Fili elettrici in corrente continua

I vantaggi delle linee di trasmissione in corrente continua sono i seguenti:

1. Il limite di potenza trasmessa lungo la linea è indipendente dalla sua lunghezza ed è molto maggiore di quello delle linee elettriche in corrente alternata;

2. viene eliminato il concetto di limite di stabilità statica caratteristico delle linee aeree di trasmissione in ca;

3. Gli impianti elettrici collegati a linee aeree di trasmissione in corrente continua possono funzionare in modo asincrono o con frequenze diverse;

4. Sono necessari solo due fili invece di tre, o anche uno se si utilizza la terra come secondo.

Nella fig. 1. circuito di trasmissione CC bipolare presentato ("Due poli - terra").

In questa figura, UD e UZ, sottostazioni di conversione (raddrizzatore e inverter); L — reattore o filtro per ridurre l'influenza di armoniche elevate, ondulazioni di tensione e correnti di emergenza; rl è la resistenza di linea; G, T — generatori e trasformatori.

La generazione e il consumo di elettricità vengono effettuati su corrente alternata.

Fico. 1. Circuito di trasmissione DC in modalità emergenza

Gli elementi principali della linea permanente:

1.Raddrizzatori ad alta tensione controllati da cui viene assemblato il circuito della sottostazione del convertitore.

2. Inverter ad alta tensione controllati da cui viene assemblato anche il circuito della sottostazione di conversione.

Lo schema della sottostazione dell'inverter non differisce sostanzialmente dallo schema della sottostazione del raddrizzatore, poiché i raddrizzatori sono reversibili. L'unica differenza è che nella sottostazione inverter devono essere installati dispositivi di compensazione, condensatori o compensatori sincroni per fornire agli inverter potenza reattiva, che è circa il 50 ... 60% della potenza attiva trasmessa.

I punti intermedi delle due stazioni di conversione nella trasmissione bipolare sono messi a terra ei poli sono isolati.

La tensione del polo UP è uguale alla tensione polo-terra. Ad esempio, nella trasmissione di potenza Volgograd-Donbass, la tensione del polo a terra è di +400 kV e la tensione del secondo polo è di 400 kV. Tensione Ud tra i poli 800 kV. La trasmissione può essere suddivisa in due semicircuiti indipendenti. In modalità normale, con punti uguali nei semicircuiti, la corrente attraverso il terreno è prossima allo zero. Entrambi i semicircuiti di trasmissione possono funzionare autonomamente e in caso di guasto di un polo, metà della potenza può essere trasmessa attraverso l'altro polo con ritorno a terra.

In caso di guasto unipolare o semicircuito singolo, il secondo semicircuito può funzionare su un circuito unipolare.

Riso. 2. Schema di trasmissione in corrente continua in modalità di emergenza

Nella trasmissione unipolare, un polo è messo a terra e c'è un filo isolato da terra. Il secondo filo è messo a terra su entrambi i lati della trasmissione o manca.Tale secondo filo con messa a terra viene utilizzato nei casi in cui l'uso della corrente nel terreno è inaccettabile (ad esempio, quando si entra nelle grandi città). Di norma, un circuito di trasmissione unipolare può essere costituito da un filo e terra e uno bipolare può essere costituito da due fili. L'esperienza della trasmissione a lungo termine di corrente continua attraverso il terreno fino a 1200 A.

I circuiti unipolari vengono utilizzati per trasmettere piccole potenze fino a 100 … 200 MW su brevi distanze. Si consiglia di trasmettere grandi potenze su lunghe distanze utilizzando circuiti bipolari.

Le sottostazioni di conversione, a causa delle apparecchiature complesse e costose, aumentano notevolmente il costo della trasmissione in CC, mentre la stessa linea CC è più economica di quella CA, a causa di meno cavi, isolanti, raccordi e supporti più leggeri.

La capacità di trasferimento di energia della linea permanente è determinata dal valore e dalla differenza di tensione ai capi della linea, è limitata dalle resistenze attive delle linee e dei terminali, nonché dalla potenza delle cabine di trasformazione.

La capacità di carico della linea CC è molto superiore a quella della linea CA.

La potenza totale della trasmissione bipolare della linea Volgograd-Donbass con tensione Ud = 800 kV è di 720 MW. La linea più grande del mondo Ekibastuz — Centro è stata messa in funzione con UP = ± 750 kV, tensione tra i poli Ud = 1500 kV e lunghezza 2500 km. La capacità di potenza può essere aumentata a 6000 MW.

La principale area di applicazione delle linee a corrente continua è la trasmissione di grande potenza su lunghe distanze. Tuttavia, le proprietà speciali di queste linee ne consentono l'utilizzo con successo anche in altri casi.Ad esempio, le linee in corrente continua sono efficaci quando è necessario attraversare stretti marittimi, nonché per collegare sistemi asincroni o funzionanti a frequenze diverse (le cosiddette connessioni DC).

Insieme alle linee di corrente continua ad alta e altissima tensione, negli affari militari vengono utilizzate anche linee di corrente continua a bassa e media tensione.

Le seguenti tensioni sono comuni: bassa tensione - 6, 12, 24, 36,48, 60 volt, media tensione - 110, 220, 400 volt.

Per tutte le tensioni, le linee CC presentano i seguenti vantaggi:

1. Non richiedono un calcolo di stabilità.

2. La tensione in tali linee è più uniforme, poiché in condizioni stazionarie non generano potenza reattiva.

3. Le costruzioni delle linee in corrente continua sono più semplici di quelle in alternata: meno stringhe di isolatori, meno consumo di metallo.

4. La direzione del flusso di corrente può essere invertita (linee reversibili).

Svantaggi:

1. La necessità di costruire sottostazioni terminali complesse con un gran numero di convertitori di tensione e apparecchiature ausiliarie. È noto che i raddrizzatori e gli inverter distorcono notevolmente la forma d'onda della tensione sul lato CA. Pertanto, è necessario installare potenti dispositivi di levigatura, che riducono significativamente l'affidabilità.

2. La selezione dell'alimentazione dalla linea CC è ancora difficile.

3. Nelle linee a corrente continua, è necessario che la polarità e la tensione su entrambe le estremità siano approssimativamente uguali prima dell'accensione.

Pertanto, è possibile concludere che, a causa degli elevati costi di k0 (Fig.3), la realizzazione di elettrodotti in corrente continua (curva 2) diventa economicamente fattibile solo a grandi distanze pari a circa 1000...1200 km (punto m).

Riso. 3. La dipendenza dei costi di capitale k dalla lunghezza della linea l per corrente alternata — 1 e per corrente continua — 2

I. I. Meshteryakov