Преимущества постоянного тока над переменным: Преимущества постоянного тока

В чем разница между сваркой переменным и постоянным током? – Всё для сварки

Содержание

• Что такое полярность?
• Сварка различными токами
• Какой электрод использовать?

Если вы уже работали со сваркой или хотя бы немного знакомы с ней, то, скорее всего, слышали термины “AC” и “DC”. AC и DC — это различные типы токов, которые используются в процессе сварки. Поскольку при сварке используется электрическая дуга, создающая тепло, необходимое для расплавления металла, ей необходим стабильный ток с различной полярностью, которая зависит от свариваемого материала.

Чтобы сделать качественный сварной шов, для начала нужно понять, что означают эти два тока на сварочном аппарате, а также на электродах.

Но сначала: в чем разница между сваркой переменным и постоянным током?

Сварка DC и AC относится к полярности тока, проходящего через электрод аппарата. AC означает переменный ток, а DC — постоянный. Прочность и качество сварного шва будут зависеть от полярности электрода.

Что такое полярность?

Скорее всего, вы знакомы с термином «полярность».

Электрические цепи имеют полюса — отрицательный и положительный. В цепи с постоянным током (DC) движение электронов идет в одном направлении от плюса к минусу. Применительно к сварке отрицательный полюс получает меньше тепловой нагрузки.

Переменный ток (AC), как следует из названия, меняется в направлении, в котором он идет. Половину времени он идет в одном направлении, а другую половину — в противоположном. Переменный ток меняет свою полярность примерно 120 раз в секунду при токе 60 Гц.

Прямая полярность при сварке постоянным током дает более глубокое проплавление металла. А обратная полярность отлично подходит для сварки тонколистовых заготовок за счет меньшего тепловложения.

Покрытые электроды иногда могут использовать любую полярность, в то время как некоторые будут работать только на одной.

Качественный сварной шов предполагает правильное проплавление и равномерное наплавление валика, а для этого необходимо использовать правильную полярность. При неправильной полярности вы не только получаете плохое проплавление и неравномерное образование валика, но и чрезмерное разбрызгивание и перегрев, а в некоторых случаях можно даже потерять контроль над дугой.

Электрод также может быстро сгореть.

Большинство сварочных аппаратов для дуговой сварки имеют обозначенные клеммы или направления, чтобы сварщики точно знали, как настроить сварочный аппарат на переменный или постоянный ток. Некоторые сварочные аппараты также используют переключатели для изменения полярности, а некоторые требуют переподключение клемм кабеля.

Сварка различными токами

Различные типы сварных швов требуют разного вида токов из-за природы их возникновения и оказываемого ими воздействия.

Сварка переменным током

Сварка переменным током считается уступающей сварке постоянным током и поэтому используется редко. Сварочные аппараты переменного тока чаще всего используются только при отсутствии аппаратов постоянного тока.

Сварку переменным током чаще всего используют для соединения толстолистового металла, быстрой наплавки и TIG-сварки с высокой частотой, хотя иногда она также используется для устранения проблем, связанных со сварочной дугой. Проблемы с дугой возникают, когда она прерывает сварное соединение, которое должно свариваться при более высоких уровнях тока, что происходит в основном при работе с электродами, имеющими большой диаметр.

Сварка переменным током также может использоваться для намагниченных металлов, что невозможно при сварке постоянным током. Постоянное изменение направления тока при сварке переменным током означает, что намагниченный металл не будет влиять на электрическую дугу.

Переменный ток также лучше подходит при работе с высокими температурами. Так как он обеспечивает высокий уровень тока, что создает глубокий провар, и поэтому используется для сварки при строительстве кораблей.

Сварка переменным током хорошо подходит для ремонта оборудования, так как многие из них имеют намагниченные поля и участки, подвергшиеся ржавчине.

Однако, нестабильность направления при сварке переменным током также может быть недостатком в том, что процесс имеет меньшую производительность, чем при сварке постоянным током.

Сварка постоянным током

Сварка постоянным током, как и сварка переменным током, имеет свои преимущества, и используется в случаях, когда сварка переменным током не может обеспечить должного результата, например, вертикальная сварка, пайка одним припоем или TIG-сварка нержавеющей стали.

