Fire electrice de curent continuu

Avantajele liniilor de transmisie cu curent continuu sunt următoarele:

1. Limita puterii transmise de-a lungul liniei nu depinde de lungimea acesteia și este mult mai mare decât cea a liniilor electrice de curent alternativ;

2. Conceptul de limită de stabilitate statică caracteristică liniilor aeriene de transmisie CA este eliminat;

3. Sistemele electrice conectate la liniile aeriene de transport cu curent continuu pot funcționa asincron sau cu frecvențe diferite;

4. Sunt necesare doar două fire în loc de trei, sau chiar unul dacă utilizați împământare ca al doilea.

În fig. 1. prezentat circuit de transmisie DC bipolar („Doi poli - masă”).

În această figură, UD și UZ, substații convertoare (redresoare și invertoare); L — reactor sau filtru pentru a reduce influența armonicilor mari, a ondulațiilor de tensiune și a curenților de urgență; rl este rezistența liniei; G, T — generatoare și transformatoare.

Generarea și consumul de energie electrică se realizează pe curent alternativ.

Smochin. 1. Circuit de transmisie DC în regim de urgență

Elementele principale ale liniei permanente:

1.Redresoare controlate de înaltă tensiune din care este asamblat circuitul stației de convertizor.

2. Invertoare controlate de înaltă tensiune din care se montează și circuitul postului de transformare.

Schema stației cu invertor nu diferă fundamental de schema stației redresoare, deoarece redresoarele sunt reversibile. Singura diferență este că la substația invertorului trebuie instalate dispozitive de compensare, condensatoare sau compensatoare sincrone pentru a asigura invertoarelor putere reactivă, care reprezintă aproximativ 50 ... 60% din puterea activă transmisă.

Punctele medii ale celor două stații de conversie în transmisia bipolară sunt împământate, iar polii sunt izolați.

Tensiunea de la pol UP este egală cu tensiunea de la pol la masă. De exemplu, în transmisia de putere Volgograd-Donbass, tensiunea stâlpului la sol este de +400 kV, iar tensiunea celui de-al doilea pol este de 400 kV. Tensiune Ud între poli 800 kV. Transmisia poate fi împărțită în două semicircuite independente. În modul normal, cu puncte egale în semicircuite, curentul prin pământ este aproape de zero. Ambele semicircuite de transmisie pot functiona autonom iar in cazul defectarii unui pol jumatate din putere poate fi transmisa prin celalalt pol cu ​​retur prin pamant.

În cazul unei defecțiuni unipolare sau cu un singur semicircuit, al doilea semicircuit poate funcționa pe un circuit unipolar.

Orez. 2. Schema de transmisie cu curent continuu în regim de urgență

În transmisia cu un singur pol, un pol este împământat și există un fir izolat de masă. Al doilea fir fie este împământat pe ambele părți ale transmisiei, fie lipsește.Un astfel de al doilea fir împământat este utilizat în cazurile în care utilizarea curentului în pământ este inacceptabilă (de exemplu, la intrarea în orașe mari). De regulă, un circuit de transmisie unipolar poate consta dintr-un fir și masă, iar unul bipolar poate consta din două fire. Experiența transmiterii pe termen lung a curentului continuu prin pământ până la 1200 A.

Circuitele unipolare sunt folosite pentru a transmite puteri mici de până la 100 … 200 MW pe distanțe scurte. Se recomandă transmiterea puterilor mari pe distanțe mari folosind circuite bipolare.

Substațiile de conversie, datorită echipamentelor complexe și costisitoare, cresc semnificativ costul transmisiei DC.În același timp, linia DC în sine este mai ieftină decât AC, datorită mai puține fire, izolatoare, fitinguri și suporturi mai ușoare.

Capacitatea de transfer de energie a liniei permanente este determinată de valoarea și diferența de tensiune la capetele liniei, este limitată de rezistențele active ale liniilor și dispozitivelor terminale, precum și de puterea posturilor de conversie.

Capacitatea de transport a liniei de curent continuu este mult mai mare decât cea a liniei de curent alternativ.

Puterea totală a transmisiei bipolare a liniei Volgograd-Donbass cu tensiunea Ud = 800 kV este de 720 MW. Cea mai mare linie din lume Ekibastuz — Center a fost pusă în funcțiune cu UP = ± 750 kV, tensiune între poli Ud = 1500 kV și lungime 2500 km. Capacitatea de putere poate fi mărită la 6000 MW.

Principala zonă de aplicare a liniilor de curent continuu este transmiterea unei puteri mari pe distanțe lungi. Cu toate acestea, proprietățile speciale ale acestor linii le permit să fie utilizate cu succes și în alte cazuri.De exemplu, liniile de curent continuu sunt eficiente atunci când este necesară traversarea strâmtorilor mării, precum și conectarea sistemelor asincrone sau a sistemelor care funcționează la frecvențe diferite (așa-numitele conexiuni DC).

Alături de liniile de curent continuu de înaltă și ultra înaltă tensiune, liniile de curent continuu de joasă și medie tensiune sunt, de asemenea, utilizate în afacerile militare.

Următoarele tensiuni sunt comune: tensiune joasă — 6, 12, 24, 36,48, 60 volți, tensiune medie — 110, 220, 400 volți.

Pentru toate tensiunile, liniile de curent continuu au următoarele avantaje:

1. Nu necesită un calcul de stabilitate.

2. Tensiunea în astfel de linii este mai uniformă, deoarece în stare staționară nu generează putere reactivă.

3. Construcțiile liniilor de curent continuu sunt mai simple decât cele alternative: mai puține șiruri de izolatoare, mai puțin consum de metal.

4. Direcția fluxului de putere poate fi inversată (linii reversibile).

Dezavantaje:

1. Necesitatea de a construi stații terminale complexe cu un număr mare de convertoare de tensiune și echipamente auxiliare. Redresoarele și invertoarele sunt cunoscute pentru a distorsiona semnificativ forma de undă a tensiunii pe partea AC. Prin urmare, este necesar să instalați dispozitive puternice de netezire, care reduce semnificativ fiabilitatea.

2. Selectarea puterii de la linia DC este încă dificilă.

3. În liniile de curent continuu, este necesar ca polaritatea și tensiunea la ambele capete să fie aproximativ aceleași înainte de pornire.

Astfel, se poate concluziona că, datorită costurilor ridicate ale lui k0 (Fig.3), construcția liniilor electrice cu curent continuu (curba 2) devine fezabilă din punct de vedere economic doar la distanțe mari egale cu aproximativ 1000 ... 1200 km (punctul m).

Orez. 3. Dependența costurilor de capital k de lungimea liniei l pentru curent alternativ — 1 și pentru curent continuu — 2

I. I. Meshteryakov