Uno Lamm jest ojcem układu przenoszenia mocy na prąd stały wysokiego napięcia (HVDC). Jest szwedzkim inżynierem elektrykiem urodzonym 22 maja 1904 roku w Szwecji i zmarł 1 czerwca 1989 roku w Kalifornii. Ukończył studia magisterskie w „Sztokholmie na Królewskim Instytucie Technologii” w 1927 roku. Niektóre z firm dostarczających wysokie napięcie Prąd stały (HVDC) to GE Grid Solutions, ABB (ASEA Brown Boveri) Limited, Siemens AG, General Electric Company itp. Przekładnie są różnego typu, np. Napowietrzne, transmisja podziemna , masowe przesyłanie energii itp. HVDC jest jednym z rodzajów przesyłu energii używanym do przesyłania mocy na duże odległości. W tym artykule omówiono przegląd HVDC.

Co to jest transmisja prądu stałego wysokiego napięcia?

Prąd stały wysokiego napięcia (HVDC) Przesył mocy jest używany do transmisji ogromnej mocy na duże odległości, zwykle setki mil. Gdy prąd lub moc jest transportowany na duże odległości, wysokie napięcia są wykorzystywane w dystrybucji mocy w celu zmniejszenia strat omowych. Krótkie wyjaśnienie dotyczące przesyłu prądu stałego o wysokim napięciu jest wyjaśnione poniżej.

Konfiguracje systemu HVDC

Istnieje pięć systemów konfiguracji HVDC, a mianowicie konfiguracja monopolarna, bipolarna, back-to-back, multiterminal i tripolar HVDC. Poniżej wyjaśniono pokrótce te konfiguracje systemu HVDC.

Konfiguracja monopolarnego systemu HVDC

Konfiguracja systemu Monopolar HVDC obejmuje linie przesyłowe prądu stałego i dwie stacje przekształtnikowe. Wykorzystuje tylko jeden przewodnik, a drogę powrotną zapewnia ziemia lub woda. Rysunek konfiguracji monopolarnej HVDC pokazano poniżej.

“jak zbudować prostownik mostkowy do spawarki prądu przemiennego ”

Konfiguracja monopolarnego prądu stałego wysokiego napięcia

konfiguracje monopolarne wysokiego napięcia prądu stałego

Konfiguracja systemu bipolarnego HVDC

Bipolarna konfiguracja systemu przesyłowego HVDC stanowi równoległe połączenie dwóch monopolarnych systemów przesyłowych HVDC. Wykorzystuje dwa przewodniki, jeden jest dodatni, a drugi ujemny. Każdy zacisk w układzie monopolarnym ma równe napięcie znamionowe dwóch przetworników połączonych szeregowo po stronie prądu stałego, a połączenie między przetwornikami jest uziemione. Na obu biegunach prąd jest równy i nie ma prądu doziemnego. Rysunek konfiguracji bipolarnej HVDC przedstawiono poniżej.

konfiguracja bipolarna HVDC

Konfiguracja systemu Back-to-Back HVDC

Konfiguracja typu back-to-back HVDC składa się z dwóch stacji przekształtnikowych w tej samej lokalizacji. W tej konfiguracji zarówno prostownik, jak i falownik są podłączone w pętli DC w tym samym miejscu i nie ma transmisji DC w konfiguracji układu przesyłowego wysokiego napięcia prądu stałego typu back-to-back. Rysunek konfiguracji systemu HVDC w układzie równoległym przedstawiono poniżej.

konfiguracja typu back-to-back-HVDC

Konfiguracja wieloterminalowego systemu HVDC

Konfiguracja wieloterminalowego systemu HVDC składa się z linii transmisyjnej i więcej niż dwóch konwerterów połączonych równolegle lub sekwencyjnie. W tej wielostanowiskowej konfiguracji HVDC moc jest przesyłana między dwiema lub więcej podstacjami prądu przemiennego i konwersja częstotliwości jest możliwa w tej konfiguracji. Rysunek konfiguracji wieloterminalowego systemu HVDC przedstawiono poniżej.

konfiguracja wieloterminalowa HVDC

Konfiguracja trójbiegunowego systemu HVDC

Konfiguracja trójbiegunowego systemu HVDC służącego do przesyłu energii elektrycznej za pomocą Modular Multilevel Converter (MMC). Rysunek konfiguracji trójbiegunowej HVDC jest pokazany poniżej.

