Transmission HVDC

Définition: Les systèmes d’alimentation de courant direct à haute tension (HVDC) utilisent DC pour la transmission de la puissance en vrac sur de longues distances. Pour la transmission de puissance longue distance, les lignes HVDC sont moins coûteuses et les pertes sont moins comparées à la transmission AC. Il interconnecte les réseaux qui ont des fréquences et des caractéristiques différentes.

Dans la transmission AC, des vagues alternées de tension et de courant se déplacent dans la ligne qui changent sa direction chaque milliseconde; En raison de quelles pertes se produisent sous forme de chaleur. Contrairement aux lignes AC, la tension et les ondes de courant ne changent pas leur direction dans DC. Les lignes HVDC augmentent l’efficacité des lignes de transmission en raison de laquelle la puissance est rapidement transférée.

Dans un système AC et CC combiné, la tension CA générée est convertie en CC à l’extrémité d’envoi. Ensuite, la tension CC est inversée en AC à l’extrémité de réception, à des fins de distribution. Ainsi, l’équipement de conversion et d’inversion est également nécessaire aux deux extrémités de la ligne. La transmission HVDC est économique uniquement pour les lignes de transmission à longue distance ayant une longueur de plus de 600 km et pour les câbles souterrains de longueur de plus de 50 km.

Comment fonctionne le système de transmission HVDC?

Dans la génération de sous-station, la puissance AC est générée qui peut être convertie en CC en utilisant un redresseur. Dans le sous-station HVDC ou le convertisseur, les redresseurs et les onduleurs sont placés aux deux extrémités d’une ligne. Le terminal du redresseur change l’AC en CC, tandis que le terminal de l’onduleur convertit DC en AC.

Le DC circule avec les lignes aériennes et à l’extrémité de l’utilisateur à nouveau, DC est converti en AC en utilisant des onduleurs, qui sont placés dans un sous-station de convertisseur. La puissance reste la même aux extrémités d’envoi et de réception de la ligne. DC est transmis sur de longues distances car il diminue les pertes et améliore l’efficacité.

Un système ayant plus de deux stations de convertisseur et une ligne de transmission s’appelle un «système DC à deux terminaux» ou un «système point à point». De même, si la sous-station contient plus de deux stations de convertisseur et interconnect des lignes de borne CC, elle est appelée sous-station Multiterminal CC.

Distance économique pour les lignes de transmission HVDC

Les lignes CC sont moins chères que les lignes AC, mais le coût de l’équipement de borne CC est très élevé par rapport aux câbles de borne AC (illustré dans le graphique ci-dessous). Ainsi, le coût initial est élevé dans le système de transmission HVDC, et il est faible dans le système AC.

Le point où deux courbes se rencontrent s’appelle le Distance du seuil de rentabilité. Au-dessus de la distance du seuil de rentabilité, le système HVDC devient moins cher. La distance du seuil de rentabilité passe de 500 à 900 km en lignes de transmission aérienne.

Avantages des transmissions HVDC

1. Un nombre moindre de conducteurs et d’isolateurs sont nécessaires ainsi réduisant le coût du système global.
2. Il nécessite moins de phase à phase et à la mise à la terre au sol.
3. Leurs tours sont moins coûteuses et moins chères.
4. La perte de corona moindre est moindre par rapport aux lignes de transmission HVAC d’une puissance similaire.
5. La perte de puissance est réduite avec DC car moins de nombres de lignes sont nécessaires pour la transmission de puissance.
6. Le système HVDC utilise le retour de la Terre. Si un défaut se produit dans un pôle, l’autre pôle avec des «rendements de la Terre» se comporte comme un circuit indépendant. Il en résulte un système plus flexible.
7. Le HVDC a la connexion asynchrone entre deux stations AC connectées via une liaison HVDC; c’est-à-dire que la transmission de l’énergie est indépendante de l’envoi de fréquences aux fréquences finales de réception. Par conséquent, il interconnecte deux sous-stations avec différentes fréquences.
8. En raison de l’absence de fréquence dans la ligne HVDC, des pertes comme l’effet cutané et l’effet de proximité ne se produisent pas dans le système.
9. Il ne génère ni n’absorbe aucune puissance réactive. Il n’y a donc pas besoin d’une compensation réactive de puissance.
10. La puissance très précise et sans perte passe par le lien DC.

Inconvénients de la transmission HVDC

1. Les sous-stations de convertisseur sont placées à la fois à l’envoi et à l’extrémité de réception des lignes de transmission, ce qui entraîne une augmentation du coût.
2. Les bornes de l’onduleur et du redresseur génèrent des harmoniques qui peuvent être réduites en utilisant des filtres actifs qui sont également très chers.
3. Si un défaut se produit dans la sous-station AC, il peut entraîner une défaillance de puissance pour la sous-station HVDC placée à proximité
4. L’onduleur utilisé dans les sous-stations de convertisseur a une capacité de surcharge limitée.
5. Les disjoncteurs sont utilisés en HVDC pour la rupture de circuits, ce qui est également très cher.
6. Il n’a pas de transformateurs pour changer les niveaux de tension.
7. La perte de chaleur se produit dans la sous-station de convertisseur, qui doit être réduite en utilisant le système de refroidissement actif.
8. Le lien HVDC lui-même est également très compliqué.

Conclusion

Compte tenu de tous les avantages de DC, il semble que les lignes HVDC soient plus compétentes que les lignes AC. Mais, le coût initial de la sous-station HVDC est très élevé et leur équipement de sous-station est assez compliqué. AC pour une utilisation finale. Ce système est économique et améliore également l’efficacité du système.

Aussi Voir Différents types de liens HVDC.