Alalisvoolu elektrijuhtmed

Alalisvoolu ülekandeliinide eelised on järgmised:

1. Edastatava võimsuse piir piki liini ei sõltu selle pikkusest ja on palju suurem kui vahelduvvoolu elektriliinidel;

2. Kaotatakse vahelduvvoolu õhuliinidele iseloomuliku staatilise stabiilsuspiiri kontseptsioon;

3. Alalisvooluga õhuliinidega ühendatud elektrisüsteemid võivad töötada asünkroonselt või erinevate sagedustega;

4. Kolme juhtme asemel on vaja ainult kahte või isegi ühte, kui kasutate teisena maandust.

Joonisel fig. 1. esitatud bipolaarne alalisvoolu ülekandeahel ("Kaks poolust - maandus").

Sellel joonisel UD ja UZ, muunduri (alaldi ja inverteri) alajaamad; L — reaktor või filter kõrgharmooniliste, pinge pulsatsioonide ja avariivoolude mõju vähendamiseks; rl on joone takistus; G, T — generaatorid ja trafod.

Elektri tootmine ja tarbimine toimub vahelduvvoolul.

Joonis fig. 1. Alalisvoolu ülekandeahel avariirežiimis

Püsiliini peamised elemendid:

1.Juhitavad kõrgepinge alaldid, millest muunduralajaama vooluring on kokku pandud.

2. Juhitavad kõrgepingeinverterid, millest on kokku pandud ka muunduralajaama vooluahel.

Inverteralajaama skeem ei erine põhimõtteliselt alaldi alajaama skeemist, kuna alaldid on pööratavad. Ainus erinevus seisneb selles, et inverteri alajaama tuleb paigaldada kompensatsiooniseadmed, kondensaatorid või sünkroonkompensaatorid, et anda inverteritele reaktiivvõimsust, mis moodustab umbes 50 ... 60% edastatavast aktiivvõimsusest.

Kahe bipolaarse ülekande muunduri keskpunktid on maandatud ja poolused isoleeritud.

Pooluse pinge UP on võrdne pooluse vahelise pingega. Näiteks Volgograd-Donbassi jõuülekandes on pooluse pinge maapinnale +400 kV, teise pooluse pinge 400 kV. Pinge Ud postide vahel 800 kV. Jõuülekande saab jagada kaheks sõltumatuks poolahelaks. Tavarežiimis, kui poolahelates on võrdsed punktid, on maapinda läbiv vool nullilähedane. Mõlemad ülekande poolahelad võivad töötada autonoomselt ja ühe pooluse rikke korral saab pool võimsusest maapinna kaudu tagasivooluga edastada teise pooluse kaudu.

Ühepooluselise või ühepooluselise tõrke korral võib teine ​​poolahel töötada ühepooluselises vooluringis.

Riis. 2. Alalisvoolu ülekandeskeem avariirežiimis

Ühepooluselise ülekande puhul on üks poolus maandatud ja üks juhe on maandusest isoleeritud. Teine juhe on kas ülekande mõlemal küljel maandatud või puudub.Sellist maandatud teist juhet kasutatakse juhtudel, kui voolu kasutamine maapinnas on vastuvõetamatu (näiteks suurtesse linnadesse sisenemisel). Reeglina võib unipolaarne ülekandeahel koosneda ühest traadist ja maandusest ning bipolaarne kahest juhtmest. Pikaajalise alalisvoolu edastamise kogemus läbi maapinna kuni 1200 A.

Unipolaarseid ahelaid kasutatakse väikeste kuni 100…200 MW võimsuste edastamiseks lühikestel vahemaadel. Soovitatav on edastada suuri võimsusi pikkadele vahemaadele, kasutades bipolaarseid ahelaid.

Konverteralajaamad, tänu keerukatele ja kallitele seadmetele, tõstavad oluliselt alalisvoolu ülekande maksumust.Samas on alalisvooluliin ise odavam kui vahelduvvoolu, kuna vähem juhtmeid, isolaatoreid, liitmikke ja kergemaid tugesid.

Püsiliini energiaülekandevõime määrab liini otste väärtus ja pingeerinevus, seda piiravad liinide ja lõppseadmete aktiivtakistused, samuti konverteerivate alajaamade võimsus.

Alalisvooluliini kandevõime on palju suurem kui vahelduvvooluliinil.

Volgograd-Donbassi liini bipolaarse ülekande koguvõimsus pingega Ud = 800 kV on 720 MW. Maailma suurim liin Ekibastuz — Center võeti kasutusele UP = ± 750 kV, poolustevahelise pingega Ud = 1500 kV ja pikkusega 2500 km. Võimsusvõimsust saab tõsta 6000 MW-ni.

Alalisvooluliinide peamine kasutusvaldkond on suure võimsuse edastamine pikkadel vahemaadel. Kuid nende liinide eriomadused võimaldavad neid edukalt kasutada ka muudel juhtudel.Näiteks alalisvooluliinid on tõhusad, kui on vaja ületada mereväinad, samuti ühendada asünkroonsed või erinevatel sagedustel töötavad süsteemid (nn alalisvooluühendused).

Kõrge- ja ülikõrgepingeliste alalisvooluliinide kõrval kasutatakse sõjanduses ka madal- ja keskpinge alalisvooluliine.

Levinud on järgmised pinged: madalpinge — 6, 12, 24, 36,48, 60 volti, keskpinge — 110, 220, 400 volti.

Kõigi pingete puhul on alalisvooluliinidel järgmised eelised:

1. Need ei nõua stabiilsusarvutust.

2. Selliste liinide pinge on ühtlasem, kuna püsiolekus ei tekita need reaktiivvõimsust.

3. Alalisvooluliinide konstruktsioonid on lihtsamad kui vahelduvvooluliinid: vähem isolaatorite stringe, väiksem metallikulu.

4. Jõuvoolu suunda saab ümber pöörata (pööratavad jooned).

Puudused:

1. Vajadus ehitada keerukaid terminalialajaamu suure hulga pingemuundurite ja abiseadmetega. On teada, et alaldid ja inverterid moonutavad märkimisväärselt pinge lainekuju vahelduvvoolu poolel. Seetõttu on vaja paigaldada võimsad silumisseadmed, mis vähendab oluliselt töökindlust.

2. Toite valik alalisvooluliinilt on endiselt keeruline.

3. Alalisvooluliinide puhul on nõutav, et enne sisselülitamist oleks mõlema otsa polaarsus ja pinge ligikaudu samad.

Seega on võimalik järeldada, et k0 kõrgete kulude tõttu (joon.3), muutub alalisvooluga elektriliinide ehitamine (kõver 2) majanduslikult otstarbekaks ainult suurte vahemaade korral, mis on võrdsed umbes 1000 ... 1200 km (punkt m).

Riis. 3. Kapitalikulude k sõltuvus liini pikkusest l vahelduvvoolul — 1 ja alalisvoolul — 2

I. I. Meshteryakov