고전압 직류 전송이란 무엇입니까 : 장점 및 단점

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Uno Lamm은 고전압 직류 (HVDC) 전력 전송의 아버지입니다. 그는 1904 년 5 월 22 일 스웨덴에서 태어난 스웨덴 전기 엔지니어로 1989 년 6 월 1 일 캘리포니아에서 사망했습니다. 그는 1927 년 'Stockholm at Royal Institute of Technology'에서 석사 과정을 마쳤습니다. 일부 고전압을 제공하는 회사 직류 (HVDC) 제품은 GE Grid Solutions, ABB (ASEA Brown Boveri) Limited, Siemens AG, General Electric Company 등입니다. 전송은 오버 헤드 전송, 지하 전송 , 벌크 전력 전송 등. HVDC는 장거리 전력을 전송하는 데 사용되는 전력 전송 유형 중 하나입니다. 이 기사에서는 HVDC의 개요를 설명합니다.

고전압 직류 전송이란?

고전압 직류 (HVDC) 동력 전달 일반적으로 수백 마일의 장거리에 걸쳐 거대한 전력을 전송하는 데 사용됩니다. 전기 또는 장거리 전송시 고전압이 배전에 사용되어 옴 손실을 줄입니다. 고전압 직류 전송에 대한 간략한 설명이 아래에 설명되어 있습니다.




HVDC 시스템 구성

5 개의 HVDC 구성 시스템, 즉 Monopolar, Bipolar, Back-to-Back, Multiterminal 및 Tripolar HVDC 구성이 있습니다. 이러한 HVDC 시스템 구성에 대한 설명은 아래에 간략하게 설명되어 있습니다.

Monopolar HVDC 시스템 구성

Monopolar the HVDC 시스템 구성은 DC 전송 라인과 2 개의 컨버터 스테이션을 포함합니다. 하나의 도체 만 사용하며 반환 경로는 지상 또는 물에 의해 제공됩니다. 단극 HVDC 구성 그림은 아래와 같습니다.



모노 폴라 고전압 직류 구성

단극-고전압-직류-전류 구성

바이폴라 HVDC 시스템 구성

HVDC 전송 시스템의 양극 구성은 두 개의 단극 HVDC 전송 시스템의 병렬 연결을 나타냅니다. 하나는 양수이고 다른 하나는 음수입니다. 모노 폴라의 각 단자는 DC 측에 직렬로 연결된 두 컨버터의 동일한 정격 전압을 가지며 컨버터 간의 접합부는 접지됩니다. 두 극에서 전류는 동일하고 접지 전류가 없습니다. 바이폴라 HVDC 구성 그림은 아래와 같습니다.

양극성 hvdc 구성

바이폴라 -HVDC 구성

연속 HVDC 시스템 구성

연속 HVDC 시스템 구성은 동일한 위치에있는 두 개의 컨버터 스테이션으로 구성됩니다. 이 구성에서 정류기와 인버터는 모두 동일한 위치의 DC 루프에 연결되고 백투백 고전압 직류 전송 시스템 구성에서는 DC 전송이 없습니다. 연속 HVDC 시스템 구성 그림은 아래와 같습니다.


연속 hvdc 구성

연속 HVDC 구성

다중 터미널 HVDC 시스템 구성

다중 터미널 HVDC 시스템 구성은 전송 라인과 병렬 또는 순차적으로 연결된 두 개 이상의 변환기로 구성됩니다. 이 다 단자 HVDC 구성에서는 두 개 이상의 AC 변전소간에 전력이 전송되고이 구성에서 주파수 변환이 가능합니다. 다중 터미널 HVDC 시스템 구성 그림은 다음과 같습니다.

다중 터미널 hvdc 구성

다중 터미널 HVDC 구성

Tripolar HVDC 시스템 구성

MMC (Modular Multilevel Converter)를 사용하여 전기를 전송하는 데 사용되는 tripolar HVDC 시스템 구성입니다. tripolar HVDC 구성 그림은 다음과 같습니다.

vsc-hvdc-tripolar-configuration

VSC-HVDC- 삼극 구성

그만큼 정류기인버터 이 구성의 구조 내에서 3 상 6 개의 브리지 암 MMC 컨버터와 DC 측의 2 개의 컨버터 밸브로 구성됩니다. 이 구성은 매우 신뢰할 수 있으며 이것이 tripolar의 주요 장점입니다.

HVDC 전송

HVDC는 AC 및 DC 전송의 상호 연결입니다. AC 및 DC 전송의 양의 지점을 사용합니다. 고전압 직류 전송에 사용되는 기본 용어는 AC 생성 소스, 승압 변압기, 정류기 스테이션, 인버터 스테이션, 강압 변압기 및 AC 부하입니다. 고전압 직류 전송은 아래 그림에 나와 있습니다.

고전압 직류 전송

고전압 직접 전류 전송

AC 생성 소스 및 승압 변압기

AC 생성 소스에서 전원은 AC 형태로 공급됩니다. 이제 AC 생성 소스에서 전력이 승압되거나 전원 전압이 승압 변압기에 의해 승압됩니다. 승압 변압기에서 입력 전압은 낮고 출력 전압은 높습니다.

정류기 스테이션

정류기 스테이션 전송에는 HVDC의 상호 연결 장치가 있습니다. 정류기에는 입력으로 AC 전원 공급 장치가 있고 출력으로 DC 전원 공급 장치가 있습니다. 이 정류기는 접지되어 있으며,이 높은 DC 출력의 장거리 전송을 위해 HVDC의 가공 송전선에 사용되는 정류기의 출력과 정류기의 높은 DC 출력은 DC 라인을 통해 전송되어 인버터에 공급됩니다.

