Войти
Станция Дорси в Манитобе, Канада Преобразовательная подстанция HVDC (или просто преобразовательная подстанция ) - это специализированный тип подстанции, который образует оконечное оборудование для линия передачи постоянного тока высокого напряжения (HVDC). Преобразует постоянный ток в переменный ток или наоборот. Помимо преобразователя , станция обычно содержит:
Клапанный зал на преобразовательной станции Хендай, часть системы передачи постоянного тока реки Нельсон в Канаде.Преобразователь обычно устанавливается в здании, которое называется вентильный зал. Ранние системы HVDC использовали ртутно-дуговые клапаны, но с середины 1970-х годов стали использоваться твердотельные устройства, такие как тиристоры. Преобразователи, использующие тиристоры или ртутно-дуговые вентили, известны как преобразователи с линейной коммутацией. В преобразователях на основе тиристоров многие тиристоры соединены последовательно, образуя тиристорный вентиль, и каждый преобразователь обычно состоит из шести или двенадцати тиристорных вентилей. Тиристорные вентили обычно сгруппированы парами или группами по четыре и могут стоять на изоляторах на полу или свешиваться на изоляторах с потолка.
Преобразователи с линейной коммутацией требуют напряжения от сети переменного тока для коммутации, но с конца 1990-х годов преобразователи с питанием от источника начали использоваться для HVDC. Преобразователи напряжения используют биполярные транзисторы с изолированным затвором вместо тиристоров, и они могут обеспечивать питание системы переменного тока без напряжения.
Практически все преобразователи, используемые для HVDC, могут работать с преобразованием мощности в любом направлении. Преобразование мощности из переменного в постоянный называется выпрямлением, а преобразование из постоянного в переменный - инверсией.
Концевая заделка кабеля постоянного тока и сглаживающий реактор постоянного тока на Baltic Cable Линия HVDC. Оборудование постоянного тока часто включает в себя катушку (называемую реактором), которая добавляет индуктивность последовательно с линией постоянного тока, чтобы помочь сглаживать постоянный ток. Индуктивность обычно составляет от 0,1 H до 1 H. Сглаживающий реактор может иметь либо воздушный сердечник, либо железный сердечник. Катушки с железным сердечником выглядят как маслонаполненные трансформаторы высокого напряжения. Сглаживающие катушки с воздушным сердечником похожи на дроссельные катушки несущей частоты в высоковольтных линиях передачи, но значительно больше, и поддерживаются изоляторами . Воздушные катушки имеют то преимущество, что они создают меньший акустический шум, чем катушки с железным сердечником, они исключают потенциальную опасность для окружающей среды, связанную с разлитой нефтью, и они не насыщаются в условиях переходного сильноточного повреждения. В этой части завода также будут находиться приборы для измерения постоянного тока и напряжения.
Специальные фильтры постоянного тока используются для устранения высокочастотных помех. Такие фильтры требуются, если линия передачи будет использовать методы связи по линии электропередачи для связи и управления, или если воздушная линия будет проходить через населенные пункты. Эти фильтры могут быть пассивными LC фильтрами или активными фильтрами, состоящими из усилителя, соединенного через трансформаторы и защитные конденсаторы, который выдает сигнал, не совпадающий по фазе с сигналом помех в линии, тем самым подавляя его. Такая система использовалась в проекте Baltic Cable HVDC.
Однофазный трехобмоточный преобразовательный трансформатор. Преобразователь трансформаторы повышают напряжение сети переменного тока. Используя соединение «звезда-треугольник» или «звезда-треугольник » обмоток трансформатора, преобразователь может работать с 12 импульсами для каждого цикла в сети переменного тока, что устраняет многочисленные составляющие гармонического тока. Изоляция обмоток трансформатора должна быть специально спроектирована, чтобы выдерживать большой потенциал постоянного тока относительно земли. Преобразовательные трансформаторы могут быть построены как единый блок величиной до 300 МВт (МВт ). Транспортировка трансформаторов большего размера непрактична, поэтому, когда требуются более высокие номиналы, несколько отдельных трансформаторов подключаются вместе. Могут использоваться либо два трехфазных блока, либо три однофазных блока. В последнем варианте используется только один тип трансформатора, что делает поставку запасного трансформатора более экономичной.
