVDC-tripolárna konfigurácia
The usmerňovač a invertor pozostávajú z trojfázových šiestich mostíkových ramien MMC prevodníkov a dvoch ventilov prevodníka na strane DC v rámci štruktúry tejto konfigurácie. Táto konfigurácia je vysoko spoľahlivá a to je hlavná výhoda tripolára.
HVDC prenos
HVDC je prepojenie prenosu striedavým a jednosmerným prúdom. Používa kladné body ako pri striedavom, tak aj pri jednosmernom vysielaní. Základné terminológie používané pri vysokonapäťových prenosoch jednosmerného prúdu sú zdroj generujúci striedavý prúd, zosilňovací transformátor, usmerňovacia stanica, invertorová stanica, zmenšovací transformátor a záťaž striedavým prúdom. Vysielanie jednosmerného prúdu vysokého napätia je znázornené na nasledujúcom obrázku.
prenos vysokého napätia-jednosmerného prúdu
Zdroj generujúci striedavý prúd a zosilňovací transformátor
V zdroji generujúcom striedavý prúd sa energia dodáva vo forme striedavého prúdu. Teraz v zdroji generujúcom striedavý prúd je napájanie zosilnené alebo je zosilnené napätím zosilňovača pomocou zosilňovacieho transformátora. V zosilňovači transformátora sú vstupné napätia nízke a výstupné napätia vysoké.
Usmerňovacia stanica
V prenose usmerňovacej stanice je prepojovacia jednotka HVDC. V usmerňovači máme ako vstup napájací zdroj a ako výstup jednosmerný prúd. Tieto usmerňovače sú uzemnené a výstup usmerňovača sa používa na nadzemných prenosových vedeniach HVDC na diaľkový prenos tohto vysokého jednosmerného výstupu a tohto vysokého jednosmerného výstupu z usmerňovača sa prenáša cez jednosmerné vedenie a dodáva sa do invertorov.
Invertory a krokový transformátor
Invertor prevádza jednosmerné vstupné napájanie na výstup a tieto striedavé výstupy sa napájajú do stupňovitého transformátora. V transformátore s postupným znižovaním sú vstupné napätia vysoké a výstupné napätia sa znižujú o dostatočné hodnoty. Používajú sa transformátory znižovania jednosmerného prúdu, pretože na koncoch spotrebiča môže dôjsť k poškodeniu spotrebičov, ak sú napájané alebo napájané vysokým napätím. Musíme teda znížiť úrovne napätia použitím transformátorov s postupným znižovaním. Teraz je možné toto striedavé striedavé napätie dodávať do striedavých záťaží. Celý tento vysokonapäťový jednosmerný systém je veľmi efektívny, nákladovo efektívny a môže dodávať hromadnú energiu na veľmi veľkú vzdialenosť.
Porovnanie prenosových systémov HVDC a HVAC
Rozdiel medzi prenosovými systémami HVDC a HVAC je uvedený v nasledujúcej tabuľke:
| S.NO | HVDC | TZB |
| 1. | Štandardná forma HVDC je „vysokonapäťový jednosmerný prúd“ | Štandardná forma HVAC je „Vysokonapäťový striedavý prúd“ |
| dva. | Typ prenosu v HVDC je jednosmerný prúd | Typ prenosu v systéme HVAC je striedavý prúd |
| 3. | Celkové straty v HVDC sú vysoké | Celkové straty v TZB sú nízke |
| Štyri. | Nízke náklady na prenos v HVDC | Náklady na prenos vysoko v HVAC |
| 5. | Náklady na vybavenie vysokonapäťovým jednosmerným prúdom sú vysoké | Náklady na vybavenie vysokonapäťovým striedavým prúdom sú nízke |
| 6. | Pri vysokom napätí je možné ovládať jednosmerný prúd | Pri vysokom napätí nie je možné ovládať napájanie striedavým prúdom |