Сварка на постоянном токе имеет более высокую скорость осаждения, она лучше всего подходит для сварщиков, которым требуются большие размеры наплавленного слоя. Несмотря на то, что сварка переменным током обеспечивает лучшее проплавление, она имеет более низкую скорость осаждения, что может быть непригодно.

При сварке постоянным током образуется также меньше брызг, чем при сварке переменным током, что делает сварочный шов более равномерным и гладким. Постоянный ток также является более надежным, и поэтому с ним легче работать, так как электрическая дуга остается стабильной.

Сварка постоянным током часто используется для сварки тонких металлов. Оборудование, работающее с этим типом тока, также дешевле, что помогает сократить расходы.

Однако, несмотря на то, что само оборудование имеет более низкую стоимость, процесс фактического использования постоянного тока немного дороже.

Это происходит из-за того, что необходимо специальное оборудование для преобразования переменного тока на постоянный, потому что это не предусмотрено электрической сетью. Однако, поскольку постоянный ток лучше подходит для большинства видов сварочных процессов, эти затраты считаются необходимыми.

Хотя сварка постоянным током лучше для многих металлов, она не рекомендуется при работе с алюминием, так как для этого требуется выделение тепла высокой интенсивности, что невозможно при использовании постоянного тока. Кроме того, если при работе с постоянным током будет создаваться магнитное поле, то возрастет риск дугового разряда, что может быть опасно.

Какой электрод использовать?

Так как вид используемого тока влияет на полярность на электроде, надо учитывать используемый электрод.

Для сварки методом TIG чаще применяют постоянный ток прямой полярности. Иногда также используют ток обратной полярности или переменный ток. В этих случаях применяют вольфрамовые электроды с легирующими добавками для улучшения стабильности дуги.

Например, используют:

• WP — вольфрамовые электроды для сварки на переменном токе;
• WL-20 и WL-15 — легированные вольфрамовые электроды для сварки на постоянном и переменном токах.

Для ММА сварки в основном использую покрытые плавящиеся электроды.

В настоящее время производители выпускают электроды с четырьмя видами обмазки:

• Кислое (маркировка “А”). В его составе железо и марганец в довольно большом объеме. Можно сваривать неочищенный металл.
• Основное (маркировка “Б”). Эти электроды можно использовать для работы на переменном токе, но из-за малого потенциала ионизации не рекомендуется этого делать.
• Рутиловое (маркировка “Р”). Лучше всего подходит для работы на переменном токе. Небольшое разбрызгивание металла и хорошее качество шва.
• Целлюлозное (маркировка “Ц/С”). Подходит для работы на переменном и постоянном токе, но выдает много брызг металла.

Существует несколько различных видов электродов для сварки переменным током, но многие из них могут использоваться как для сварки переменным током, так и для сварки постоянным током.

Выбор правильной полярности и тока, а также правильного электрода может иметь решающее значение для выполнения хорошего сварного шва.

Переменный ток и постоянный ток: отличие

Опубликовано: 19.07.2017

В чём разница переменного и постоянного тока

Общее понятие электрического тока можно выразить как движение различных заряженных частиц (электронов, ионов) в некотором направлении. А его величину охарактеризовать числом заряженных частиц, которые прошли через проводник за определенный промежуток времени.

Если величина заряженных частиц в 1 кулон проходит через определенное сечение проводника за время в 1 секунду, тогда можно говорить о силе тока в 1 ампер протекающего через проводник. Таким образом определяется количество ампер или сила тока. Это общее понятие тока. А теперь рассмотрим понятие переменного и постоянного тока и их различие.

Постоянный электрический ток по определению — это ток, который течёт только в одном направлением и не меняет его со временем. Переменный ток характерен тем, что меняет свое направление и величину со временем. Если графически постоянный ток отображается как прямая линия, то переменный ток течет по проводнику по закону синуса и графически отображается как синусоида.

Графическое изображение постоянного тока

Так как переменный ток меняется по закону синусоиды, то он имеет такие параметры как период полного цикла, время которого обозначается буквой Т. Частота переменного тока обратна периоду полного цикла. Частота переменного тока выражается числом полных периодов в определенный промежуток времени (1 сек).

Графическое изображение переменного тока

Таких периодов в нашей электросети переменного тока равно 50, что соответствует частоте 50 Гц. F = 1/Т, где период для 50 Гц равен 0,02 сек. F =1/0,02 = 50 Гц. Обозначается переменный ток английскими буквами AC и знаком «~». Постоянный ток имеет обозначение DC и значок «-». Кроме того переменный ток может быть однофазным или многофазным. В основном используется трехфазная сеть.