Преобразовательные трансформаторы работают с мощными ступенями мощности в четырех ступенях преобразователя за цикл и поэтому производят больше акустического шума, чем обычные трехфазные силовые трансформаторы. Этот эффект следует учитывать при размещении преобразовательной подстанции HVDC. Могут быть применены шумопоглощающие кожухи.
При использовании преобразователей с линейной коммутацией преобразовательной подстанции потребуется от 40% до 60% своей номинальной мощности в виде реактивной мощности. Это может быть обеспечено батареями коммутируемых конденсаторов или синхронными конденсаторами , или, если подходящая электростанция расположена рядом со статической инверторной установкой, генераторы на электростанции. Потребность в реактивной мощности может быть снижена, если преобразовательные трансформаторы оснащены переключателями ответвлений под нагрузкой с достаточным диапазоном ответвлений для управления напряжением переменного тока. Некоторая часть требуемой реактивной мощности может быть обеспечена компонентами фильтра гармоник.
Преобразователи напряжения могут генерировать или поглощать как активную, так и реактивную мощность, и дополнительное оборудование реактивной мощности обычно не требуется.
Фильтры гармоник необходимы для устранения гармонических волн и для выработки реактивной мощности на преобразовательных подстанциях с сетевой коммутацией. На предприятиях с шестью импульсными преобразователями с коммутацией линий необходимы сложные фильтры гармоник, поскольку на стороне переменного тока образуются нечетные гармоники порядков 6 n+ 1 и 6 n- 1, и четные гармоники порядка 6 nна стороне постоянного тока. На 12-ти импульсных преобразовательных подстанциях только гармонические напряжения или токи порядка 12 n+ 1 и 12 n- 1 (на стороне переменного тока) или 12 n(на стороне постоянного тока) результат. Фильтры настроены на ожидаемые частоты гармоник и состоят из последовательных комбинаций конденсаторов и катушек индуктивности.
Преобразователи с питанием от источника напряжения обычно производят гармоники меньшей интенсивности, чем преобразователи с линейной коммутацией. В результате фильтры гармоник обычно меньше по размеру или их можно вообще не использовать.
Помимо фильтров гармоник, также предоставляется оборудование для устранения паразитных сигналов в диапазоне частот несущего оборудования линии электропередачи в диапазоне от 30 кГц до 500 кГц. Эти фильтры обычно находятся рядом с клеммой переменного тока статического инверторного трансформатора. Они состоят из катушки, пропускающей ток нагрузки, и параллельного конденсатора, образующего резонансный контур.
В особых случаях можно использовать исключительно машины для выработки реактивной мощности. Это реализовано на терминале ВЛПТ Волгоград-Донбасс, расположенном на Волжской ГЭС.
. Трехфазный выключатель переменного тока преобразовательной подстанции аналогичен к подстанции переменного тока. Он будет содержать автоматические выключатели для максимальной токовой защиты трансформаторов преобразователя, разъединители, заземлители и измерительные трансформаторы для управления, измерения и защиты. Станция также будет иметь молниеотводы для защиты оборудования переменного тока от грозовых скачков в системе переменного тока.
Площадь, необходимая для преобразовательной подстанции, намного больше, чем у обычного трансформатора, например, площадка с мощностью передачи 600 мегаватт и передачей напряжение 400 кВ составляет примерно 300 х 300 метров (1000 х 1000 футов). Для установок с более низким напряжением может потребоваться несколько меньшая площадь земли, поскольку потребуется меньшее воздушное пространство вокруг наружного высоковольтного оборудования.
Преобразовательные станции создают акустический шум. Преобразовательные станции могут создавать серьезные радиочастотные помехи, поэтому необходимо предусмотреть конструктивные особенности для контроля этих излучений. Стены могут обеспечивать защиту от шума. Как и на всех подстанциях переменного тока, масло из оборудования должно быть предотвращено от загрязнения грунтовых вод в случае разлива. Для воздушных линий электропередачи может потребоваться значительная площадь, но ее можно уменьшить, если использовать подземный кабель.
 | Викискладе есть медиафайлы, связанные с преобразовательными подстанциями HVDC. |
