Khảo sát phân bố công suất trong hệ thống điện có đường dây HVDC

7 CHƯƠNG TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ TRUYỀN TẢI ĐIỆN HVDC 1.1 Lịch sử phát triển công nghệ truyền tải điện chiều Điện chiều (DC) phát minh Thomas Alva Edison (18471931), hệ thống truyền tải điện hệ thống điện chiều, công suất thấp điện áp thấp Năm 1929, kỹ sư công ty ASEA (Allmana Svenska Electriska Aktiebolaget) Thụy Điển nghiên cứu phát triển hệ thống van hồ quang thủy ngân việc đóng cắt tần số lưới sử dụng việc truyền tải điện chiều với công suất điện áp cao Các thử nghiệm tiến hành Thụy Điển Mỹ vào năm 1930 để kiểm tra hoạt động van hồ quang thủy ngân trình chuyển đổi chiều truyền tải thay đổi tần số Truyền tải điện cao áp chiều (HVDC – High Voltage Direction Current) có ưu điểm vượt trội so với so với truyền tải HVAC trường hợp đặc biệt Ứng dụng thương mại truyền tải HVDC đất liền Thụy Điển - đảo Gotland vào năm 1954 Đây hệ thống van hồ quang thủy ngân với công suất truyền tải 20MW tổng chiều dài 98km sử dụng cáp ngầm vượt biển Kể từ đó, truyền tải HVDC có phát triển gia tăng số lượng Sự đời khóa Valve Thyristor làm cho truyền tải HVDC ngày trở nên thu hút Năm 1972, van thể rắn ứng dụng Canada thuộc tỉnh New Brunswick Quebec Van Thyristor ngày trở thành thiết bị chuẩn cho trạm biến đổi DC Sự phát triển gần thiết bị chuyển đổi làm cho kích thước chi phí đầu tư giảm đáng kể độ tin cậy cải thiện đáng kể Những phát triển dẫn đến sử dụng rộng rãi truyền tải HVDC Tại Bắc Mỹ, tổng công suất liên kết HVDC năm 1987 14.000MW[1] Cho đến thời gian gần với phát triển linh kiện bán dẫn công suất lớn thúc đẩy truyền tải HVDC đến thành công vượt bật với đường dây lớn 2000km, 800kV DC lưỡng cực, lớp Thyristor Classic, công suất 64000MW[13] Xiangjiaba – Shanghai, Trung Quốc thời gian xây dựng kỷ lục năm Tính đến nay, phát triển công nghệ HVDC trải qua hệ van như: Van hồ quang thuỷ ngân (1954), Thyristor hệ (1970) Thyristor hệ (1980), Transistor – IGBT (2000) Kể từ năm 2000 trở công nghệ truyền tải cao áp chiều với công nghệ đại linh kiện bán dẫn với tên gọi cho công nghệ chuyển đổi HVDC Light[19] Trên giới có 79 công trình truyền tải điện chiều xây dựng (trong có 33 trạm Back to Back, 46 đường dây truyền tải), có công trình vận hành giai đoạn từ đến năm 2010 (2 dự án Mỹ, Trung Quốc, Na Uy – Hà Lan, Australia Estonia – Phần Lan) Hiện có 14 hạng mục đường dây siêu cao áp chiều 500kV vận hành giới Trung Quốc, Ấn Độ, Mỹ Canada Chiều dài trung bình đường dây 1174 km, công suất tải khoảng từ 1500 đến 3000 MW[9] Bảng 1.1 Danh sách liệt kê công trình đường dây truyền tải HVDC xây dựng, vận hành dự kiến vận hành giới từ 2010 đến nay[20] Tên Cáp ngầm (km) XiangjiabaShanghai Yunnan Guangdong Ningxia Tianjing Hulunbeir -Liaoning BritNed Dây không (km) Công suất Năm (MW) Loại Ghi 2071 ±800 6400 2010 Thyr ABB, Siemens, NR 1418 ±800 5000 2010 Thyr Siemens 3000 2010 Thyr 920 245 Điện áp (kV) (Protetion & Control) ±500 3000 2010 Thyr ABB, NR (Protetion & Control) 