Почему в сети переменное напряжение, а не постоянное

Переменный ток имеет много преимуществ перед постоянным током. Низкие потери при передаче переменного тока в линиях электропередач (ЛЭП) по сравнению с постоянным током. Генераторы переменного тока простые и дешевые. При передаче на большие расстояния по ЛЭП высокое напряжение достигает 330 тысяч вольт с минимальным током.

Чем меньше ток в ЛЭП, тем меньше потерь. Передача постоянного тока на большие расстояния понесет немалые потери. Также высоковольтные генераторы переменного тока значительно проще и дешевле. Из переменного напряжения легко получить более низкое напряжение через простые трансформаторы.

Также, значительно дешевле получить постоянное напряжение из переменного, чем наоборот, использовать дорогие преобразователи постоянного напряжения в переменное. Такие преобразователи имеют низкий КПД и большие потери. По пути передачи переменного тока используют двойное преобразование.

Сначала с генератора получает 220 — 330 Кв, и передают на большие расстояния до трансформаторов, которые понижают высокое напряжение до 10 Кв и далее идут подстанции которые понижают высокое напряжение до 380 В. С этих подстанций электроэнергия расходится по потребителям и поступает в дома и на электрощиты многоквартирного дома.

Три фазы трехфазного тока сдвинутые на 120 градусов

Для однофазного напряжения характерна одна синусоида, а для трехфазного три синусоиды, смещенные на 120 градусов относительно друг друга. Трехфазная сеть также имеет свои преимущества перед однофазными сетями. Это меньше габариты трансформаторов, электродвигатели также конструктивно меньших размеров.

Имеется возможность изменить направление вращения ротора асинхронного электродвигателя. В трехфазной сети можно получить 2 напряжения — это 380 В и 220 В, которые используются для изменения мощности двигателя и регулировки температуры нагревательных элементов. Используя трехфазное напряжение в освещении можно устранить мерцание люминесцентных ламп, для чего их подключают к разным фазам.

Постоянный ток используется в электронике и во всех бытовых приборах, так как он легко преобразуется из переменного за счёт его деления на трансформаторе до нужной величины и дальнейшего выправления. Источником постоянного тока являются аккумуляторы, батареи, генераторы постоянного тока, светодиодные панели. Как видно различие в переменном и постоянном токе немалое. Теперь мы узнали — Почему в нашей розетки течет переменный ток, а не постоянный?

 

 

Помогла вам статья?

Разница между системой передачи переменного и постоянного тока и линиями электропередач

Электроэнергия может передаваться как в переменном, так и в постоянном токе для коротких и длинных систем передачи и распределения.

У обеих систем есть свои преимущества и недостатки. Давайте обсудим технические преимущества и недостатки систем линий электропередачи переменного и постоянного тока.

• Запись по теме: Что происходит, когда линия переменного тока касается линии постоянного тока?

Содержание

Передача постоянного тока:

Ранее передача электроэнергии осуществлялась на постоянном токе из-за следующих преимуществ перед переменным током.

Преимущества передачи постоянного тока

• При передаче постоянного тока используются два проводника, а при передаче переменного тока требуется три проводника.
• Нет индуктивности и скачков напряжения (волны высокого напряжения в течение очень короткого времени) при передаче постоянного тока.
• Из-за отсутствия индуктивности падение напряжения в линиях передачи постоянного тока очень низкое по сравнению с переменным током (если напряжение нагрузки и передающей стороны одинаковое)
• В линиях электропередачи постоянного тока отсутствует понятие скин-эффекта. Следовательно, в линии передачи постоянного тока требуется проводник с малой площадью поперечного сечения.
• Система постоянного тока имеет меньшую потенциальную нагрузку по сравнению с системой переменного тока при том же уровне напряжения. Следовательно, линия постоянного тока требует меньшей изоляции.
• В системе постоянного тока нет помех другим линиям связи и системам.
• В линии постоянного тока потери на корону очень малы по сравнению с линиями передачи переменного тока.
• В линиях электропередач постоянного тока высокого напряжения (HVDC) отсутствуют диэлектрические потери.
• В системе передачи постоянного тока нет проблем с синхронизацией и связанных с этим проблем со стабильностью.

