Vad är högspänning likströmsöverföring: Fördelar och nackdelar

Vad är högspänning likströmsöverföring: Fördelar och nackdelar

En Uno Lamm är far till High Voltage Direct Current (HVDC) kraftöverföring. Han är en svensk elektroingenjör född den 22 maj 1904 i Sverige och dog den 1 juni 1989 i Kalifornien. Han avslutade sin magisterexamen i ”Stockholm vid Royal Institute of Technology” 1927. Några av de företag som tillhandahåller högspänning Likström (HVDC) -produkter är GE Grid Solutions, ABB (ASEA Brown Boveri) Limited, Siemens AG, General Electric Company, etc. Överföringarna är av olika slag, såsom överföring, underjordisk överföring , kraftöverföring etc. HVDC är en typ av kraftöverföring som används för att överföra kraft över långa sträckor. Denna artikel diskuterar en översikt av HVDC.



Vad är högspännings likströmsöverföring?

Högspännings likström (HVDC) Kraftöverföring används för att sända enorm kraft över långa sträckor, vanligtvis hundratals mil. När elen eller kraft transporteras över ett långt avstånd, används de höga spänningarna i kraftfördelningen för att minska de ohmiska förlusterna. Nedan beskrivs en kort förklaring om likströmsöverföring med hög spänning.


HVDC-systemkonfigurationer

Det finns fem HVDC-konfigurationssystem, nämligen monopolär, bipolär, back-to-back, multiterminal & tripolär HVDC-konfiguration. Förklaringen till dessa HVDC-systemkonfigurationer förklaras kort nedan.





Monopolär HVDC-systemkonfiguration

Den monopolära HVDC-systemkonfigurationen innehåller likströmsledningar och två omvandlarstationer. Den använder bara en ledare och returvägen tillhandahålls av marken eller vattnet. Figuren för monopolär HVDC-konfiguration visas nedan.

Monopolär högspänning-likströmskonfiguration

monopolära högspänning-likström-konfigurationer



Bipolär HVDC-systemkonfiguration

Den bipolära konfigurationen av HVDC-överföringssystemet representerar en parallellanslutning av de två monopolära HVDC-överföringssystemen. Den använder två ledare, en är positiv och en annan är negativ. Varje terminal i monopolaren har en lika märkspänning på två omvandlare som är anslutna på DC-sidan i serie och korsningen mellan omvandlarna är jordad. I de två polerna är strömmen lika och det finns ingen jordström. Figuren för bipolär HVDC-konfiguration visas nedan.

bipolär-hvdc-konfiguration

bipolär-HVDC-konfiguration

Back-to-Back HVDC-systemkonfiguration

Back-to-back HVDC-systemkonfigurationen består av två omvandlarstationer på samma plats. I den här konfigurationen är både likriktaren och växelriktaren ansluten i DC-slingan på samma plats och det finns ingen DC-överföring i back-to-back-högspännings-likströmöverföringssystemkonfigurationen. Back-to-back HVDC-systemkonfigurationssiffran visas nedan.


back-to-back-hvdc-konfiguration

back-to-back-HVDC-konfiguration

Multiterminal HVDC-systemkonfiguration

Den multiterminala HVDC-systemkonfigurationen består av överföringsledning och mer än två omvandlare anslutna parallellt eller i följd. I denna multiterminala HVDC-konfiguration sänds effekten mellan två eller flera växelströmsstationer och frekvensomvandlingen är möjlig i denna konfiguration. Figuren för konfiguration av multiterminal HVDC-systemet visas nedan.

multiterminal-hvdc-konfiguration

multiterminal-HVDC-konfiguration

Tripolar HVDC-systemkonfiguration

Den tripolära HVDC-systemkonfigurationen som används för överföring av el med hjälp av MMC (Modular Multilevel Converter). Figuren för den tripolära HVDC-konfigurationen visas nedan.

vsc-hvdc-tripolar-konfiguration

VSC-HVDC-tripolär-konfiguration

De likriktare och växelriktare består av trefasiga MMC-MMC-omvandlare och två omvandlarventiler på DC-sidan inom strukturen för denna konfiguration. Denna konfiguration är mycket tillförlitlig och detta är den största fördelen med tripolar.

HVDC-överföring

HVDC är en sammankoppling av växelström och likström. Den använder positiva punkter för både växelström och likström. De grundläggande terminologierna som används i högspännings-likströmsöverföringar är växelströmskällor, en steg-upp-transformator, likriktarstation, växelriktarstation, nedtransformator och växelström. Likströmsöverföringen med hög spänning visas i figuren nedan.

Högspänning likströmsöverföring

högspänning-likströmsöverföring

AC-genererande källa och steg-upp-transformator

I den växelströmsgenererande källan matas strömmen i form av växelström. Nu i växelströmsgenererande källa är effekten ökad eller spänningen i effekten ökas av steg-upp-transformatorn. I steg-upp-transformatorn är ingångsspänningarna låga och utgångsspänningarna är höga.