450 1000 2010 * Thyr Siemens StoreBælt Trans Cable 56 400 600 2010 * 85 200 400 2010 970 350 300 2010 IGBT 3000 2011 Thyr 1200 2011 Thyr 500 400 800 3000 200 (2x) 2011 2011 2011 2011 Thyr Thyr Thyr Thyr 2011 Thyr Bay Caprivi Link North Shaanxi Shandong Shandong East B2B Melo B2B Cometa Fenno-Skan Sumatera - Jawa 247 200 700 Jindo - Jeju 250 40 Xiluodo Guangdong 130 Alstom ±800 7200 2012 Thyr (Protetion & Control) 1825 800 6000 2012 * Thyr ABB 2375 ±600 2x 3150 2013 -14 Thyr ABB & Alstom 960 500 2500 2012 Thyr 1000 2012 Thyr 2x 400 2013 Thyr 300 800 2012 IGBT 350 700 2012 Thyr 500 2012 6400 2013 Thyr 3000 2013 Thyr 185 2013 Thyr 570 1286 ±500 Ridgefield B2B (Hudson Project) Akhaltsikhe B2B Siemens & Pirelli 2100 200 East West Interconnector Jinhong - Thailand 119 IGBT NR Jinping - East China(Sunan) BiswanathAgra Rio Madeira Transmission system Mundra Haryana North Central B2B Rio Madeira Back-to-back station HVDC BorWin2 103 250 500 500 Thyr 185 10 HVDC DolWin1 96 700 2013 Thyr HVDC HelWin1 165 320 800 2013 IGBT Bheramara B2B 130 250 576 2013 IGBT 158 500 2013 Thyr HVDC SylWin1 ABB NR Estlink Mackinac B2B Railroad DC Tie SydVästlänke n Humeng Shandong Xiluodo Hanzhou Irkutsk Beijing ±800 6400 2014 Thyr 320 864 2014 IGBT 450 650 2014 Thyr 70 200 2014 IGBT 21 150 2014 Thyr 300 2x720 20132015 IGBT ±800 6400 2015 Thyr ±800 6400 2015 Thyr ±800 6400 2015 Thyr ±800 6400 2015 Thyr 600 3000 2015 414 600 2000 2015 450 300 700 2015 IGBT ABB 135 320 900 2015 IGBT ABB 158 ±80 100 2015 IGBT ±800 6400 2016 Thyr 205 157 197 - Nuozhadu Guangdong TransWest Express Western HVDC Link HVDC NordBalt HVDC DolWin2 HVDC HelWin2 Alytus B2B HVDC Finland - Åland Jinsha River II East China (Protetion & Control) 14 63 ABB Alstom 11 Goupitan Guangdong Rock Island Clean Line HVDC ItalyCroatia Humeng Liaoning Hami Central China Jinsha River II - Fujian Tres Amigas SuperStation Bakun HVDC 805 3000 2016 Thyr 3,500 2017 Thyr 3000 2017 Thyr ±800 6400 2018 Thyr ±800 6400 2018 Thyr ±800 6400 2018 Thyr ±600 5000 670 1030 500 Labrador -Island Transmission Link 36 1167 450 Shanghai -Shensi 63 60 ±50 Maritime Transmission Link 180 INELFE 60 IGBT Thyr Thyr 2000 Đang thi công Đang thiết kế 800 500 ±320 Siemens Thiết kế Thiết kế 2014 IGBT Đang thi công 1.2 Thành tựu đạt công nghệ truyền tải điện Từ năm 1970 trở lại đây, phát triển khoa học kỹ thuật công nghệ làm cho công nghệ truyền tải có phát triển vượt bậc Các thành tựu đạt công nghệ truyền tải HVDC đáng kể từ yêu cầu cải tiến hỗ trợ tương quan thúc đẩy phát triển nghiệp công nghiệp điện tử công suất cáp ngầm DC Và theo sau loại hình ứng dụng mà HVDC thực HVAC làm được: - Kết nối hai hệ thống có tần số khác (Back to Back Point to Point) Điều cho phép liên kết hệ thống không đồng Giúp hạn chế nhiều cố mà thường gặp phải hệ thống truyền tải điện xoay chiều như: dao 12 động điện áp, sóng hài, bù công suất phản kháng, tổn thất đường truyền, điều khiển dòng cố… - Truyền tải công suất lớn đường truyền khoảng cách lớn 600km có