Система постоянного тока

• более эффективна, чем система переменного тока, поэтому стоимость опор, опор, изоляторов и проводников низкая, поэтому система экономична.
• В системе постоянного тока диапазон регулирования скорости больше, чем в системе переменного тока.
• В системе постоянного тока требуется низкая изоляция (около 70%).
• Низкая цена кабелей постоянного тока (из-за низкой изоляции).
• В системе питания постоянного тока потери в оболочке подземных кабелей низкие.

Система постоянного тока

• подходит для передачи высокой мощности на основе передачи сильного тока.
• В системе постоянного тока значение зарядного тока довольно низкое, поэтому длина линий передачи постоянного тока больше, чем линий переменного тока.

Запись по теме: Переменный ток или постоянный ток — что опаснее и почему?

Недостатки передачи постоянного тока:

• Из-за проблем с коммутацией электроэнергия не может производиться при высоком (постоянном) напряжении.
• При передаче высокого напряжения мы не можем увеличить уровень постоянного напряжения (поскольку трансформатор не работает на постоянном токе).
• Существует ограничение на использование выключателей постоянного тока и автоматических выключателей (и они тоже дорогие).
• Мотор-генераторная установка используется для понижения уровня постоянного напряжения, а эффективность мотор-генераторной установки ниже, чем у трансформатора.
• Система передачи постоянного тока является более сложной и дорогостоящей по сравнению с системой передачи переменного тока.
• Уровень напряжения постоянного тока не может быть легко изменен (повышение или понижение). Таким образом, мы не можем получить желаемое напряжение для электрических и электронных приборов (таких как 5 Вольт, 9 Вольт, 15 Вольт, 20 и 22 Вольта и т. д.) непосредственно от линий передачи и распределения.

Запись по теме: Разница между приводами переменного и постоянного тока

Передача переменного тока:

В настоящее время производство, передача и распределение электроэнергии в основном осуществляется на переменном токе.

Преимущества системы передачи переменного тока

• Автоматические выключатели переменного тока дешевле, чем автоматические выключатели постоянного тока.
• Ремонт и техническое обслуживание подстанции переменного тока проще и дешевле, чем подстанции постоянного тока.
• Уровень напряжения переменного тока может быть увеличен или уменьшен с помощью повышающих и понижающих трансформаторов.

Сообщение по теме: Почему конденсатор блокирует постоянный ток, но пропускает переменный?

Недостатки системы переменного тока

• В линии переменного тока размер проводника больше, чем в линии постоянного тока.
• Стоимость линий электропередач переменного тока больше, чем линий электропередач постоянного тока.
• Из-за скин-эффекта потери в системе переменного тока больше.
• Из-за емкости в линиях передачи переменного тока происходит непрерывная потеря мощности, когда на линиях питания нет нагрузки или линия вообще открыта.
• Имеются дополнительные потери в линии из-за индуктивности.
• В системе передачи переменного тока требуется дополнительная изоляция.
• Потери на корону возникают в системе линий электропередач переменного тока.
• Линии передачи переменного тока создают помехи другим линиям связи.
• Проблемы со стабильностью и синхронизацией в системе переменного тока.
• Система передачи переменного тока менее эффективна, чем система передачи постоянного тока.
• Проблемы с управлением реактивной мощностью.

Запись по теме: Почему в электронных схемах используется постоянный ток вместо переменного?

Вышеприведенное сравнение показывает, что система передачи постоянного тока лучше, чем система передачи переменного тока , но, тем не менее, большая часть передачи электроэнергии осуществляется по линиям электропередач переменного тока из-за стоимости и использования трансформаторов для изменения уровня напряжения в разных режимах. уровня для разных целей.

Хотя для простого преобразования переменного тока в постоянный и постоянного в переменный можно использовать ртутный дуговой выпрямитель, тиратрон, диоды и полупроводники. Поэтому в некоторых странах электроэнергия передается по линиям электропередач постоянного тока. Диапазон этих передач постоянного тока составляет от 100 кВ до 800 кВ+.

Полезно знать:

• Недавно в Китае мощность 12 ГВт была передана на 11 кВ постоянного тока на расстояние 3300 км .
• Кроме того, самая длинная линия электропередачи высокого напряжения постоянного тока в мире составляет 2385 км на Мадейре, Бразилия.

