Bir Uno Lamm, Yüksek Gerilim Doğru Akım (HVDC) Güç Aktarımının babasıdır. 22 Mayıs 1904'te İsveç'te doğan ve 1 Haziran 1989'da Kaliforniya'da vefat eden İsveç Elektrik Mühendisidir. 1927 yılında Royal Institute of Technology'de Stockholm'de yüksek lisansını tamamladı. Yüksek Gerilim sağlayan firmalardan bazıları Doğru akım (HVDC) ürünleri GE Grid Solutions, ABB (ASEA Brown Boveri) Limited, Siemens AG, General Electric Company, vs.'dir. Şanzımanlar, üstten iletim gibi farklı tiptedir, yeraltı iletimi , toplu güç iletimi, vb. HVDC, gücü uzun mesafelerde iletmek için kullanılan bir tür güç aktarımıdır. Bu makale HVDC'ye genel bir bakışı tartışmaktadır.
Yüksek Gerilim Doğru Akım İletimi Nedir?
Yüksek Gerilim Doğru Akım (HVDC) Güç iletimi tipik olarak yüzlerce mil uzun bir mesafeye büyük bir güç iletmek için kullanılır. Elektrik veya güç uzun bir mesafeye taşınırsa, omik kayıpları azaltmak için güç dağıtımında yüksek gerilimler kullanılır. Yüksek gerilim doğru akım iletimi hakkında kısa bir açıklama aşağıda açıklanmıştır.
HVDC Sistem Konfigürasyonları
Monopolar, Bipolar, Back-to-Back, Multiterminal ve Tripolar HVDC Configuration olmak üzere beş HVDC konfigürasyon sistemi vardır. Bu HVDC sistem konfigürasyonlarının açıklaması aşağıda kısaca açıklanmıştır.
Monopolar HVDC Sistem Yapılandırması
Monopolar HVDC sistem konfigürasyonu, DC iletim hatları ve iki dönüştürücü istasyon içerir. Sadece bir iletken kullanır ve dönüş yolu toprak veya su ile sağlanır. Monopolar HVDC yapılandırma şekli aşağıda gösterilmiştir.
monopolar-yüksek-voltaj-doğru-akım-konfigürasyonları
Bipolar HVDC Sistem Yapılandırması
HVDC iletim sisteminin iki kutuplu konfigürasyonu, iki tek kutuplu HVDC iletim sisteminin paralel bağlantısını temsil eder. Biri pozitif ve diğeri negatif olan iki iletken kullanır. Monopolardaki her bir terminal, DC tarafına seri bağlanmış iki dönüştürücünün eşit anma gerilimine sahiptir ve dönüştürücüler arasındaki bağlantı topraklanmıştır. İki kutupta akım eşittir ve toprak akımı yoktur. Bipolar HVDC yapılandırma şekli aşağıda gösterilmiştir.
bipolar-HVDC-konfigürasyonu
Sırt Sırta HVDC Sistem Yapılandırması
Arka arkaya HVDC sistem konfigürasyonu, aynı konumdaki iki dönüştürücü istasyonundan oluşur. Bu konfigürasyonda, hem doğrultucu hem de evirici, aynı yerde DC döngüsüne bağlanır ve arka arkaya yüksek gerilim doğru akım iletim sistemi konfigürasyonunda DC aktarımı yoktur. Arka arkaya HVDC sistem yapılandırma şekli aşağıda gösterilmektedir.
arka arkaya HVDC konfigürasyonu
Çok terminalli HVDC Sistem Yapılandırması
Çok terminalli HVDC sistem konfigürasyonu, iletim hattı ve paralel veya sıralı bağlanmış ikiden fazla dönüştürücüden oluşur. Bu çok terminalli HVDC konfigürasyonunda, güç iki veya daha fazla AC trafo merkezi arasında aktarılır ve bu konfigürasyonda frekans dönüşümü mümkündür. Multiterminal HVDC sistem yapılandırma şekli aşağıda gösterilmiştir.
multiterminal-HVDC-konfigürasyonu
Tripolar HVDC Sistem Yapılandırması
Modüler Çok Düzeyli Dönüştürücü (MMC) kullanılarak elektrik iletimi için kullanılan üç kutuplu HVDC sistem yapılandırması. Üç kutuplu HVDC konfigürasyon şekli aşağıda gösterilmiştir.
