Kaj je visokonapetostni enosmerni prenos: prednosti in slabosti

Uno Lamm je oče visokonapetostnega enosmernega toka (HVDC). Je švedski inženir elektrotehnike, rojen 22. maja 1904 na Švedskem in umrl 1. junija 1989 v Kaliforniji. Magistriral je v 'Stockholmu na Royal Institute of Technology' leta 1927. Nekatera podjetja, ki zagotavljajo visoko napetost Enosmerni tok Izdelki (HVDC) so GE Grid Solutions, ABB (ASEA Brown Boveri) Limited, Siemens AG, General Electric Company itd. Prenosi so različnih vrst, kot so režijski prenosniki, podzemni prenos , prenos moči v razsutem stanju itd. HVDC je ena vrsta prenosa moči, ki se uporablja za prenos moči na velike razdalje. Ta članek obravnava pregled HVDC.

Kaj je visokonapetostni prenos enosmernega toka?

Visokonapetostni enosmerni tok (HVDC) Prenos moči se uporablja za prenos velike moči na velike razdalje, običajno na stotine kilometrov. Ko bo elektrika oz moč prenašajo na velike razdalje, se visoke napetosti uporabljajo pri distribuciji moči za zmanjšanje omičnih izgub. Kratka razlaga o visokonapetostnem enosmernem prenosu je pojasnjena spodaj.

Konfiguracije sistema HVDC

Obstaja pet konfiguracijskih sistemov HVDC, in sicer Monopolarna, Bipolarna, Back-to-Back, Multiterminal in Tripolarna HVDC konfiguracija. Razlaga teh konfiguracij sistema HVDC je na kratko razložena spodaj.

Monopolarna konfiguracija sistema HVDC

Konfiguracija sistema Monopolar HVDC vsebuje enosmerne daljnovode in dve pretvorniški postaji. Uporablja le en vodnik, povratno pot pa zagotavlja zemlja ali voda. Slika monopolarne konfiguracije HVDC je prikazana spodaj.

monopolarno-visokonapetostne-enosmerne-konfiguracije

Konfiguracija bipolarnega sistema HVDC

Bipolarna konfiguracija HVDC prenosnega sistema predstavlja vzporedno povezavo dveh monopolarnih HVDC prenosnih sistemov. Uporablja dva vodnika, eden je pozitiven, drugi pa negativni. Vsak terminal v monopolarju ima enako nazivno napetost dveh pretvornikov, ki sta zaporedoma priključena na enosmerno stran, in spoj med pretvorniki je ozemljen. Na obeh polih je tok enak in ni ozemljitvenega toka. Slika bipolarne konfiguracije HVDC je prikazana spodaj.

bipolarna-HVDC-konfiguracija

Konfiguracija sistema HVDC nazaj

Konfiguracija HVDC sistema je sestavljena iz dveh pretvorniških postaj na isti lokaciji. V tej konfiguraciji sta tako usmernik kot pretvornik na isto mesto priključena v enosmerni zanki in v konfiguraciji povratnega visokonapetostnega enosmernega toka ni enosmernega prenosa. Slika za konfiguracijo sistema HVDC je prikazana spodaj.

HVDC-konfiguracija

Konfiguracija sistema Multiterminal HVDC

Konfiguracija večterminalskega sistema HVDC je sestavljena iz daljnovoda in več kot dveh pretvornikov, povezanih vzporedno ali zaporedno. V tej večterminalski konfiguraciji HVDC se moč prenaša med dvema ali več izmeničnimi postajami in pretvorba frekvence je v tej konfiguraciji možna. Slika konfiguracije sistema Multiterminal HVDC je prikazana spodaj.

multiterminal-HVDC-konfiguracija

Konfiguracija sistema Tripolar HVDC

Konfiguracija tripolarnega sistema HVDC, ki se uporablja za prenos električne energije z uporabo modularnega pretvornika na več ravneh (MMC). Slika tripolarne konfiguracije HVDC je prikazana spodaj.

VSC-HVDC-tripolarna konfiguracija

The usmernik in pretvornik sestavljen iz trifaznih šestih mostnih MMC pretvornikov in dveh pretvorniških ventilov na enosmerni strani znotraj strukture te konfiguracije. Ta konfiguracija je zelo zanesljiva in to je glavna prednost tripolarne.