Похожие сообщения:

• Какова роль конденсатора в цепи переменного и постоянного тока?
• Почему мы не можем хранить переменный ток в батареях вместо постоянного?
• Разница между сопротивлением постоянному и переменному току — какое из них больше?
• Почему индуктор действует как короткое замыкание в источнике постоянного тока?
• Почему конденсатор блокирует постоянный ток, но пропускает переменный ток?
• Является ли Lightning переменным или постоянным током?
• FACTS — Гибкая система передачи переменного тока — Типы контроллеров и устройств FACTS
• Что такое HVDC? – Высоковольтная передача постоянного тока
• Типы систем HVDC и конфигурации MTDC
• Различия между HVAC и HVDC — передача энергии
• Преимущества HVDC по сравнению с HVAC Power Transmission

URL скопирован

Показать полную статью

Связанные статьи

Кнопка «Вернуться к началу»

Преимущества систем передачи постоянного тока высокого напряжения

Технология постоянного тока высокого напряжения (HVDC) предлагает несколько преимуществ по сравнению с системами передачи переменного тока. Например, он обеспечивает более эффективную передачу мощности на большие расстояния. Однако стоимость является важной переменной в уравнении. После установки системы передачи HVDC становятся неотъемлемой частью системы электроснабжения, повышая стабильность, надежность и пропускную способность.

Типичные электростанции коммунального масштаба вырабатывают электроэнергию переменного тока (AC), и большинство электрических нагрузок питаются от сети переменного тока. Таким образом, большинство линий электропередачи по всему миру относятся к типу переменного тока. Однако бывают случаи, когда системы передачи постоянного тока высокого напряжения (HVDC) предлагают значительные преимущества.

«Одним из больших преимуществ HVDC является эффективность передачи энергии на большие расстояния», — сказал Джордж Калбертсон, вице-президент по рынкам энергоснабжения HDR.0009 МОЩНОСТЬ . «Если маршрут линии электропередачи длиннее примерно 300 миль, постоянный ток является лучшим вариантом, потому что линии переменного тока имеют больше потерь в линии, чем постоянный ток для передачи большой мощности».

Преобразование переменного тока в постоянный

Проблема, однако, заключается в том, что для передачи через HVDC необходимы две преобразовательные станции. Во-первых, мощность переменного тока должна быть преобразована в постоянный ток, чтобы начать процесс передачи, а затем, когда он достигает желаемого пункта назначения, мощность постоянного тока должна быть преобразована обратно в переменный ток для использования в сети.

Технология преобразования хорошо известна. Пионеры в области электротехники работали над строительными блоками для линий постоянного тока высокого напряжения еще в конце 1800-х годов. Традиционная технология преобразования HVDC основана на использовании преобразователей с линейной или фазовой коммутацией. В 1954 году компания ASEA, предшественница ABB, использовала эту классическую технологию с использованием ртутных дуговых клапанов для строительства первой в мире коммерческой линии высокого напряжения постоянного тока между Вестервиком на восточном побережье Швеции и Игне на острове Готланд в Балтийском море. Первоначальная линия Готланда могла передавать 20 МВт по 9Подводный кабель длиной 8 километров (км) напряжением 100 кВ. Служба была модернизирована в 1970 году, увеличив мощность до 30 МВт при напряжении 150 кВ за счет добавления тиристорного вентильного моста.

В последующие десятилетия ASEA продолжала расширять границы, разрабатывая новые системы HVDC. В 1997 году компания АББ запустила первый в мире демонстрационный проект HVDC с использованием преобразователей источников напряжения (VSC). В технологии VSC для выполнения преобразования используются переключающие устройства с затвором, такие как биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT). Высокая частота переключения IGBT обеспечивает более точное управление VSC и менее сложную конфигурацию схемы за счет использования методов широтно-импульсной модуляции. ABB назвала свой новый продукт на основе VSC HVDC Light.

Технология VSC была усовершенствована, когда компания Siemens представила модульный многоуровневый преобразователь (MMC). Проект Trans Bay Cable, который проходит между Сан-Франциско и Питтсбургом, штат Калифорния, был завершен в 2010 году с использованием системы Siemens HVDC Plus. Технология MMC предлагает отличные гармонические характеристики и меньшие потери мощности по сравнению с предыдущими VSC. Сегодня все производители HVDC применяют технологию MMC в VSC.

