HVDC: ventajas y desventajas

<p style=”text-align: justify;”>A continuaci贸n se muestra un diagrama de esquema de transmisi贸n HVDC para facilitar la comprensi贸n de las ventajas y desventajas.

Índice de contenidos

Ventajas de HVDC:

Hay una lista de ventajas de la transmisi贸n de energ铆a de CC de alto voltaje, HVDC en comparaci贸n con la transmisi贸n de energ铆a de CA de alto voltaje, HVAC. Se enumeran a continuaci贸n con detalle al compararlos con HVAC.

Circuito de l铆nea:

La construcci贸n de la l铆nea para HVDC es m谩s simple en comparaci贸n con HVAC. Una l铆nea de un solo conductor con tierra como retorno en HVDC se puede comparar con la l铆nea de HVAC de circuito 煤nico trif谩sico (驴Por qu茅? 驴No podemos suministrar energ铆a con dos fases en HVAC?). Como cuando el sistema trif谩sico de falla de l铆nea a tierra o falla de l铆nea a l铆nea no puede operar. Es por eso que comparamos la l铆nea de un solo conductor con tierra, ya que el retorno se puede comparar con la l铆nea HVAC de circuito 煤nico trif谩sico.

Por lo tanto El conductor de l铆nea HVDC es comparativamente m谩s econ贸mico y tiene la misma confiabilidad que el sistema HVAC trif谩sico.

Potencia por conductor:

Potencia por conductor en HVDC Pd = VdId

Potencia por conductor en HVAC Pa = VaIaCos脴

Donde Id e Ia son la corriente de l铆nea en el circuito HVAC y HVDC respectivamente y Vd y Va son el voltaje de la l铆nea con respecto a tierra en HVDC y HVAC respectivamente.

Como el voltaje de cresta es el mismo para los aisladores de l铆nea, por lo tanto, el voltaje de l铆nea a tierra en HVDC ser谩 ra铆z de dos (1,414) veces el valor rms del voltaje de l铆nea a tierra en HVAC.

Vd = 1.414Va e Id = Ia (asumido para prop贸sitos de comparaci贸n)

Por lo tanto,

Pd / Pa = VdId / VaIaCos脴

= VdId / (Vd/1.414)IdCos脴

= 1.414/Cos脴

Como Cos脴 <= 1,

Pd/Pa>1

Pd >Pa

Por lo tanto, vemos que la potencia por conductor en HVDC es mayor en comparaci贸n con HVAC.

Potencia por circuito:

Ahora, compararemos las capacidades de transmisi贸n de potencia de una l铆nea trif谩sica de un solo circuito con L铆nea HVDC bipolar. (La l铆nea HVDC bipolar tiene dos conductores, uno con polaridad +iva y otro con polaridad 鈥搃va).

Por lo tanto, para la l铆nea HVDC bipolar,

Pd = 2脳VdId

Mientras que para la l铆nea HVAC,

Pac = 3脳VaIaCos脴

Por eso,

Pd/Pac= 2VdId/3VaIaCos脴

Pero Vd = 1.414Va e Id = Ia

Pd/Pac= (2脳1.414) / 3Cos脴

= 2,828/ 3Cos脴 鈮 0,9 (como Cos脴 <1)

Por lo tanto, vemos que la capacidad de transmisi贸n de energ铆a de la l铆nea HVDC bipolar es la misma que la l铆nea HVAC de circuito 煤nico trif谩sico. Pero en el caso de HVDC, solo necesitamos dos conductores, mientras que en HVAC trif谩sico necesitamos tres conductores, por lo tanto, la cantidad de aisladores para los conductores de soporte en la torre tambi茅n se reducir谩 en 1/3. Por lo tanto, la torre HVDC es m谩s barata en comparaci贸n con HVAC.

Observe atentamente la siguiente figura, conocer谩 tres puntos importantes sobre HVDC

Sin corriente de carga:

A diferencia de HVAC, no hay corriente de carga involucrada en HVDC, lo que a su vez reduce muchos accesorios.

