直流電線

直流送電線の利点は次のとおりです。

1. 送電線に沿った伝送電力の限界はその長さに依存せず、交流電力線の限界よりもはるかに大きい。

2. 架空交流送電線に特有の静的安定性限界の概念が排除されます。

3. 架空送電線に直流で接続された電気システムは、非同期または異なる周波数で動作する場合があります。

4. 必要なワイヤは 3 本ではなく 2 本だけ、または 2 番目としてアースを使用する場合は 1 本だけです。

図では。 1. バイポーラ DC 伝送回路 (「2 極 - グランド」) を提示しました。

この図では、UD と UZ はコンバータ (整流器とインバータ) 変電所です。 L — 高調波、電圧リップル、非常電流の影響を低減するためのリアクトルまたはフィルタ。 rl はライン抵抗です。 G、T — 発電機と変圧器。

電気の生成と消費は交流で行われます。

イチジク。 1. 非常モード時の直流送電回路

永久ラインの主な要素:

1.コンバータ変電所回路を組み立てる制御された高電圧整流器。

2. コンバータ変電所の回路も組み立てられる制御された高電圧インバータ。

整流器は可逆であるため、インバータ変電所の方式は整流器変電所の方式と基本的に異なりません。唯一の違いは、送電有効電力の約 50 ～ 60% である無効電力をインバータに供給するために、補償デバイス、コンデンサ、または同期補償器をインバータ変電所に設置する必要があることです。

双極送電における 2 つの変換局の中点は接地され、極は絶縁されています。

極電圧 UP は、極対地電圧に等しい。たとえば、ヴォルゴグラード - ドンバス間の送電では、極の対地電圧は +400 kV、2 番目の極の電圧は 400 kV です。極間の電圧 Ud 800 kV。トランスミッションは 2 つの独立した半回路に分割できます。通常モードでは、半回路に等しい点があり、グランドを流れる電流はゼロに近くなります。両方の伝送半回路は自律的に動作でき、一方の極に障害が発生した場合、電力の半分をもう一方の極を介して伝送し、地面を介して帰還できます。

単極または半回路に障害が発生した場合、後半の回路は単極回路で動作できます。

米。 2. 緊急モードにおける直流伝送方式

単極伝送では、1 つの極が接地され、1 本のワイヤが接地から絶縁されます。 2 番目のワイヤはトランスミッションの両側で接地されているか、欠落しています。このような接地された 2 番目のワイヤは、地面での電流の使用が受け入れられない場合 (たとえば、大都市に入る場合) に使用されます。一般に、ユニポーラ伝送回路は 1 本のワイヤとアースで構成され、バイポーラ伝送回路は 2 本のワイヤで構成されます。最大1200Aまでの地上直流の長期送電経験。

ユニポーラ回路は、最大 100 ～ 200 MW の小電力を短距離で伝送するために使用されます。長距離にわたって大電力を伝送するには、バイポーラ回路を使用することをお勧めします。

コンバータ変電所は、複雑で高価な機器のため、DC 送電コストが大幅に増加しますが、同時に、DC 送電線自体は、ワイヤ、絶縁体、継手、支柱が少ないため、AC よりも安価です。

常設送電線のエネルギー伝送容量は、送電線の両端の値と電圧差によって決まり、送電線と終端装置の有効抵抗、および変電所の電力によって制限されます。

DC ラインの搬送容量は、AC ラインの搬送容量よりもはるかに高くなります。

電圧 Ud = 800 kV のヴォルゴグラード - ドンバス線の双極送電の総電力は 720 MW です。世界最大のエキバストゥズ — センター線は、UP = ± 750 kV、極間電圧 Ud = 1500 kV、長さ 2500 km で運用開始されました。電力容量は6000MWまで増加可能です。

直流線の主な応用分野は、長距離にわたる大電力の伝送です。ただし、これらの行の特別な特性により、他の場合でも問題なく使用できます。たとえば、直流線は、海峡を横断する必要がある場合や、非同期システムや異なる周波数で動作するシステムを接続する場合（いわゆる DC 接続）に有効です。

高圧および超高圧直流線のほかに、低圧および中圧直流線も軍事用に使用されています。

以下の電圧が一般的です: 低電圧 - 6、12、24、36.48、60 ボルト、中電圧 - 110、220、400 ボルト。

すべての電圧において、DC ラインには次の利点があります。

1. 安定性の計算は必要ありません。

2. 定常状態では無効電力が発生しないため、このような線路の電圧はより均一になります。

3. 直流線の構造は交流線よりも単純です。絶縁体の列が少なく、金属の消費も少なくなります。

4. 電力の流れの方向を反転できます (可逆線)。

短所:

1. 多数の電圧変換器や補助機器を備えた複雑なターミナル変電所を建設する必要性。整流器とインバーターは、AC 側の電圧波形を著しく歪ませることが知られています。したがって、強力な平滑装置を設置する必要があり、信頼性が大幅に低下します。

2. DC ラインからの電源の選択は依然として困難です。

3. 直流ラインでは、スイッチを入れる前に両端の極性と電圧がほぼ同じである必要があります。

したがって、k0 のコストが高いためであると結論付けることができます (図 1)。3) 直流送電線の建設 (曲線 2) は、約 1000 ～ 1200 km (点 m) に相当する長距離でのみ経済的に実行可能になります。

米。 3. 資本コスト k の線路長 l への依存性 (交流 — 1 および直流 — 2)

I.I.メシュテリャコフ