Högspänd likström

Högspänd likström (HVDC) är ett överföringssystem som använder likström (DC) för att överföra elektricitet. Det är effektivare över långa avstånd än den vanliga högspänningsväxelströmmen (HVAC).

HVDC-överföringsledning i Kanada

Befintliga förbindelser Under uppbyggnad Föreslagna Många av dessa överför energi från förnybara källor som vattenkraft och vindkraft.

Historia

HVDC demonstrerades för första gången 1882 i Tyskland. Tekniken vidareutvecklades under 1930-talet i Sverige och Nazityskland. Tidig kommersiell användning skedde i Sovjetunionen och Sverige 1951.

Tekniska detaljer

Omvandlare

Omvandlaren i HVDC-systemet omvandlar växelström till likström eller vice versa. När växelströmmen omvandlas till likström fungerar den som en likriktare. Vid omvandling av likström till växelström fungerar den som en växelriktare.

Typer av HVDC-omvandlare:

Linjekommuterade omvandlare (LCC).
Spänningsomvandlare (VSC)

Transformator för omvandlare

Transformatorn vid omvandlarstationen säkerställer att stationen är isolerad från det växelströmssystem som är anslutet till HVDC-systemet. Den ger också rätt spänningsnivå som kommer att omvandlas till likspänning.

Harmoniskt filter

Eftersom övertoner alltid produceras i elektronisk utrustning används övertonfilter vid växelströmsanslutningen på omvandlaren. DC-harmoniska filter kan också användas på DC-ledningen efter AC/DC-omvandlingen.

Elektrode

Elektroden ger en jordåterföring för linjeström i monopolär konfiguration och obalanserad ström i bipolär konfiguration.

Transformator för HVDC-omvandlare

HVDC-omvandlare

Konfigurationer

Monopole

I HVDC-monopolkonfiguration är en av likriktarens terminaler ansluten till jord. Den andra terminalen är ansluten till överföringsledningen. Den jordade terminalen kan anslutas till motsvarande anslutning vid omformningsstationen med hjälp av en andra ledare.

Bipolär

I en bipolär HVDC-konfiguration används ett par ledare som var och en har en hög potential i förhållande till jord i motsatt polaritet. Likströmmen går via den positiva polen och återvänder via den negativa polen. Anslutningspunkten mellan den positiva och negativa polen är jordad.

I denna konfiguration flyter praktiskt taget ingen jord- eller neutralström. När en pol bryts är hälften av dess överföringsförmåga fortfarande tillgänglig.

Bak till baksida

En back-to-back HVDC-station är en HVDC-station där båda konverterarna är placerade i samma byggnad där likströmsledningens längd hålls så kort som möjligt.

HVDC bipolär konfiguration

Konfiguration av HVDC-monopolen

Fördelar och nackdelar

Fördelar

HVDC är mer ekonomiskt än HVAC för att överföra stora mängder el över långa avstånd.
HVDC-ledningar behöver färre ledare än HVAC-ledningar
HVDC-ledningar använder tunnare ledare för samma mängd energi som överförs i HVAC-ledningar eftersom HVDC-ledningar inte har hudverkan.
HVDC-system kan överföra kraft mellan olika växelströmssystem.
HVDC-linjer under jord eller undervattenslinjer har ingen ledningskapacitet som HVAC, och behöver därför inga lastspolar.

Nackdelar

HVDC-system har lägre tillgänglighet än HVAC-system.
De omformarstationer som krävs för HVDC är dyra och har begränsad överbelastningskapacitet.
Vid kortare överföringsledningsavstånd kommer HVDC-omvandlingsstationer att ha större förluster än HVAC-system på motsvarande avstånd.
HVDC-brytare är svårare att bygga än HVAC-brytare.
Drift av HVDC-system kräver fler reservdelar än HVAC-system.
HVDC-teknik förändras snabbare och är mindre standardiserad än HVAC-teknik.

HVDC-anläggningar

Australien: Fastlandet Australien-Tasmanien
Kanada: New England-Quebec
Kina: Shanghai-Xiangjiaba
Ryssland: Moskva-Kashira
Sverige: Fastlandet Sverige-Gotland

Frågor och svar

F: Vad är högspänd likström?

S: En högspänd likström är ett överföringssystem som använder likström (DC) för att överföra elektricitet.

F: Hur skiljer sig en högspänd likström från en högspänd växelström?

S: Högspänd likström är effektivare över långa avstånd än den vanliga högspända växelströmmen (HVAC).

F: Vad är fördelen med att använda högspänd likström?

S: Fördelen med att använda högspänd likström är att den är mer effektiv över långa avstånd.

F: Vilken typ av ström använder en högspänd likström?

S: En högspänd likström använder elektrisk likström (DC).

F: Varför är högspänd likström mer effektiv över långa avstånd?

S: Högspänd likström är mer effektiv över långa avstånd eftersom den har mindre energiförluster.

F: Vad används vanligtvis för att överföra elektricitet över långa avstånd?

S: Den vanliga högspänningsväxelströmmen (HVAC) används vanligtvis för att överföra el över långa avstånd.

F: Vad står HVDC för?

S: HVDC står för högspänd likström.