VSC-HVDC-tripolar-konfigürasyon
doğrultucu ve çevirici bu konfigürasyonun yapısı içinde üç fazlı altı köprü kolu MMC dönüştürücüler ve DC tarafında iki dönüştürücü vanadan oluşur. Bu konfigürasyon oldukça güvenilirdir ve bu, tripolar'ın ana avantajıdır.
HVDC İletimi
HVDC, AC ve DC iletiminin bir ara bağlantısıdır. Hem AC hem de DC iletimlerinin pozitif noktalarını kullanır. Yüksek gerilim doğru akım iletimlerinde kullanılan temel terminolojiler, AC üreten kaynak, bir yükseltici trafo, doğrultucu istasyonu, inverter istasyonu, düşürücü trafo ve AC yüküdür. Yüksek gerilim doğru akım iletimi aşağıdaki şekilde gösterilmektedir.
yüksek voltajlı doğru akım iletimi
AC Üreten Kaynak ve Yükseltme Trafosu
AC üreten kaynakta, güç AC şeklinde sağlanır. Şimdi, AC üretim kaynağında, güç yükseltilir veya güç voltajı, yükseltici transformatör tarafından yükseltilir. Yükseltici transformatörde, giriş voltajları düşük ve çıkış voltajları yüksektir.
Doğrultucu İstasyonu
Doğrultucu istasyon iletiminde bir HVDC ara bağlantı birimi vardır. Doğrultucuda, giriş olarak bir AC güç kaynağımız ve çıkış olarak DC güç kaynağımız var. Bu redresörler topraklanmıştır ve redresörün çıkışı, bu yüksek DC çıkışının uzun mesafeli iletimi için HVDC'nin havai iletim hatlarında kullanılır ve redresörden gelen bu yüksek DC çıkışı, bir DC hattı üzerinden aktarılır ve eviricilere verilir.
İnvertörler ve Düşürücü Transformatör
Bir invertör, DC giriş güç kaynağını çıkışa dönüştürür ve bu AC çıkışları, azaltma transformatörüne beslenir. Düşürücü transformatörde giriş gerilimleri yüksektir ve çıkış gerilimleri yeterli değerlerde azaltılır. DC düşürücü transformatörler kullanılır çünkü tüketici uçlarında yüksek voltaj sağlanırsa veya verilirse tüketicilerin cihazları hasar görebilir. Bu yüzden voltaj seviyelerini düşürücü transformatörler kullanarak düşürmeliyiz. Şimdi bu düşürücü AC voltajı, AC yüklerine sağlanabilir. Tüm bu yüksek voltajlı dc sistemi çok verimli, uygun maliyetli ve çok uzun bir mesafeden toplu güç sağlayabilir.
HVDC ve HVAC İletim Sistemlerinin Karşılaştırılması
HVDC ve HVAC İletim Sistemleri arasındaki fark aşağıdaki tabloda gösterilmektedir:
| S.NO | HVDC | HVAC |
| 1. | HVDC'nin standart biçimi 'Yüksek Gerilim Doğru Akımı' dır | HVAC'nin standart biçimi 'Yüksek Gerilim Alternatif Akımı' dır |
| iki. | HVDC'deki iletim türü Doğru Akımdır | HVAC'deki iletim türü Alternatif Akımdır |
| 3. | HVDC'deki genel kayıplar Yüksek | HVAC'deki genel kayıplar düşüktür |
| Dört. | HVDC'de düşük iletim maliyeti | HVAC'de iletim maliyeti yüksek |
| 5. | Yüksek voltajlı doğru akımda ekipmanın maliyeti yüksektir | Yüksek voltajlı alternatif akımda ekipmanın maliyeti düşüktür |
| 6. | Yüksek gerilimde doğru akım gücü kontrol edilebilir | Yüksek gerilimde alternatif akım gücü kontrol edilemez |
| 7. | HVDC'de iletim çift yönlüdür | HVAC'de iletim tek yönlüdür |
| 8. | Korona kayıpları HVDC'de HVAC'ye kıyasla daha azdır | Korona kayıpları HVAC'de daha fazla |
