Kabel listrik arus searah

Keuntungan dari saluran transmisi arus searah adalah sebagai berikut:

1. Batas daya yang ditransmisikan di sepanjang saluran tidak bergantung pada panjangnya dan jauh lebih besar daripada batas saluran listrik arus bolak-balik;

2. Konsep karakteristik batas stabilitas statis dari saluran transmisi AC dihilangkan;

3. Sistem kelistrikan yang menghubungkan saluran transmisi overhead dengan arus searah dapat beroperasi secara asinkron atau dengan frekuensi yang berbeda;

4. Hanya diperlukan dua kabel, bukan tiga, atau bahkan satu jika Anda menggunakan ground sebagai yang kedua.

Dalam gambar. 1. disajikan sirkuit transmisi DC bipolar ("Dua kutub - tanah").

Pada gambar ini, UD dan UZ, gardu konverter (penyearah dan inverter); L — reaktor atau filter untuk mengurangi pengaruh harmonik tinggi, riak tegangan dan arus darurat; rl adalah resistansi garis; G, T — generator dan transformator.

Pembangkitan dan konsumsi listrik dilakukan pada arus bolak-balik.

Ara. 1. Sirkuit transmisi DC dalam mode darurat

Elemen utama dari garis permanen:

1.Penyearah tegangan tinggi terkontrol dari mana sirkuit gardu konverter dirakit.

2. Inverter tegangan tinggi yang dikontrol dari mana rangkaian gardu konverter juga dirakit.

Skema gardu inverter pada dasarnya tidak berbeda dari skema gardu penyearah, karena penyearah dapat dibalik. Satu-satunya perbedaan adalah perangkat kompensasi, kapasitor, atau kompensator sinkron harus dipasang di gardu inverter untuk menyediakan daya reaktif bagi inverter, yaitu sekitar 50 ... 60% dari daya aktif yang ditransmisikan.

Titik tengah dari dua stasiun konverter dalam transmisi bipolar dibumikan dan kutub diisolasi.

Tegangan kutub UP sama dengan tegangan kutub ke tanah. Misalnya, dalam transmisi daya Volgograd-Donbass, tegangan kutub ke tanah adalah +400 kV, dan tegangan kutub kedua adalah 400 kV. Tegangan Ud antar kutub 800 kV. Transmisi dapat dibagi menjadi dua sirkuit setengah independen. Dalam mode normal, dengan titik yang sama di setengah sirkuit, arus yang melalui tanah mendekati nol. Kedua setengah sirkuit transmisi dapat beroperasi secara mandiri dan jika salah satu kutub gagal, setengah dari daya dapat ditransmisikan melalui kutub lain dengan pengembalian melalui tanah.

Jika terjadi gangguan satu kutub atau setengah sirkuit, setengah sirkuit kedua dapat beroperasi pada sirkuit satu kutub.

Beras. 2. Skema transmisi arus searah dalam mode darurat

Dalam transmisi kutub tunggal, satu kutub ditanahkan dan ada satu kawat yang diisolasi dari tanah. Kabel kedua di-ground di kedua sisi transmisi atau hilang.Kabel kedua yang diarde seperti itu digunakan dalam kasus di mana penggunaan arus di dalam tanah tidak dapat diterima (misalnya, saat memasuki kota besar). Sebagai aturan, sirkuit transmisi unipolar dapat terdiri dari satu kabel dan ground, dan sirkuit bipolar dapat terdiri dari dua kabel. Pengalaman transmisi arus searah jangka panjang melalui tanah hingga 1200 A.

Sirkuit unipolar digunakan untuk mentransmisikan daya kecil hingga 100 … 200 MW dalam jarak pendek. Direkomendasikan untuk mentransmisikan daya besar dalam jarak jauh menggunakan sirkuit bipolar.

Gardu konverter, karena peralatan yang rumit dan mahal, secara signifikan meningkatkan biaya transmisi DC.Pada saat yang sama, saluran DC itu sendiri lebih murah daripada AC, karena lebih sedikit kabel, isolator, perlengkapan, dan penyangga yang lebih ringan.

Kapasitas transfer energi saluran permanen ditentukan oleh perbedaan nilai dan tegangan di ujung saluran, dibatasi oleh resistansi aktif saluran dan perangkat akhir, serta oleh daya gardu induk konversi.

Daya dukung saluran DC jauh lebih tinggi daripada saluran AC.

Total daya transmisi bipolar jalur Volgograd-Donbass dengan tegangan Ud = 800 kV adalah 720 MW. Jalur terbesar di dunia Ekibastuz — Pusat dioperasikan dengan UP = ± 750 kV, tegangan antar kutub Ud = 1500 kV dan panjang 2500 km. Kapasitas daya dapat ditingkatkan menjadi 6000 MW.

Area aplikasi utama saluran arus searah adalah transmisi daya besar jarak jauh. Namun, sifat khusus dari garis-garis ini memungkinkan mereka untuk berhasil digunakan dalam kasus lain juga.Misalnya, jalur arus searah efektif bila diperlukan untuk melintasi selat laut, serta untuk menghubungkan sistem asinkron atau sistem yang beroperasi pada frekuensi yang berbeda (disebut koneksi DC).

Bersama dengan saluran arus searah tegangan tinggi dan ultra tinggi, saluran arus searah tegangan rendah dan menengah juga digunakan dalam urusan militer.

Tegangan berikut ini umum: tegangan rendah — 6, 12, 24, 36,48, 60 volt, tegangan menengah — 110, 220, 400 volt.

Untuk semua voltase, saluran DC memiliki keuntungan sebagai berikut:

1. Mereka tidak memerlukan perhitungan stabilitas.

2. Tegangan pada saluran seperti itu lebih seragam, karena dalam keadaan stabil tidak menghasilkan daya reaktif.

3. Konstruksi saluran arus searah lebih sederhana daripada yang bolak-balik: lebih sedikit rangkaian isolator, lebih sedikit konsumsi logam.

4. Arah aliran listrik dapat dibalik (reversible lines).

Kekurangan:

1. Kebutuhan untuk membangun gardu terminal yang kompleks dengan sejumlah besar konverter tegangan dan peralatan bantu. Penyearah dan inverter diketahui secara signifikan mendistorsi bentuk gelombang tegangan di sisi AC. Oleh karena itu, perlu memasang perangkat penghalus yang kuat, yang secara signifikan mengurangi keandalan.

2. Pemilihan daya dari jalur DC masih sulit.

3. Pada saluran arus searah, polaritas dan tegangan di kedua ujungnya harus kira-kira sama sebelum dinyalakan.

Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa karena tingginya biaya k0 (Gbr.3), pembangunan saluran listrik dengan arus searah (kurva 2) menjadi layak secara ekonomi hanya pada jarak yang jauh sama dengan sekitar 1000 ... 1200 km (titik m).

Beras. 3. Ketergantungan biaya modal k pada panjang garis l untuk arus bolak-balik — 1 dan untuk arus searah — 2

I. I. Meshteryakov