الأسلاك الكهربائية ذات التيار المباشر

مزايا خطوط نقل التيار المباشر هي كما يلي:

1. لا يعتمد حد القدرة المنقولة على طول الخط على طوله وهو أكبر بكثير من خطوط التيار المتردد ؛

2. تم التخلص من مفهوم خاصية حد الاستقرار الثابت لخطوط نقل التيار المتردد العلوية ؛

3. قد تعمل الأنظمة الكهربائية المتصلة بخطوط النقل العلوية بالتيار المباشر بشكل غير متزامن أو بترددات مختلفة ؛

4. مطلوب سلكين فقط بدلاً من ثلاثة ، أو حتى سلك واحد إذا كنت تستخدم الأرض كالثاني.

في التين. 1. قدم دارة نقل ثنائية القطب DC ("قطبان - أرضي").

في هذا الشكل ، UD و UZ ، المحولات الفرعية (المعدل والعاكس) ؛ L - مفاعل أو مرشح لتقليل تأثير التوافقيات العالية وتموجات الجهد وتيارات الطوارئ ؛ rl هي مقاومة الخط ؛ G ، T - المولدات والمحولات.

يتم توليد واستهلاك الكهرباء على التيار المتردد.

تين. 1. دائرة انتقال DC في وضع الطوارئ

العناصر الرئيسية للخط الدائم:

1.محولات الجهد العالي التي يتم التحكم فيها والتي يتم من خلالها تجميع دائرة المحول الفرعية.

2. محولات الجهد العالي المتحكم بها والتي يتم من خلالها أيضًا تجميع دائرة محطة المحول الفرعية.

لا يختلف مخطط المحطات الفرعية للعاكس اختلافًا جوهريًا عن مخطط محطة المحول الفرعية ، نظرًا لأن المقومات قابلة للانعكاس. الاختلاف الوحيد هو أنه يجب تثبيت الأجهزة التعويضية أو المكثفات أو المعوضات المتزامنة في محطة العاكس الفرعية لتزويد المحولات بالطاقة التفاعلية ، والتي تبلغ حوالي 50 ... 60 ٪ من الطاقة النشطة المرسلة.

يتم تأريض نقاط المنتصف لمحطتي التحويل في ناقل الحركة ثنائي القطب ويتم عزل القطبين.

جهد القطب UP يساوي الجهد من القطب إلى الأرض. على سبيل المثال ، في نقل الطاقة Volgograd-Donbass ، يكون جهد القطب إلى الأرض +400 كيلو فولت ، والجهد الثاني هو 400 كيلو فولت. الجهد الكهربي بين القطبين 800 ك.ف. يمكن تقسيم الإرسال إلى دائرتين نصف دائرتين مستقلتين. في الوضع العادي ، مع وجود نقاط متساوية في أنصاف الدوائر ، يكون التيار عبر الأرض قريبًا من الصفر. يمكن أن تعمل كلتا دائرتي النقل بشكل مستقل وفي حالة فشل أحد الأقطاب ، يمكن نقل نصف الطاقة عبر القطب الآخر مع العودة عبر الأرض.

في حالة حدوث خطأ أحادي القطب أو نصف دائرة ، يمكن أن تعمل الدائرة النصفية الثانية على دائرة أحادية القطب.

أرز. 2. مخطط نقل التيار المباشر في وضع الطوارئ

في ناقل الحركة أحادي القطب ، يتم تأريض أحد الأقطاب وسلك واحد معزول عن الأرض. السلك الثاني إما مؤرض على جانبي ناقل الحركة أو مفقود.يتم استخدام هذا السلك الثاني المؤرض في الحالات التي يكون فيها استخدام التيار في الأرض غير مقبول (على سبيل المثال ، عند دخول المدن الكبيرة). كقاعدة عامة ، يمكن أن تتكون دائرة النقل أحادية القطب من سلك وأرض واحد ، ويمكن أن تتكون الدائرة ثنائية القطب من سلكين. تجربة النقل طويل المدى للتيار المباشر عبر الأرض حتى 1200 أمبير.