От платформы до берега

Винс Курчи, руководитель проекта подземной передачи HDR, сказал, что одним из преимуществ технологии VSC является ее очень компактность. «Они занимают примерно 30% площади обычного преобразователя и около 50% веса», — сказал Курчи. Это делает их хорошим выбором для морских ветровых электростанций. «Для VSC мощностью 600 МВт требуется менее одного акра земли, тогда как для обычного преобразователя требуется три или четыре акра. Таким образом, преимущество этой новой технологии заключается в том, что вы можете размещать их в море на небольшой площади и передавать энергию на сушу по подводным кабелям».

Одним из таких примеров является проект DolWin2 (рис. 1). TenneT, европейскому оператору системы передачи, работающему в Нидерландах и Германии, потребовалась линия постоянного тока высокого напряжения мощностью 916 МВт для подключения ветряных электростанций Nordsee One, Gode Wind I и Gode Wind II к береговой сети электропередачи. Компания АББ спроектировала, поставила, установила и ввела в эксплуатацию компактные морские и наземные преобразовательные станции, а также подводные и подземные кабельные системы.

1. Оффшорная связь. DolWin2, завершенный в 2017 году, связывает три ветряные электростанции в Северном море с электросетью Германии через линию передачи постоянного тока высокого напряжения (HVDC) мощностью 916 МВт. Предоставлено: ABB

Ветряные электростанции подключены кабелями переменного тока к преобразовательной станции высокого напряжения постоянного тока, установленной на морской платформе в Северном море. Затем электроэнергия постоянного тока передается по морской кабельной системе длиной 45 км (рис. 2) и дополнительно по наземному кабелю длиной 90 км к береговой станции высокого напряжения постоянного тока в точке подключения к сети Dörpen West. Проект был завершен компанией ABB и передан TenneT в июне 2017 г.

2. Подводные кабели. Энергия, вырабатываемая морскими ветряными электростанциями Nordsee One, Gode Wind I и Gode Wind II, передается на землю по подводным кабелям постоянного тока высокого напряжения, показанным здесь во время установки. Предоставлено TenneT

«HVDC — это технология выбора для надежной и эффективной передачи больших объемов энергии на большие расстояния с минимальными потерями. Он идеально подходит для интеграции удаленных возобновляемых источников энергии в энергосистему», — заявил Клаудио Факчин, президент подразделения Power Grids компании ABB, в пресс-релизе, объявляющем о завершении проекта. «Сименс» также реализовал проекты такого рода.

Анализ вариантов

Одним из факторов, который часто ставит крест на проекте HVDC, является стоимость. Преобразовательные станции стоят дорого. «VSC для крупного проекта передачи HVDC может стоить более 100 миллионов долларов и зависит от напряжения и номинальной мощности», — сказал Курчи. Поэтому целесообразно завершить изучение доступных альтернатив. Необходимо учитывать три основных фактора.

«Это зависит от расстояния, от напряжения и от передачи энергии», — сказал Курчи. «Обычно проводятся исследования безубыточности, которые включают стоимость жизненного цикла, а затем вы достигаете точки, когда система HVDC становится более экономичной на основе этих факторов.

«Системы переменного тока требуют меньших капитальных затрат, но имеют гораздо более крутой наклон линии по мере увеличения расстояния. По длине они нуждаются в компенсации, особенно при высоких напряжениях, потому что им требуется то, что мы называем вольт-амперной реактивной поддержкой», — продолжил Курчи. «Системы HVDC имеют гораздо более высокие капитальные затраты, но по мере увеличения расстояния наклон линии становится более пологим. Итак, есть точка, где эти две линии пересекаются, и это ваша точка безубыточности — это функция расстояния, напряжения и передачи энергии».

Калбертсон вспомнил исследование, которым он занимался в начале своей карьеры. Он был выполнен для газовой компании, которая пыталась определить, что было бы более рентабельным: построить газопровод или линию электропередачи высокого напряжения постоянного тока из Туркменистана, где газа было много, в Пакистан, где требовалась электроэнергия, через Афганистан. . Оба варианта стоили очень дорого. В конечном итоге проект так и не был реализован во многом из-за политических волнений в регионе.