인버터 및 강압 변압기

인버터는 DC 입력 전원 공급 장치를 출력으로 변환하고 이러한 AC 출력은 강압 변압기에 공급됩니다. 강압 변압기에서 입력 전압은 높고 출력 전압은 충분한 값만큼 감소합니다. DC 강압 변압기는 소비자 끝에서 고전압이 제공되거나 공급되면 소비자 장치가 손상 될 수 있기 때문에 사용됩니다. 그래서 우리는 강압 변압기를 사용하여 전압 레벨을 줄여야합니다. 이제이 스텝 다운 AC 전압을 AC 부하에 공급할 수 있습니다. 이 전체 고전압 DC 시스템은 매우 효율적이고 비용 효율적이며 매우 먼 거리에 걸쳐 대량 전력을 공급할 수 있습니다.

HVDC 및 HVAC 전송 시스템 비교

HVDC와 HVAC 전송 시스템의 차이점은 아래 표에 나와 있습니다.

S.NO HVDC HVAC
1. HVDC의 표준 형태는 '고전압 직류'입니다.HVAC의 표준 형태는 '고전압 교류'입니다.
두. HVDC의 전송 유형은 직류입니다.HVAC의 전송 유형은 교류입니다.
삼. HVDC의 전체 손실이 높습니다.HVAC의 전체 손실은 낮습니다.
네. HVDC에서 낮은 전송 비용HVAC에서 높은 전송 비용
5. 고전압 직류 장비의 비용이 높습니다.고전압 교류에서 장비 비용이 낮음
6. 고전압에서 직류 전력 제어 가능고전압에서는 교류 전력을 제어 할 수 없습니다.
7. HVDC의 전송은 양방향입니다.HVAC의 전송은 단방향입니다.
8. 코로나 손실은 HVAC에 비해 HVDC에서 적습니다.코로나 손실은 HVAC에서 더 많습니다
9. HVDC의 표피 효과는 HVAC에 비해 매우 적습니다.HVAC의 피부 효과는 더
10. 피복 손실은 HVDC에서 적습니다.피복 손실은 HVDC에서 더 많습니다.
열한. 전압 조정 및 제어 능력은 HVAC에 비해 HVDC에서 더 좋습니다.HVAC에는 저전압 조정 및 제어 기능이 있습니다.
12. HVDC의 절연 필요성이 적습니다.단열의 필요성은 HVAC에서 더 많습니다.
13. HVAC에 비해 신뢰성은 HVDC에서 높습니다.HVAC에서 신뢰성이 낮습니다.
14. 고전압 직류에서 비동기 상호 연결 가능성이 있습니다.고전압 교류에서 비동기 상호 연결 가능성이 없습니다.
열 다섯. 라인 비용은 HVDC에서 낮습니다.HVAC에서 라인 비용이 높습니다.
16. 타워 비용은 비싸지 않으며 타워의 크기는 HVAC에 비해 HVDC가 크지 않습니다.HVAC에서는 타워의 크기가 큽니다.

고전압 직류의 장단점

고전압 직류 전송의 장점은 다음과 같습니다.

  • 현재 충전이 없습니다.
  • 근접 및 피부 효과 없음
  • 안정성 문제 없음
  • 감소 된 유전 손실로 인해 HVDC 케이블의 전류 전달 용량이 큽니다.
  • AC 전송에 비해 무선 간섭 및 코로나 전력 손실이 적습니다.
  • 더 적은 절연 장치가 필요합니다.
  • AC에 비해 스위칭 서지는 DC에서 더 낮습니다.
  • Ferranti 효과가 없습니다
  • 전압 규정

고전압 직류 전송의 단점은 다음과 같습니다.

  • 비싼
  • 복잡한
  • 전원 결함
  • 무선 잡음을 일으킴
  • 어려운 접지
  • 설치 비용이 높습니다.

고전압 직류의 응용

고전압 직류 전송의 응용은 다음과 같습니다.

  • 물 횡단
  • 비동기 상호 연결
  • 장거리 벌크 전력 전송
  • 지하 케이블

이 기사에서 고전압 직류 전송 장점, 단점, 애플리케이션 및 HVDC 및 HVAC 전송 시스템의 비교에 대해 설명합니다. 다음은 고전압 DC (HVDC) 전송의 오류를 식별하는 방법에 대한 질문입니다.

자주 묻는 질문

1). 고전압 DC로 간주되는 것은 무엇입니까?

600V의 작동 전압 이상에서 고전압으로 간주되는 케이블 또는 전선

2). 고전압 전력선 AC 또는 DC?

케이블 또는 전선에서 저항 손실이 적기 때문에 고전압 전력선은 교류 (AC)입니다.

삼). DC 전압이 고전압에서 전송되는 이유는 무엇입니까?

안정성 문제가 없으며 DC에서 동기화에 어려움이 없습니다. Ac 시스템에 비해 DC 시스템이 더 효율적이므로 도체, 절연체 및 타워 비용이 저렴합니다.

4). 어느 것이 더 나은 AC 또는 DC입니까?

교류에 비해 직류는 더 효율적이고 라인 손실이 적기 때문에 더 좋습니다.

5). 고전압이란 무엇입니까?

동일한 양의 전류에서 더 많은 에너지를 사용하면 고전압이라고하며 고전압 범위는 30 ~ 1000VAC 또는 60 ~ 1500VDC입니다. 고전압 제품 중 일부는 전력 변압기, 스위치 기어 등입니다.