Prenos HVDC

HVDC je medsebojna povezava izmeničnega in enosmernega prenosa. Uporablja pozitivne točke tako izmeničnega kot enosmernega prenosa. Osnovne terminologije, ki se uporabljajo pri visokonapetostnih enosmernih prenosih, so vir za izmenični tok, povečevalni transformator, usmerniška postaja, inverterska postaja, padajoči transformator in izmenična obremenitev. Visokonapetostni enosmerni prenos je prikazan na spodnji sliki.

visokonapetostni enosmerni prenos

Napajalni vir in pospeševalni transformator

V generatorju izmeničnega toka se napaja v obliki izmeničnega toka. Zdaj v viru, ki ustvarja izmenični tok, moč narašča ali napetost moči povečuje transformator. V povečevalnem transformatorju so vhodne napetosti nizke, izhodne napetosti pa visoke.

Usmerjevalna postaja

V prenosu usmerniške postaje je medsebojna povezovalna enota HVDC. V usmerniku imamo za vhod izmenični tok, za izhod pa enosmerni. Ti usmerniki so ozemljeni, izhod usmernika pa uporabljen na nadzemnih daljnovodih HVDC za prenos na dolge razdalje tega visokega enosmernega izhoda in tega visokega enosmernega izhoda iz usmernika prenaša prek enosmernega voda in se dobavlja pretvornikom.

Pretvorniki in transformatorji za znižanje

Pretvornik pretvori vhodno enosmerno napajanje v izhod in ti izhodi izmenične napetosti se napajajo v transformatorju. V padajočem transformatorju so vhodne napetosti visoke, izhodne napetosti pa se zmanjšajo za zadostne vrednosti. Enosmerni transformatorji se uporabljajo, ker se na koncih porabnika, če so zagotovljene ali napajajo visoke napetosti, lahko naprave potrošnikov poškodujejo. Torej moramo z uporabo padajočih transformatorjev zmanjšati napetostne ravni. Zdaj se lahko ta padajoča izmenična napetost napaja z izmeničnimi tovori. Celoten visokonapetostni sistem enosmernega toka je zelo učinkovit, stroškovno učinkovit in lahko napaja veliko energije na zelo dolgi razdalji.

Primerjava prenosnih sistemov HVDC in HVAC

Razlika med HVDC in HVAC prenosnimi sistemi je prikazana v spodnji tabeli:

Prednosti in slabosti visokonapetostnega enosmernega toka

Prednosti visokonapetostnega enosmernega prenosa so

• Trenutno polnjenje ni
• Brez bližine in brez učinka kože
• Ni težav s stabilnostjo
• Zaradi zmanjšanih dielektričnih izgub je trenutna nosilnost kabla HVDC velika
• V primerjavi z izmeničnim prenosom so radijske motnje in izguba moči zaradi korone manjši
• Potrebne so manj izolacijske naprave
• v primerjavi z izmeničnim tokom so v DC enosmerni preklopni sunki nižji
• Učinkov Ferrantija ni
• Regulacija napetosti

Slabosti visokonapetostnega enosmernega prenosa so

• Drage
• Kompleksno
• Napake v napajanju
• Povzroča radijski šum
• Težka ozemljitev
• Stroški namestitve so visoki

Uporaba visokonapetostnega enosmernega toka

Uporabe visokonapetostnega enosmernega prenosa so

• Vodni prehodi
• Asinhrone medsebojne povezave
• Prenosi moči v razsutem stanju na velike razdalje
• Podzemni kabli

V tem članku je Visokonapetostni enosmerni prenos obravnavane so prednosti, slabosti, aplikacije in primerjava prenosnih sistemov HVDC in HVAC. Tukaj je vprašanje za vas, kako prepoznati napake pri visokonapetostnem enosmernem (HVDC) menjalniku?

Pogosta vprašanja

1). Kaj velja za visokonapetostni enosmerni tok?

Kabli ali žice so šteli za visoko napetost nad delovno napetostjo 600 voltov

2). Visokonapetostni daljnovodi AC ali DC?

Visokonapetostni daljnovodi so izmenični (AC), ker so izgube upora v kablih ali žicah majhne

3). Zakaj se enosmerna napetost oddaja pri visoki napetosti?

V DC ni težav s stabilnostjo in tudi težav pri sinhronizaciji. DC sistemi so v primerjavi z Ac sistemi učinkovitejši, zato so stroški vodnikov, izolatorjev in stolpov nizki

4). Kateri je boljši izmenični ali enosmerni tok?

V primerjavi z izmeničnim tokom je enosmerni tok boljši, ker je učinkovitejši in ima manjše izgube v liniji.

5). Kaj pomeni visoka napetost?

Če se iz enake količine toka porabi več energije, naj bi šlo za visoko napetost, obseg visoke napetosti pa je od 30 do 1000 VAC ali od 60 do 1500 VDC. Nekateri visokonapetostni izdelki so močnostni transformatorji, preklopniki itd