Хотя переменный ток является доминирующим при передаче электроэнергии, в различных случаях преимущества высоковольтных ЛЭП постоянного тока HVDC (постоянный ток высокого напряжения) делают его предпочтительным выбором по сравнению с передачей переменного тока.
Со времен войны токов в электрических сетях преобладал и продолжает преобладать переменный ток. Но с развитием силовой электроники для решения сложных задач сетей переменного тока приходит постоянный ток сверхвысокого напряжения.
Сети переменного тока стали очень сложными, сильно запутанными и имеют проблемы со стабильностью работы.
Преимущества системы HVDC:
- Передача большой мощности на большие расстояния;
- Возможность асинхронного соединения двух электрических систем;
- Улучшение стабильности работы электрической сети;
- Снижение эксплуатационных расходов.
Линии HVDC позволяют увеличить пропускную способность существующей электрической сети в ситуациях, когда сложно или дорого прокладывать дополнительные кабели или строить дополнительные ЛЭП.
Переменный ток является трехфазным, и если одна фаза потеряна, он не может продолжать передачу электроэнергии по двум другим фазам. При использовании постоянного тока если один полюс потерян, все еще есть возможность продолжить передачу, хотя при этом она уменьшается вдвое по мощности, но связь не теряется.
Недостатки передачи постоянного тока:
- Основным недостатком является сложность изменения напряжения.
- В случае переменного тока трансформатор обеспечивает простое и экономичное преобразование напряжения, а затраты на приобретение трансформаторов намного ниже, чем затраты на полупроводниковую технологию.
Другими недостатками являются:
- Эта технология подходит только для прямого подключения двух локаций – для каждой дополнительной ветки от линии необходимо строить новую трансформаторную подстанцию, что приводит к заметному увеличению затрат.
- При более коротких расстояниях передачи значительно повлияют потери на полупроводниковых компонентах в оконечных трансформаторах линии.
Описанные выше преимущества стимулируют использование звеньев постоянного тока для разделения больших энергосистем на несколько несинхронных частей.
Например, быстрорастущая энергосистема Индии строится как несколько взаимосвязанных региональных энергосистем с линиями электропередачи постоянного тока высокого напряжения и встречно-параллельными преобразователями с централизованным управлением этими элементами постоянного тока высокого напряжения.
Точно так же в Китае HVDC ±800 кВ будет основным режимом, используемым для передачи большой мощности на очень большие расстояния от крупных гидроэлектростанций и тепловых электростанций. Другие проекты включают в себя высоковольтные ЛЭП постоянного тока для передачи электроэнергии на большие расстояния с несколькими соединениями источников питания вдоль линии.
В настоящее время в мире установлено систем высокого напряжения постоянного тока общей мощностью 317 721 МВт. В разработке 56 230 МВт (15 799 км).
Линия постоянного тока состоит из нескольких элементов - преобразователя в режиме инвертора или выпрямителя и линии между ними. Основными элементами преобразователей являются преобразовательные трансформаторы, 12-импульсные (тиристорные или IGBT) преобразователи, сглаживающие дроссели, фильтры переменного и постоянного тока и защита.
Подробно про использование постоянного тока для передачи электроэнергии на большие расстояния смотрите здесь: Как осуществляется передача постоянного тока в электроэнергетике
Постоянный ток снова приобретает важно значение в распределительных электрических сетях: Война токов 2.0 - как постоянный ток побеждает переменный
Подписывайтесь на наш канал в Telegram: Школа для электрика