| 9. | HVDC'deki cilt etkisi HVAC'ye kıyasla çok daha azdır | HVAC'de cilt etkisi daha fazladır |
| 10. | HVDC'de kılıf kayıpları daha azdır | HVDC'de kılıf kayıpları daha fazladır |
| on bir. | Voltaj regülasyonu ve kontrol yeteneği, HVAC'ye kıyasla HVDC'de daha iyidir | HVAC'de düşük voltaj regülasyonu ve kontrol yeteneği vardır |
| 12. | HVDC'de yalıtım ihtiyacı daha azdır | HVAC'de yalıtım ihtiyacı daha fazladır |
| 13. | HVAC ile karşılaştırıldığında, HVDC'de güvenilirlik yüksektir | HVAC'de güvenilirlik düşüktür |
| 14. | Yüksek gerilim doğru akımında asenkron ara bağlantı olasılığı vardır. | Yüksek gerilim alternatif akımında asenkron ara bağlantı imkanı yoktur |
| on beş. | HVDC'de hat maliyeti düşüktür | HVAC'de hat maliyeti yüksektir |
| 16. | Kulelerin maliyeti pahalı değildir ve kulelerin boyutları HVDC'de HVAC ile karşılaştırıldığında büyük değildir | HVAC'de kulelerin boyutları büyük |
Yüksek Gerilim Doğru Akımın Avantaj ve Dezavantajları
Yüksek gerilim doğru akım iletiminin avantajları şunlardır:
- Mevcut şarj yok
- Yakınlık yok ve cilt etkisi yok
- Kararlılık sorunu yok
- Azalan dielektrik kayıpları nedeniyle, HVDC kablosunun akım taşıma kapasitesi büyüktür
- AC iletimiyle karşılaştırıldığında, radyo paraziti ve korona güç kaybı daha azdır
- Daha az yalıtım cihazı gereklidir
- AC'ye kıyasla anahtarlama dalgalanmaları DC'de daha düşüktür
- Ferranti etkisi yok
- Voltaj regülasyonu
Yüksek gerilim doğru akım iletiminin dezavantajları şunlardır:
- Pahalı
- Karmaşık
- Güç hataları
- Radyo gürültüsüne neden olur
- Zor topraklama
- Kurulum maliyeti yüksektir
Yüksek Gerilim Doğru Akım Uygulamaları
Yüksek gerilim doğru akım iletiminin uygulamaları şunlardır:
- Su geçişleri
- Eşzamansız ara bağlantılar
- Uzun mesafeli toplu güç transferleri
- Yeraltı kabloları
Bu yazıda Yüksek Gerilim DC İletimi avantajları, dezavantajları, uygulamaları ve HVDC ile HVAC İletim Sistemlerinin karşılaştırılması tartışılmaktadır. İşte size bir soru, Yüksek Gerilim DC (HVDC) İletimindeki arızaları nasıl tespit edersiniz?
SSS
1). Yüksek voltaj DC olarak kabul edilen nedir?
Kablolar veya teller, 600 voltluk bir çalışma voltajı üzerinde yüksek voltaj olarak kabul edilir
2). Yüksek voltajlı güç hatları AC veya DC?
Yüksek voltajlı güç hatları Alternatif Akımdır (AC) çünkü kablolarda veya tellerde direnç kayıpları düşüktür.
3). DC voltajı neden yüksek voltajda iletilir?
DC'de stabilite problemleri ve senkronizasyonda zorluk yoktur. Ac sistemlerine kıyasla DC sistemleri daha verimlidir, bu nedenle iletkenlerin, izolatörlerin ve kulelerin maliyeti düşüktür
4). Hangisi daha iyi AC veya DC?
Alternatif akıma kıyasla doğru akım daha iyidir çünkü daha verimlidir ve daha düşük hat kayıplarına sahiptir.
5). Yüksek Voltaj ile ne kastedilmektedir?
Aynı miktarda akımdan daha fazla enerji kullanıldığında, yüksek voltaj olduğu söylenir ve yüksek voltaj aralığı 30 ila 1000 VAC veya 60 ila 1500 VDC arasındadır. Yüksek gerilim ürünlerinden bazıları güç transformatörleri, anahtarlama dişlileri vb.