تستخدم الدوائر أحادية القطب لنقل قوى صغيرة تصل إلى 100… 200 ميغاواط عبر مسافات قصيرة. يوصى بنقل قوى كبيرة لمسافات طويلة باستخدام دوائر ثنائية القطب.

المحولات الفرعية ، بسبب المعدات المعقدة والمكلفة ، تزيد بشكل كبير من تكلفة نقل التيار المستمر. وفي نفس الوقت ، فإن خط التيار المستمر نفسه أرخص من التيار المتردد ، بسبب قلة الأسلاك والعوازل والتجهيزات ودعامات أخف وزنا.

يتم تحديد سعة نقل الطاقة للخط الدائم من خلال فرق القيمة والجهد في نهايات الخط ، وهي محدودة بالمقاومات النشطة للخطوط والأجهزة الطرفية ، وكذلك بقوة المحطات الفرعية المحولة.

القدرة الاستيعابية لخط التيار المستمر أعلى بكثير من قدرة خط التيار المتردد.

الطاقة الإجمالية للانتقال ثنائي القطب لخط فولجوجراد-دونباس بجهد Ud = 800 كيلو فولت هي 720 ميجاوات. تم تشغيل أكبر خط Ekibastuz - Center في العالم مع UP = ± 750 كيلو فولت ، والجهد بين الأقطاب Ud = 1500 كيلو فولت وطول 2500 كم. يمكن زيادة قدرة الطاقة إلى 6000 ميغاواط.

مجال التطبيق الرئيسي لخطوط التيار المباشر هو نقل الطاقة الكبيرة عبر مسافات طويلة. ومع ذلك ، فإن الخصائص الخاصة لهذه الخطوط تسمح باستخدامها بنجاح في حالات أخرى أيضًا.على سبيل المثال ، تكون خطوط التيار المباشر فعالة عندما يكون من الضروري عبور المضائق البحرية ، وكذلك لتوصيل الأنظمة أو الأنظمة غير المتزامنة التي تعمل على ترددات مختلفة (ما يسمى بتوصيلات التيار المستمر).

إلى جانب خطوط التيار المباشر ذات الجهد العالي والعالي الفائق ، تُستخدم أيضًا خطوط التيار المباشر ذات الجهد المنخفض والمتوسط ​​في الشؤون العسكرية.

الفولتية التالية شائعة: الجهد المنخفض - 6 ، 12 ، 24 ، 36.48 ، 60 فولت ، الجهد المتوسط ​​- 110 ، 220 ، 400 فولت.

لجميع الفولتية ، تتمتع خطوط التيار المستمر بالمزايا التالية:

1. لا تتطلب حساب الاستقرار.

2. يكون الجهد في مثل هذه الخطوط أكثر انتظامًا ، حيث إنها في حالة الاستقرار لا تولد طاقة تفاعلية.

3. إنشاءات خطوط التيار المباشر أبسط من تلك المتناوبة: سلاسل أقل من العوازل ، استهلاك أقل للمعادن.

4. يمكن عكس اتجاه تدفق الطاقة (خطوط قابلة للانعكاس).

سلبيات:

1. الحاجة لبناء محطات فرعية معقدة مع عدد كبير من محولات الجهد والمعدات المساعدة. من المعروف أن المقومات والمحولات تشوه بشكل كبير شكل موجة الجهد على جانب التيار المتردد. لذلك ، من الضروري تثبيت أجهزة تنعيم قوية ، مما يقلل بشكل كبير من الموثوقية.

2. لا يزال اختيار الطاقة من خط التيار المستمر صعبًا.

3. في خطوط التيار المباشر ، من الضروري أن تكون القطبية والجهد على كلا الطرفين متماثلًا تقريبًا قبل التبديل.

وبالتالي ، من الممكن استنتاج ذلك بسبب ارتفاع تكاليف k0 (الشكل.3) ، يصبح إنشاء خطوط الكهرباء بالتيار المباشر (المنحنى 2) ممكنًا اقتصاديًا فقط على مسافات كبيرة تساوي حوالي 1000 ... 1200 كم (نقطة م).

أرز. 3. اعتماد التكاليف الرأسمالية k على طول الخط l للتيار المتردد - 1 وللتيار المباشر - 2

أنا مشترياكوف