Електричне жице једносмерне струје

Предности далековода једносмерне струје су следеће:

1. Граница снаге која се преноси дуж водова не зависи од њене дужине и много је већа од оне код водова наизменичне струје;

2. Елиминише се концепт граничне статичке стабилности надземних далековода наизменичне струје;

3. Електрични системи прикључени на надземне далеководе једносмерном струјом могу радити асинхроно или са различитим фреквенцијама;

4. Потребне су само две жице уместо три, или чак једна ако користите уземљење као другу.

На сл. 1. представљено биполарно коло преноса једносмерне струје („Два пола – уземљење“).

На овој слици, УД и УЗ, конверторске (исправљачке и инверторске) подстанице; Л — реактор или филтер за смањење утицаја високих хармоника, таласа напона и струја у случају нужде; рл је отпор линије; Г, Т — генератори и трансформатори.

Производња и потрошња електричне енергије врши се наизменичном струјом.

Шипак. 1. ДЦ преносно коло у хитном режиму

Главни елементи сталне линије:

1.Контролисани високонапонски исправљачи од којих је склопљено коло конверторске трафостанице.

2. Контролисани инвертори високог напона од којих се склапа и коло конверторске подстанице.

Шема инверторске трафостанице се суштински не разликује од шеме исправљачке подстанице, пошто су исправљачи реверзибилни. Једина разлика је у томе што компензациони уређаји, кондензатори или синхрони компензатори морају бити инсталирани на инверторској трафостаници да би се претварачима обезбедила реактивна снага, која износи око 50 ... 60% пренете активне снаге.

Средње тачке две конверторске станице у биполарном преносу су уземљене, а полови су изоловани.

Полни напон УП једнак је напону пол-земља. На пример, у преносу електричне енергије Волгоград-Донбас, напон стуба према земљи је +400 кВ, а напон другог пола је 400 кВ. Напон Уд између полова 800 кВ. Пренос се може поделити на два независна полукруга. У нормалном режиму, са једнаким тачкама у полукруговима, струја кроз земљу је близу нуле. Оба полукруга преноса могу да раде аутономно и у случају квара једног пола, половина снаге се може пренети преко другог пола са повратком кроз земљу.

У случају једнополног или једнополног квара, други полукруг може да ради на једнополном колу.

Пиринач. 2. Шема преноса једносмерне струје у хитном режиму

Код једнополног преноса, један пол је уземљен и једна жица је изолована од земље. Друга жица је или уземљена са обе стране преноса или недостаје.Таква уземљена друга жица се користи у случајевима када је употреба струје у земљи неприхватљива (на пример, приликом уласка у велике градове). Униполарни преносни круг се по правилу може састојати од једне жице и уземљења, а биполарни се може састојати од две жице. Искуство дуготрајног преноса једносмерне струје кроз земљу до 1200 А.

Униполарна кола се користе за пренос малих снага до 100 … 200 МВ на кратке удаљености. Препоручује се пренос великих снага на велике удаљености помоћу биполарних кола.

Конверторске трафостанице, због сложене и скупе опреме, значајно повећавају цену преноса једносмерне струје.При томе је и сама линија једносмерне струје јефтинија од наизменичне, због мањег броја жица, изолатора, окова и лакших носача.

Капацитет преноса енергије трајног вода је одређен вредношћу и разликом напона на крајевима вода, ограничен је активним отпорима водова и крајњих уређаја, као и снагом претварачких подстаница.

Носивост ДЦ линије је много већа од оне наизменичне линије.

Укупна снага биполарног преноса линије Волгоград-Донбас са напоном Уд = 800 кВ износи 720 МВ. Највећа светска линија Екибастуз — Центар пуштена је у рад са УП = ± 750 кВ, напоном између стубова Уд = 1500 кВ и дужином 2500 км. Снага се може повећати на 6000 МВ.

Главна област примене водова једносмерне струје је пренос велике снаге на велике удаљености. Међутим, посебна својства ових линија омогућавају им да се успешно користе и у другим случајевима.На пример, водови једносмерне струје су ефикасни када је потребно прећи морске теснаце, као и за повезивање асинхроних система или система који раде на различитим фреквенцијама (тзв. једносмерне везе).

Уз водове једносмерне струје високог и ултра високог напона, у војним пословима се користе и водови једносмерне струје ниског и средњег напона.

Уобичајени су следећи напони: ниски напон — 6, 12, 24, 36,48, 60 волти, средњи напон — 110, 220, 400 волти.

За све напоне, ДЦ водови имају следеће предности:

1. Не захтевају прорачун стабилности.

2. Напон у таквим водовима је уједначенији, пошто у стационарном стању не стварају реактивну снагу.

3. Конструкције водова једносмерне струје су једноставније од наизменичних: мање низова изолатора, мања потрошња метала.

4. Смер тока снаге може бити обрнут (реверзибилне линије).

Недостаци:

1. Потреба за изградњом сложених терминалних трафостаница са великим бројем претварача напона и помоћне опреме. Познато је да исправљачи и претварачи значајно искривљују таласни облик напона на страни наизменичне струје. Због тога је неопходно инсталирати моћне уређаје за глачање, што значајно смањује поузданост.

2. Избор снаге са ДЦ линије је и даље тежак.

3. Код водова једносмерне струје потребно је да поларитет и напон на оба краја буду приближно исти пре укључивања.

Дакле, могуће је закључити да због високих трошкова к0 (Сл.3), изградња далековода са једносмерном струјом (крива 2) постаје економски изводљива само на великим удаљеностима једнаким око 1000 ... 1200 км (тачка м).

Пиринач. 3. Зависност капиталних трошкова к од дужине вода л за наизменичну струју — 1 и за једносмерну струју — 2.

И. И. Месхтериаков