Sin efecto de piel:

En la l铆nea HVDC, el fen贸meno del efecto piel est谩 ausente. Por lo tanto, la corriente fluye a trav茅s de toda la secci贸n transversal del conductor en HVDC, mientras que en HVAC la corriente solo fluye en la superficie del conductor debido al efecto piel.

No se requiere compensaci贸n:

La transmisi贸n de energ铆a de CA a larga distancia solo es factible con el uso de compensaci贸n en serie y derivaci贸n aplicada a intervalos a lo largo de la l铆nea de transmisi贸n. Para dicha l铆nea HVAC, se requiere compensaci贸n de derivaci贸n, es decir, reactor de derivaci贸n, para absorber los KVAR producidos debido a la corriente de carga de la l铆nea (porque la capacitancia de la l铆nea dominar谩 durante condiciones de carga baja / carga liviana, lo que se conoce como Efecto Farranty.) durante condiciones de carga ligera y compensaci贸n en serie con fines de estabilidad.

Dado que HVDC funciona con un factor de potencia unitario y no hay corriente de carga, no se requiere compensaci贸n.

Menos p茅rdida de corona e interferencia de radio:

Como sabemos, la p茅rdida de corona es directamente proporcional a (f+25), donde f es la frecuencia de suministro. Por lo tanto, para HVDC Corona Loss ser谩 menor como f=0. Como la p茅rdida de corona es menor en HVDC, la interferencia de radio tambi茅n ser谩 menor en comparaci贸n con HVAC.

Lo interesante en HVDC es que Corona y la interferencia de radio disminuyen ligeramente en condiciones como nieve, lluvia o niebla, mientras que aumentan la corona y, por lo tanto, la interferencia de radio en HVAC.

Mayor voltaje de funcionamiento:

Las l铆neas de transmisi贸n de alto voltaje est谩n dise帽adas sobre la base de sobretensiones de conmutaci贸n en lugar de sobretensiones de rayos, ya que las sobretensiones de conmutaci贸n son m谩s peligrosas en comparaci贸n con las sobretensiones de rayos.

Como el nivel de sobretensiones de conmutaci贸n para HVDC es m谩s bajo en comparaci贸n con HVAC, por lo tanto, se puede usar el mismo tama帽o de conductores y aisladores para voltajes m谩s altos para HVDC en comparaci贸n con HVAC.

Sin problema de estabilidad:

Como sabemos que para el sistema de dos m谩quinas, la potencia transmitida,

P = (E1E1Sen未)/X

Donde X es la reactancia inductiva de la l铆nea, E1 y E2 son el voltaje final de env铆o y recepci贸n, respectivamente.

A medida que aumenta la longitud de la l铆nea, aumenta el valor de X y, por lo tanto, menor ser谩 la capacidad de la m谩quina para transmitir energ铆a de un extremo a otro. Por lo tanto, reduciendo el l铆mite de estabilidad de estado estacionario. Como el l铆mite de estabilidad transitoria es m谩s bajo que el l铆mite de estabilidad de estado estacionario, el l铆mite de estabilidad transitoria para l铆neas m谩s largas se vuelve muy pobre.

HVDC no tiene ning煤n problema de estabilidad en s铆 mismo, ya que la operaci贸n de CC es una operaci贸n as铆ncrona de la m谩quina.

Ahora, llegaremos a la desventaja de HVDC.

Desventaja de HVDC:

Convertidores caros:

Los convertidores utilizados en ambos extremos de l铆nea en HVDC son muy costosos en comparaci贸n con los equipos utilizados en CA. Los convertidores tienen muy poca capacidad de sobrecarga y necesitan potencia reactiva que, a su vez, debe suministrarse localmente.

Tambi茅n se requieren filtros en el lado de CA de cada convertidor, lo que tambi茅n aumenta el costo.

Transformaci贸n de voltaje:

La energ铆a el茅ctrica se utiliza generalmente en baja tensi贸n solamente. La transformaci贸n de voltaje no es m谩s f谩cil en el caso de CC.

Entonces, 驴por qu茅 no usamos HVDC ya que tiene muchas ventajas sobre HVAC? Para saberlo, lea “Factor decisivo para la selecci贸n de transmisi贸n HVDC sobre HVAC”. 隆Gracias amigos!

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