Električne žice za enosmerni tok

Prednosti enosmernih daljnovodov so naslednje:

1. Omejitev prenesene moči vzdolž voda ni odvisna od njegove dolžine in je veliko večja kot pri daljnovodih z izmeničnim tokom;

2. Koncept meje statične stabilnosti, ki je značilen za nadzemne daljnovode izmeničnega toka, se odpravi;

3. Električni sistemi, povezani z nadzemnimi daljnovodi z enosmernim tokom, lahko delujejo asinhrono ali z različnimi frekvencami;

4. Potrebni sta le dve žici namesto treh ali celo ena, če kot drugo uporabite ozemljitev.

Na sl. 1. predstavljeno bipolarno enosmerno prenosno vezje (»Dva pola – ozemljitev«).

Na tej sliki UD in UZ, transformatorske postaje (usmernik in inverter); L — reaktor ali filter za zmanjšanje vpliva visokih harmonikov, napetostnih valov in zasilnih tokov; rl je linijski upor; G, T - generatorji in transformatorji.

Proizvodnja in poraba električne energije se izvaja na izmenični tok.

sl. 1. DC prenosno vezje v zasilnem načinu

Glavni elementi stalne linije:

1.Krmilni visokonapetostni usmerniki, iz katerih je sestavljeno vezje transformatorske postaje.

2. Krmilni visokonapetostni pretvorniki, iz katerih je sestavljeno tudi vezje pretvorniške postaje.

Shema inverterske postaje se bistveno ne razlikuje od sheme usmerniške postaje, saj so usmerniki reverzibilni. Edina razlika je v tem, da morajo biti na razsmerniški postaji nameščene kompenzacijske naprave, kondenzatorji ali sinhroni kompenzatorji, da se pretvornikom zagotovi reaktivna moč, ki znaša približno 50 ... 60% oddane delovne moči.

Srednji točki obeh pretvorniških postaj pri bipolarnem prenosu sta ozemljeni in poli izolirani.

Polna napetost UP je enaka napetosti med polom in zemljo. Na primer, pri prenosu električne energije Volgograd-Donbass je napetost pola do tal +400 kV, napetost drugega pola pa 400 kV. Napetost Ud med poli 800 kV. Prenos lahko razdelimo na dva neodvisna polkroga. V normalnem načinu, z enakimi točkami v polkrogih, je tok skozi zemljo blizu nič. Oba prenosna polkroga lahko delujeta avtonomno in v primeru okvare enega pola se lahko polovica moči prenese preko drugega pola s povratkom skozi zemljo.

V primeru okvare enopolnega ali enopolnega vezja lahko drugi polkrog deluje na enopolnem vezju.

riž. 2. Shema prenosa enosmernega toka v zasilnem načinu

Pri enopolnem prenosu je en pol ozemljen in ena žica je izolirana od tal. Druga žica je ozemljena na obeh straneh menjalnika ali pa manjka.Tako ozemljena druga žica se uporablja v primerih, ko je uporaba toka v tleh nesprejemljiva (na primer pri vstopu v velika mesta). Praviloma je lahko unipolarno prenosno vezje sestavljeno iz ene žice in ozemljitve, bipolarno pa iz dveh žic. Izkušnje dolgotrajnega prenosa enosmernega toka skozi zemljo do 1200 A.

Unipolarna vezja se uporabljajo za prenos majhnih moči do 100 … 200 MW na kratke razdalje. Priporočljivo je prenašati velike moči na velike razdalje z uporabo bipolarnih vezij.

Pretvorniške transformatorske postaje zaradi kompleksne in drage opreme močno podražijo prenos enosmernega toka, hkrati pa je sam vod enosmernega toka cenejši od izmeničnega, zaradi manj žic, izolatorjev, fitingov in lažjih nosilcev.

Zmogljivost prenosa energije trajnega voda je določena z vrednostjo in razliko napetosti na koncih voda, omejena je z aktivnimi upornostmi vodov in končnih naprav ter z močjo transformatorskih postaj.

Nosilna zmogljivost DC voda je veliko večja kot pri AC.

Skupna moč bipolarnega prenosa proge Volgograd-Donbass z napetostjo Ud = 800 kV je 720 MW. Največja proga na svetu Ekibastuz - Center je bila predana v obratovanje z UP = ± 750 kV, napetostjo med stebri Ud = 1500 kV in dolžino 2500 km. Moč se lahko poveča na 6000 MW.

Glavno področje uporabe linij enosmernega toka je prenos velike moči na velike razdalje. Vendar posebne lastnosti teh vrvic omogočajo njihovo uspešno uporabo tudi v drugih primerih.Na primer, enosmerni vodi so učinkoviti, ko je treba prečkati morske ožine, pa tudi za povezavo asinhronih sistemov ali sistemov, ki delujejo na različnih frekvencah (tako imenovane enosmerne povezave).

Poleg visoko in ultra visokonapetostnih enosmernih vodov se v vojaških zadevah uporabljajo tudi nizko in srednje napetostni enosmerni vodi.

Običajne so naslednje napetosti: nizka napetost - 6, 12, 24, 36,48, 60 voltov, srednja napetost - 110, 220, 400 voltov.

Za vse napetosti imajo DC vodi naslednje prednosti:

1. Ne zahtevajo izračuna stabilnosti.

2. Napetost v takih vodih je bolj enakomerna, saj v ustaljenem stanju ne ustvarjajo jalove moči.

3. Konstrukcije enosmernih vodov so enostavnejše od izmeničnih: manj nizov izolatorjev, manjša poraba kovine.

4. Smer pretoka moči se lahko obrne (reverzibilni vodi).

Slabosti:

1. Potreba po izgradnji kompleksnih terminalskih postaj z velikim številom napetostnih pretvornikov in pomožne opreme. Znano je, da usmerniki in pretvorniki znatno popačijo valovno obliko napetosti na strani AC. Zato je treba namestiti močne gladilne naprave, kar bistveno zmanjša zanesljivost.

2. Izbira moči iz DC linije je še vedno težavna.

3. V napeljavah z enosmernim tokom morata biti pred vklopom polarnost in napetost na obeh koncih približno enaki.

Tako je mogoče sklepati, da zaradi visokih stroškov k0 (sl.3), gradnja električnih vodov z enosmernim tokom (krivulja 2) postane ekonomsko izvedljiva le na velikih razdaljah, enakih približno 1000 ... 1200 km (točka m).

riž. 3. Odvisnost kapitalskih stroškov k od dolžine črte l za izmenični tok - 1 in za enosmerni tok - 2

I. I. Meshteryakov