Likriktarstation

Det finns en sammankopplingsenhet av HVDC i likriktarstationsöverföringen. I likriktaren har vi en växelströmsförsörjning som ingång och likströmsförsörjningen som utgång. Dessa likriktare är jordade och utgången från likriktaren används på överliggande överföringsledningar för HVDC för långdistansöverföring av denna höga likströmsutgång och denna höga likströmsutgång från likriktaren överförs genom en likströmsledning och levereras till växelriktare.

Omvandlare och steg-ner-transformator

En växelriktare omvandlar likströmsingångsförsörjningen till utgången och dessa växelströmsutgångar matas till stepdown-transformatorn. I nedstegstransformatorn är ingångsspänningarna höga och utgångsspänningarna minskar med tillräckliga värden. DC-nedtransformatorerna används eftersom konsumenterna kan få skada vid höga spänningar, om högspänningar tillhandahålls eller levereras. Så vi måste sänka spänningsnivåerna genom att använda trapptransformatorer. Nu kan denna nedströms växelspänning matas till växelströmslasterna. Hela detta högspännings DC-system är mycket effektivt, kostnadseffektivt och kan leverera bulkeffekt över mycket långa sträckor.

Jämförelse av HVDC- och HVAC-överföringssystem

Skillnaden mellan HVDC- och HVAC-överföringssystem visas i nedanstående tabell:

S.NO HVDC HVAC
1. Standardformen för HVDC är 'High Voltage Direct Current'Standardformen för HVAC är 'High Voltage Alternate Current'
två. Transmissionstypen i HVDC är likströmTransmissionstypen i HVAC är växelström
3. Totala förluster i HVDC är högaTotala förluster i HVAC är låga
Fyra. Kostnaden för överföring låg i HVDCKostnaden för överföring hög i VVS
5. Kostnaden för utrustning i likspänning med hög spänning är högKostnaden för utrustning i högspänning växelström är låg
6. I högspänning kan likström styrasI högspänning kan växelström inte styras
7. Överföring i HVDC är dubbelriktadÖverföring i HVAC är enkelriktad
8. Koronaförlusterna är mindre i HVDC jämfört med HVACKoronaförlusterna är mer i HVAC
9. Hudeffekten i HVDC är mycket mindre jämfört med HVACHudeffekten i HVAC är mer
10. Mantelförlusterna är mindre i HVDCMantelförlusterna är mer i HVDC
elva. Spänningsregleringen och kontrollförmågan är bättre i HVDC jämfört med HVACDet finns en lågspänningsreglering och styrförmåga i HVAC
12. Behovet av isolering i HVDC är mindreBehovet av isolering är mer i HVAC
13. Jämfört med HVAC är tillförlitligheten hög i HVDCTillförlitligheten är låg i HVAC
14. Det finns en möjlighet till asynkron sammankoppling i likspänning med hög spänningDet finns ingen möjlighet till asynkron sammankoppling i högspänningsväxelström
femton. Linjekostnaden är låg i HVDCLinjekostnaden är hög i HVAC
16. Kostnaden för torn är inte dyr och storleken på tornen är inte stora i HVDC jämfört med VVSI HVAC är tornens storlek stor

Fördelar och nackdelar med högspännings likström

Fördelarna med högspänning likströmsöverföring är

  • Nuvarande laddning saknas
  • Ingen närhet och ingen hudeffekt
  • Inget stabilitetsproblem
  • På grund av minskade dielektriska förluster är HVDC-kabelns nuvarande bärförmåga stor
  • Jämfört med växelströmsöverföring är radiostörningar och koronaförluster mindre
  • Mindre isoleringsanordningar krävs
  • jämfört med växelström är omkopplingarna lägre i likström
  • Det finns inga Ferranti-effekter
  • Spänningsreglering

Nackdelarna med högspännings likströmsöverföring är

  • Dyr
  • Komplex
  • Strömfel
  • Orsakar radiobrus
  • Svår jordning
  • Installationskostnaden är hög

Tillämpningar av högspännings likström

Tillämpningarna för högspännings likströmöverföring är

  • Vattenkorsningar
  • Asynkrona sammankopplingar
  • Långväga kraftöverföringar
  • Underjordiska kablar

I denna artikel har Högspännings DC-transmission fördelar, nackdelar, applikationer och jämförelse av HVDC- och HVAC-överföringssystem diskuteras. Här är en fråga till dig, hur man identifierar felen i High Voltage DC (HVDC) transmission?

Vanliga frågor

1). Vad anses vara högspännings DC?

Kablarna eller ledningarna betraktades som högspänning över en arbetsspänning på 600 volt

2). Högspänningsledningar AC eller DC?

Högspänningsledningarna är växelström (AC) eftersom motståndsförlusterna är låga i kablarna eller ledningarna

3). Varför överförs likspänning vid högspänning?

Det finns inga stabilitetsproblem och inga synkroniseringsproblem i DC. Jämfört med AC-system är DC-systemen effektivare, därför är ledarna, isolatorerna och tornen låga

4). Vilket är bättre AC eller DC?

Jämfört med växelström är likströmmen bättre eftersom den är effektivare och har lägre ledningsförluster.

5). Vad menas med högspänning?

När mer energi används från samma ström, sägs det vara en högspänning och området för högspänning är från 30 till 1000 VAC eller 60 till 1500 VDC. Några av högspänningsprodukterna är strömtransformatorer, växlar osv