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El ABC de las tecnologías de transmisión HVDC. (Configuraciones del…
El ABC de las tecnologías de transmisión HVDC.
Tecnologías Core HVDC
Existen 2 tecnologías básicas de convertidor que se utilizan en los sistemas de transmisión HVDC. Convertidores convencionales conmutados en línea corriente de la fuente (CSC) y convertidores de fuente de tensión de conmutación forzada (VSC)
Fig 3
Fig 4
Las transferencias de potencia más alta a través de distancias más largas utilizando un menor número de líneas de transmisión es posible con HVDC que con la transmisión de corriente alterna
Las lineas Bipolar HVDC son comparables con una linea de doble circuito de corriente alterna, ya que pueden funcionar a media potencia con un polo fuera de servicio
Una línea HVDC bipolar utiliza sólo dos conjuntos aislados de conductores en lugar de tres. Los ahorros en la construcción de línea son de 30%
CSC requiere una fuente de tensión sincrónica y válvulas de tiristores.
Cada válvula se compone de un número adecuado de tiristores conectados en serie para alcanzar el valor
de tensión de corriente continua deseada
La mayoría utilizan convertidores de 12
pulsos para reducir los requisitos de filtrado de armónicos necesarios para el funcionamiento
Fig 5
CSC sólo
puede funcionar con la corriente ac atrasada respecto a la tensión
La potencia reactiva se suministra desde los
filtros de corriente alterna, bancos de condensadores en serie son una parte integral de la estación de
conversión
Fig 6
Estos sistemas basados en VSC son auto conmutado con el transistor bipolar válvulas de puerta aislada (IGBT) y cables HVDC extruidos de dieléctrico sólido
Fig 8
Puede controlar rápidamente tanto potencia activa como reactiva independientemente uno de otro
Fig 9
El convertidor puede ser utilizado para sintetizar un conjunto equilibrado de tres tensiones de fase como un generador síncrono virtual
Fig 10
Los propios convertidores no tienen demanda de potencia reactiva, y realmente puede controlar su potencia reactiva para regular la tensión del sistema de corriente alterna al igual que un generador
Las válvulas IGBT utilizados en los convertidores de VSC se componen de posiciones IGBT conectados en serie
Una disposición completa IGBT consta de un IGBT, un diodo antiparalelo, una
unidad de puerta, un divisor de tensión, y un disipador de calor refrigerado por agua.
Todos los IGBT se deben activar y desactivar en el mismo momento para conseguir una tensión distribuida uniformemente a través de la válvula
Lazos asíncronos
Con los sistemas de transmisión HVDC, las interconexiones se pueden hacer entre las redes asíncronas para una operación más económica
Las interconexiones entre redes asíncronas son a menudo en la periferia de los respectivos sistemas donde las redes tienden a ser débil en relación con la transferencia de potencia deseada
Configuraciones del sistema y
modos de operación
Fig 13
Sistemas monopolares son los sistemas más sencillos y menos costosos para las transferencias de potencia ya que sólo se requieren dos convertidores
Para la transmisión HVDC de muy alta potencia los convertidores conectados en series se puede utilizar para reducir la falta de disponibilidad de energía para los cortes de convertidor individuales o fallo de aislamiento parcial
El diseño de la estación convertidor depende de un número de factores tales como la configuración del sistema de corriente continua (es decir, monopolar, bipolar) filtrado de CA, y los requisitos de compensación de potencia reactiva
Sistema de control HVDC
Controlar a corriente de línea DC, voltaje de CC, y la potencia transmitida.
Compensar la pérdida de un generador, o un circuito de transmisión
Asegurar un funcionamiento adecuado con recuperaciones rápidas y estables durante las fallas del sistema
Fig 17