Konfiguracja trójbiegunowa VSC-HVDC

Plik prostownik i falownik składa się z trójfazowych sześcioramiennych przekształtników MMC i dwóch zaworów przekształtnika po stronie DC w strukturze tej konfiguracji. Ta konfiguracja jest wysoce niezawodna i jest to główna zaleta trójbiegunowego.

Transmisja HVDC

HVDC jest połączeniem transmisji prądu przemiennego i stałego. Wykorzystuje dodatnie punkty zarówno transmisji AC, jak i DC. Podstawowe terminologie stosowane w przesyłach prądu stałego wysokiego napięcia to źródło prądu przemiennego, transformator podwyższający, stacja prostownikowa, stacja falownikowa, transformator obniżający napięcie oraz obciążenie AC. Na poniższym rysunku przedstawiono transmisję prądu stałego wysokiego napięcia.

Wysokonapięciowa transmisja prądu stałego

transmisja prądu stałego wysokiego napięcia

“co robi wzmacniacz odwracający? ”

Źródło generujące prąd przemienny i transformator podwyższający

W źródle prądu przemiennego prąd jest dostarczany w postaci prądu przemiennego. Teraz w źródle generującym prąd przemienny moc jest zwiększana lub napięcie mocy jest zwiększane przez transformator podwyższający. W transformatorze podwyższającym napięcia wejściowe są niskie, a wyjściowe wysokie.

Stacja prostownika

W transmisji stacji prostownikowej znajduje się jednostka łącząca HVDC. W prostowniku mamy zasilacz AC jako wejście i zasilacz DC jako wyjście. Te prostowniki są uziemione, a wyjście prostownika jest wykorzystywane w napowietrznych liniach przesyłowych HVDC do transmisji na duże odległości tego wysokiego wyjścia DC i tego wysokiego wyjścia DC z prostownika jest przesyłane przez linię DC i dostarczane do falowników.

Falowniki i transformator obniżający napięcie

Falownik przekształca wejściowy zasilacz DC na wyjście, a te wyjścia AC są dostarczane do transformatora obniżającego napięcie. W transformatorze obniżającym napięcie wejściowe jest wysokie, a napięcia wyjściowe zmniejszają się o wystarczające wartości. Stosowane są transformatory obniżające napięcie DC, ponieważ po stronie konsumenta, jeśli dostarczane lub dostarczane są wysokie napięcia, mogą one ulec uszkodzeniu. Musimy więc zmniejszyć poziomy napięcia, stosując transformatory obniżające napięcie. Teraz to obniżające napięcie AC może być dostarczane do odbiorników AC. Cały ten wysokonapięciowy system prądu stałego jest bardzo wydajny, opłacalny i może dostarczać duże ilości energii na bardzo duże odległości.

Porównanie systemów przesyłowych HVDC i HVAC

Różnice między systemami przesyłowymi HVDC i HVAC przedstawiono w poniższej tabeli:

S.NO	HVDC	HVAC
1.	Standardową formą HVDC jest „prąd stały wysokiego napięcia”	Standardową formą HVAC jest „prąd przemienny wysokiego napięcia”
dwa.	Rodzaj transmisji w HVDC to prąd stały	Typ transmisji w HVAC to prąd przemienny
3.	Ogólne straty w HVDC są wysokie	Ogólne straty w HVAC są niskie
Cztery.	Koszt przesyłu niski w HVDC	Koszt transmisji wysoki w HVAC
5.	Koszt wyposażenia w prąd stały o wysokim napięciu jest wysoki	Koszt wyposażenia w prąd przemienny wysokiego napięcia jest niski
6.	W przypadku wysokiego napięcia można kontrolować moc prądu stałego	W przypadku wysokiego napięcia nie można kontrolować mocy prądu przemiennego
7.	Transmisja w HVDC jest dwukierunkowa	Transmisja w HVAC jest jednokierunkowa
8.	Straty koronowe są mniejsze w przypadku HVDC w porównaniu z HVAC	Straty koronowe są większe w HVAC
9.	Efekt naskórkowy w HVDC jest znacznie mniejszy w porównaniu z HVAC	Efekt skóry w HVAC jest więcej
10.	Straty w osłonie są mniejsze w HVDC	Straty w osłonie są większe w HVDC
jedenaście.	Regulacja napięcia i zdolność sterowania są lepsze w przypadku HVDC w porównaniu do HVAC	W HVAC istnieje możliwość regulacji i sterowania niskiego napięcia
12.	Potrzeba izolacji w HVDC jest mniejsza	Potrzeba izolacji jest większa w HVAC
13.	W porównaniu z HVAC niezawodność jest wysoka w HVDC	Niezawodność jest niska w HVAC
14.	Istnieje możliwość asynchronicznego łączenia w prąd stały wysokiego napięcia	Nie ma możliwości asynchronicznego połączenia w prądzie przemiennym wysokiego napięcia
piętnaście.	Koszt linii jest niski w HVDC	Koszt linii jest wysoki w HVAC
16.	Koszt wież nie jest drogi, a rozmiary wież w HVDC nie są duże w porównaniu do HVAC	W HVAC wielkość wież jest duża

Zalety i wady wysokiego napięcia prądu stałego

Zaletami transmisji prądu stałego wysokiego napięcia są

Brak prądu ładowania
Brak bliskości i brak efektu skóry
Żaden problem ze stabilnością
Ze względu na zmniejszone straty dielektryczne, obciążalność prądowa kabla HVDC jest duża
W porównaniu do transmisji AC zakłócenia radiowe i utrata mocy wyładowań koronowych są mniejsze
Wymaganych jest mniej urządzeń izolacyjnych
w porównaniu z prądem przemiennym przepięcia przełączające są niższe w przypadku prądu stałego
Nie ma efektów Ferrantiego
Regulacja napięcia

Wady transmisji prądu stałego o wysokim napięciu są

Kosztowny
Złożony
Awarie zasilania
Powoduje szum radiowy
Trudne uziemienie
Koszt instalacji jest wysoki

Zastosowania prądu stałego wysokiego napięcia

Zastosowania przesyłu prądu stałego wysokiego napięcia to

Przejścia wodne
Połączenia asynchroniczne
Masowe przenoszenie mocy na duże odległości
Kable podziemne

W tym artykule Transmisja prądu stałego wysokiego napięcia omówiono zalety, wady, zastosowania i porównanie systemów przesyłowych HVDC i HVAC. Oto pytanie do Ciebie, jak zidentyfikować usterki w transmisji wysokiego napięcia DC (HVDC)?

“system otwartej i zamkniętej pętli ”

FAQs

1). Co jest uważane za prąd stały o wysokim napięciu?

Kable lub przewody są uważane za wysokonapięciowe powyżej napięcia roboczego 600 woltów

2). Linie wysokiego napięcia AC czy DC?

W liniach wysokiego napięcia występuje prąd przemienny (AC), ponieważ straty rezystancyjne w kablach lub przewodach są niskie

3). Dlaczego napięcie DC jest przenoszone pod wysokim napięciem?

Nie ma problemów ze stabilnością, a także nie ma trudności z synchronizacją w DC. W porównaniu z systemami prądu przemiennego, systemy prądu stałego są bardziej wydajne, dlatego koszt przewodów, izolatorów i wież jest niski

4). Który jest lepszy AC czy DC?

W porównaniu z prądem przemiennym prąd stały jest lepszy, ponieważ jest bardziej wydajny i ma mniejsze straty na linii.

5). Co to znaczy „Wysokie napięcie”?

Gdy zużywa się więcej energii z tej samej ilości prądu, mówi się, że jest to wysokie napięcie, a zakres wysokiego napięcia wynosi od 30 do 1000 VAC lub od 60 do 1500 VDC. Niektóre z produktów wysokiego napięcia to transformatory mocy, rozdzielnice itp