| 7. | Prenos v HVDC je obojsmerný | Prenos v systéme HVAC je jednosmerný |
| 8. | Straty koróny sú v HVDC menšie ako v HVAC | Straty koróny sú viac v TZB |
| 9. | Kožný efekt v HVDC je v porovnaní s HVAC veľmi slabý | Kožný efekt v systéme HVAC je viac |
| 10. | Straty plášťa sú v HVDC menšie | Straty plášťa sú skôr v HVDC |
| jedenásť. | Regulácia napätia a riadiaca schopnosť je v HVDC lepšia v porovnaní s HVAC | V systéme HVAC existuje schopnosť regulácie a riadenia nízkeho napätia |
| 12. | Potreba izolácie v HVDC je menšia | Potreba izolácie je skôr v TZB |
| 13. | V porovnaní s HVAC je spoľahlivosť vysoká v HVDC | Spoľahlivosť je v HVAC nízka |
| 14. | Existuje možnosť asynchrónneho prepojenia vo vysokonapäťovom jednosmernom prúde | Nie je možnosť asynchrónneho prepojenia pri vysokonapäťovom striedavom prúde |
| pätnásť. | Náklady na linku sú v HVDC nízke | Náklady na vedenie sú v systéme HVAC vysoké |
| 16. | Náklady na veže nie sú drahé a veľkosť veží nie je v HVDC veľká v porovnaní s HVAC | V systémoch HVAC sú veže veľké |
Výhody a nevýhody jednosmerného prúdu vysokého napätia
Výhody vysokonapäťového prenosu jednosmerného prúdu sú
- Aktuálne nabíjanie chýba
- Žiadna blízkosť a žiadny kožný efekt
- Žiadny problém so stabilitou
- Z dôvodu znížených dielektrických strát je prúdová kapacita kábla HVDC veľká
- V porovnaní s AC prenosom je rádiové rušenie a strata výkonu koróny menšie
- Vyžadujú sa menej izolačné zariadenia
- v porovnaní s AC sú spínacie rázy nižšie v DC
- Neexistujú žiadne Ferrantiho efekty
- Regulácia napätia
Nevýhody prenosu jednosmerného prúdu vysokého napätia sú
- Drahé
- Zložité
- Poruchy napájania
- Spôsobuje rádiový šum
- Ťažké uzemnenie
- Inštalačné náklady sú vysoké
Aplikácie vysokonapäťového jednosmerného prúdu
Aplikácie prenosu jednosmerného prúdu vysokého napätia sú
- Vodné prechody
- Asynchrónne prepojenia
- Hromadné prenosy energie na veľké vzdialenosti
- Podzemné káble
V tomto článku Vysokonapäťový jednosmerný prenos sú diskutované výhody, nevýhody, aplikácie a porovnanie prenosových systémov HVDC a HVAC. Tu je otázka, ako zistiť chyby pri vysokonapäťovom DC (HVDC) prenose?
Časté otázky
1). Čo sa považuje za vysoké napätie DC?
Káble alebo vodiče sa považovali za vysoké napätie nad prevádzkovým napätím 600 voltov
2). Vedenie vysokého napätia AC alebo DC?
Vedenia vysokého napätia majú striedavý prúd (AC), pretože straty odporu v kábloch alebo vodičoch sú malé
3). Prečo sa jednosmerné napätie prenáša pri vysokom napätí?
Neexistujú žiadne problémy so stabilitou a ťažkosti so synchronizáciou v DC. V porovnaní s AC systémami sú jednosmerné systémy efektívnejšie, preto sú náklady na vodiče, izolátory a veže nízke
4). Čo je lepšie AC alebo DC?
V porovnaní so striedavým prúdom je jednosmerný prúd lepší, pretože je účinnejší a má menšie straty na linke.
5). Čo sa myslí pod pojmom vysoké napätie?
Ak sa z rovnakého množstva prúdu spotrebuje viac energie, potom sa hovorí, že ide o vysoké napätie a rozsah vysokého napätia je od 30 do 1000 VAC alebo 60 až 1500 VDC. Niektoré z výrobkov vysokého napätia sú silové transformátory, spínacie zariadenia atď
