انواع خط انتقال HVDC

انواع خط انتقال HVDC:

با توجه به چیدمان کابل های HVDC، خطوط انتقال به چهار دسته طبقه بندی می شوند.

• سیستم تک قطبی (Monopolar).
• سیستم دوقطبی (Bipolar).
• سیستم هم قطبی (Homopolar).
• سیستم HVDC پشت به پشت (Back-to-Back).

سیستم HVDC تک قطبی:
در این نوع سیستم HVDC، فقط از یک هادی برای برقراری ارتباط بین ابتدا و انتهای خط استفاده می شود و از زیر زمین یا آب دریا برای مسیر برگشت استفاده می شود. از این رو، هزینه این سیستم در مقایسه با سایر سیستم ها کمتر است.

اما برای کاربردهای پرمصرف مفید نیست. در سیستم تک قطبی، از قطبیت مثبت یا منفی برای انتقال توان استفاده می شود. معمولاً قطب منفی در خطوط هوایی مورد استفاده قرار می گیرد، زیرا تداخل رادیویی در آن کمتر است. نمودار بلوکی این سیستم در شکل زیر نشان داده شده است.

سیستم HVDC دو قطبی:
این سیستم در مقایسه با سایر سیستم های HVDC بیشترین استفاده را دارد. در یک سیستم HVDC دو قطبی، وجود دو هادی لازم است. یکی از هادی ها هدایت کننده مثبت و دیگری هدایت کننده منفی با همان اندازه، نسبت به زمین، است.

از این رو، اختلاف ولتاژ بین هر هادی دو برابر است. از این نوع آرایش سیستم برای انتقال توان در مسافت |های طولانی استفاده می شود.

در هر انتهای خط از دو مبدل استفاده می شود. نقطه خنثی زمین است. بنابراین، هر خط می تواند مستقل عمل کند، از این رو، ترکیبی از دو سیستم تک قطبی است. اگر در یک هادی خطا رخ دهد، هادی دوم به طور مداوم توان را انتقال داده و قابلیت اطمینان سیستم را افزایش می دهد.

در این شرایط، از زمین به عنوان یک مسیر بازگشت استفاده می شود و مانند یک سیستم تک قطبی کار می کند. هنگامی که خطا رفع شود، سیستم دوباره به عنوان یک سیستم دو قطبی کار می کند.

در این نوع سیستم، به طور معمول جریان از طریق زمین برقرار نمی شود، اما گاهی اوقات جریان تعادل از زمین عبور خواهد کرد.

سیستم HVDC هم قطبی:
در این نوع سیستم از دو یا چند هادی در یک دکل استفاده می شود. قطبیت برای همه هادی ها یکسان است و احتمالاً منفی است. برای بازگشت، از مسیر زمین استفاده می شود. در این نوع سیستم، تلفات کرونا و تداخل رادیویی بسیار کمتر است.

اگر در یک هادی خطا رخ دهد، هادی دوم انتقال توان را ادامه می دهد. در این شرایط، بیش از 50 درصد از ظرفیت توان نامی را می توان با اضافه بار بر روی یک هادی انتقال داد.

اما این موضوع باعث افزایش تلفات می شود. نقطه ضعف اصلی این سیستم جریان برگشت زیاد آن است. 

سیستم HVDC پشت به پشت:
این سیستم به عنوان سیستم کوپلینگ HVDC نیز شناخته می شود، زیرا این سیستم برای اتصال دو سیستم AC در یک مکان استفاده می شود. دو مبدل پشت به پشت در یک مکان مشابه وصل می شوند و خط انتقالی وجود ندارد.

این سیستم برای ایجاد ارتباط متقابل ناهمزمان (آسنکرون) بین دو شبکه AC کنترل شده به صورت مستقل استفاده می شود. نمودار بلوکی این سیستم در شکل زیر نشان داده شده است.