Но есть много проектов, которые продвигаются вперед. В марте 2017 года консорциум Siemens и Sumitomo Electric Industries Ltd. получил заказ на HVDC от индийского оператора электропередач Power Grid Corp. of India. Команда построит 200-километровую линию высокого напряжения постоянного тока, используя как подземные кабельные, так и воздушные линии, между Пугалуром, Тамил Наду, и Тричуром, Керала. Это будет первая в Индии линия HVDC с технологией VSC. Siemens поставляет две преобразовательные подстанции с двумя параллельными преобразователями мощностью 1000 МВт, а Sumitomo Electric отвечает за кабельную систему HVDC из сшитого полиэтилена в цепи постоянного тока. Общий объем заказов для двух компаний составляет около 520 миллионов долларов. Техприсоединение планируется в первом полугодии 2020 года.

Siemens также участвует в нескольких проектах в Великобритании. Nemo Link соединит национальные сети Великобритании и Бельгии с помощью подводного кабеля. «Сименс» отвечает за установку «под ключ» преобразовательной подстанции на участке площадью 8 гектаров на юго-востоке Англии, ранее занимаемом электростанцией Ричборо, и аналогичной преобразовательной подстанции в промышленной зоне Хердерсбруг в Брюгге, Бельгия. Ожидается, что линия протяженностью 140 км мощностью 1000 МВт и рабочим напряжением 400 кВ будет введена в коммерческую эксплуатацию в 2019 году.. Кроме того, ElecLink соединит электрические сети Великобритании и Франции. Кабели HVDC будут проложены через туннель под Ла-Маншем в рамках этого проекта. Линия протяженностью 51 км будет иметь мощность 1000 МВт и рабочее напряжение 320 кВ (рис. 3).

3. Преобразовательная станция HVDC. Показанный здесь конвертерный зал является частью линии электропередачи постоянного тока высокого напряжения между Францией и Испанией. В нем используются модули преобразователя на биполярных транзисторах с изолированным затвором HVDC Plus от Siemens для обеспечения мощности 1000 МВт с напряжением 320 кВ, что в настоящее время является самой мощной линией связи в мире с использованием технологии преобразователя источника напряжения. Предоставлено: Сименс

АББ также работает над проектом, который соединит рынки Англии и Франции. Линия мощностью 1000 МВт будет проходить от Чилинга, графство Хэмпшир, на южном побережье Англии, до Турба на севере Франции — расстояние 240 км через Ла-Манш. Кроме того, в начале июля компания ABB получила заказ на модернизацию линии постоянного тока высокого напряжения, которая соединяет северный и южный острова Новой Зеландии.

Разрешение и стоимость

«С моей точки зрения, одной из самых больших проблем для любого проекта является разрешение, особенно когда речь идет о линии протяженностью 500 или 1000 миль», — сказал Калбертсон. «Вы будете пересекать разные юрисдикции — города, округа, штаты или даже страны».

Однако эта проблема не ограничивается проектами HVDC. Любой проект передачи может столкнуться с трудностями при получении необходимых разрешений. Часто наблюдается негативная общественная реакция со стороны пострадавших жителей, которые не хотят видеть башни, проходящие через их районы или их землю. На западе США есть много федеральных земель, которые, возможно, придется пересечь, что усложняет получение разрешений от таких агентств, как Бюро управления земельными ресурсами.

Почти все проекты требуют той или иной формы исследования воздействия на окружающую среду для учета временных и постоянных воздействий, и этот процесс может занимать много времени, а иногда и годы. Кроме того, существуют требования к полосе отвода, которые необходимо соблюдать в отношении ширины для установки, эксплуатации и обслуживания, в зависимости от напряжения и количества линий. Существуют также обязательства по горизонтальному и вертикальному зазору — на самом деле ничего не оставлено на волю случая.

Хотя преобразовательные станции стоят дорого, проекты HVDC имеют некоторые преимущества по стоимости по сравнению с системами переменного тока. «Линии постоянного тока на самом деле могут быть дешевле из расчета на милю из-за конфигурации проводников», — сказал Калбертсон. «У вас должно быть три отдельных фазы для переменного тока, поэтому для большой линии у вас есть три набора проводов, обычно это несколько пучков проводов — очень тяжелых — и опоры должны быть довольно массивными, чтобы выдержать весь этот вес. Эта дополнительная сталь и алюминий также усиливают визуальный эффект.

«Линия постоянного тока может передавать сравнимое количество или даже большее количество энергии, используя только два набора проводников, а не три, поэтому опоры не должны быть такими большими, что приводит к гораздо меньшим затратам на установку передачи.