lợi kinh tế Xây dựng đường dây cao áp xoay chiều thường phải gánh trả chi phí lớn cho việc giải tỏa hành lang an toàn truyền tải cột chống đỡ dây dẫn qua địa hình khó khăn sông, biển, núi rừng… - Công nghệ siêu dẫn cáp ngầm: Công nghệ siêu dẫn nhiệt độ cao có xu hướng phát triển nhanh chóng Dây dẫn sử dụng vật liệu siêu dẫn chịu nhiệt cho phép dẫn dòng cao gấp đến lần dây dẫn bình thường Các đường dây không sử dụng dây nhôm lõi composite, thay dây nhôm lõi thép thông thường công suất truyền tải gấp lần, phù hợp cho việc truyền tải điện thành phố lớn mà hành lang an toàn hạn chế Cáp ngầm nước khoản cách lớn 30km Với AC điện dung cao (μF) đòi hỏi phải có bù 1.3 Cấu hình hệ thống HVDC Các kết nối DC phân thành ba loại chính: - Kết nối đơn cực - Kết nối lưỡng cực - Kết nối đồng cực 1.3.1 Kết nối đơn cực Hình 1.1 Kết nối đơn cực Cấu hình kết nối đơn cực mô tả hình 1.1 Hệ thống dùng dây dẫn, có có cực tính âm Đường dây trở thường dùng đất hay nước Các khảo sát cân nhắc chi phí thường đến việc dùng hệ thống 13 truyền tải cáp ngầm Đây cấu hình tiên phong cho việc phát triển lên cấu hình lưỡng cực Thay sử dụng đường dây trở qua đất, trường hợp điện trở đất lớn ảnh hưởng nhiễu loạn thông tin, tín hiệu đến công trình ngầm / nước người ta sử dụng đường dây kim loại làm đường dây trở trường hợp điện áp thấp 1.3.2 Kết nối lưỡng cực Kết nối lưỡng cực trình bày hình 1.2 Kết nối có hai dây, dây dương dây âm Mỗi đầu điều có biến đổi điện áp có điện áp định mức nhau, mắc nối tiếp phía chiều Điểm nối hai biến đổi nối đất Lúc bình thường, dòng điện hai cực nhau, dòng qua đất không Hai cực vận hành độc lập Nếu hai cực bị cô lập cố đường dây dẫn, cực hoạt động với đất đường dây trở mang nửa tải Nhược điểm chi phí xây dựng đường dây trạm chuyển đổi cao cấu hình đơn cực Hình 1.2 Kết nối lưỡng cực Theo quan điểm chống sét, đường dây lưỡng cực xem hiệu tương đương với đường dây xoay chiều hai mạch Trong hoạt động thường có ảnh hưởng nhiễu hoạ tần đến công trình lân cận Việc đảo chiều công suất thực cách thay đổi cực tính hai cực thông qua điều khiển 14 Trong trường hợp dòng tản qua đất không thuận lợi không thực tốt việc nối đất điện trở đất cao ảnh hưởng đến công trình ngầm lúc dùng đường dây dẫn thứ ba làm đường dây trở cho dòng điện có cực ngừng hoạt động có không cân lúc vận hành hai cực Dây dẫn thứ ba yêu cầu mức cách điện thấp dùng làm dây bảo vệ chống sét đường dây không Từ kết nối đơn cực lưỡng cực, có kiểu kết nối hệ thống truyền tải điện chiều sau: - Trạm Back-to-Back: Sử dụng hệ thống xoay chiều đấu nối với địa điểm, không cần đường dây truyền tải cầu chỉnh lưu – nghịch lưu, dùng cấu hình đơn cực lưỡng cực Trạm Back-to-Back thường ứng dụng đấu nối hệ thống điện khác tần số bản, hệ thống không đồng Vì biến đổi nằm tập trung nên thuận lợi cho việc điều khiển bảo dưỡng thiết bị - Kiểu kết nối trạm: Được sử dụng phương án xây dựng đường dây truyền tải cao áp chiều tỏ kinh tế đấu nối trạm chuyển đổi vị trí cách xa nhau, kiểu truyền tải chiều phổ biến Mỗi mạch đường dây chiều ± 500kV (2 cực) có khả tải khoảng 3000MW, thông thường sử dụng đường dây không, tải lượng công suất lớn khoảng cách xa - Kiểu truyền tải nhiều trạm: Khi có từ trạm chuyển đổi trở lên vị trí địa lý khác đấu vào hệ thống chiều, đấu nối tiếp song song Khi tất trạm có điện áp kết nối gọi kiểu kết nối song song, sử dụng công suất trạm lớn 10% tổng công suất trạm chỉnh lưu Nếu nhiều chuyển đổi kết nối nối tiếp vào hay hai cực ta có kiểu kết nối nối tiếp, ứng dụng công suất trạm nhỏ 10% tổng công suất trạm chỉnh lưu Chi phí dành cho trạm thêm vào lớn, kiểu truyền tải nhiều trạm khó đạt tiêu kinh tế 15 - Kiểu nối tổ máy: Hệ thống truyền tải điện chiều đấu nối vào đầu máy phát điện, thích hợp với máy phát thủy điện tuabin gió đạt hiệu suất cao Điện xoay chiều nhận phía nghịch lưu có tần số 50 Hz (hoặc 60 Hz) không phụ thuộc vào tốc độ tuabin - Kiểu chỉnh lưu Diode: Ứng dụng công suất điện chiều truyền tải theo hướng nhất, hệ thống van chỉnh lưu cần dùng Diode thay Thyristor, công suất truyền tải điều khiển phía nghịch lưu, đặc biệt có lợi kiểu kết nối tổ máy phát điều khiển dòng công suất dựa vào điều khiển điện áp xoay chiều thông qua hệ thống kích từ máy phát Kiểu đấu nối cần sử dụng loại máy cắt xoay chiều tốc độ cao máy phát chỉnh lưu để bảo vệ dòng cho Diode có ngắn mạch đường dây chiều Đa cực nối tiếp Back-to-Back Hệ thống cực Đa cực song song Hình 1.3 Các kiểu kết nối truyền tải chiều 1.3.3 Kết nối đồng cực Kết nối đồng cực có cấu hình 1.4 gồm hai hay nhiều dây có cực Tuabin gió thủy điện Kiểu nối tính Thường chọn cực cấp tínhchoâm lưu có nhiễu thông tin vầng quang gây chỉnh Đường trở thông qua đất Khi có cố dây, biến đổi sẵn sàng để cung cấp cho đường dây lại với chừng mực tải Về mặt cấu hình đồng cực thuận lợi đường trở qua đất chấp nhận 16 Trong trường hợp dòng trở nối đất có ảnh hưởng công trình đường ống kim loại dẫn dầu khí cách vài dặm Khi đường ống trở thành đường dây dẫn dòng trở Do đó, cấu hình dùng đường dây trở đất thường không sử dụng Hình 1.4 Kết nối đồng cực Trong hệ thống HVDC “lưng kề lưng” (B2B) dùng cho liên kết không đồng bộ, thiết kế vận hành hành đồng cực hay lưỡng cực với số nhóm khác van cho cực phù thuộc vào mục đích liên kết độ tin cậy mong muốn Hầu hết kết nối HVDC kết nối “điểm – điểm” (PtP) bao gồm đường dây lưỡng cực vận hành trường hợp khẩn cấp Chúng thiết kế để có độc lập cực nhằm tránh điện đường dây lưỡng cực 1.4 Các phần tử hệ thống HVDC Các thành phần hệ thống HVDC mô tả hình 1.5, ví dụ mô hình lưỡng cực Sau mô tả tóm lược phần tử hệ thống 1.4.1 Bộ biến đổi 17 Là thành phần quan trọng hệ thống HVDC Biến đổi AC/DC (chỉnh lưu) DC/AC (nghịch lưu), gồm cầu van máy biến áp có đầu phân áp Cầu van gồm van cao áp mắc theo sơ đồ xung 12 xung Các máy biến áp biến đổi cung cấp nguồn điện ba pha với điện áp thích hợp cho cầu van Với cuộn dây máy biến áp phía van không nối đất, hệ thống điện chiều nối đất riêng nó, thường nối đất đầu âm hay đầu dương cuối cầu van Hình 1.5 Sơ đồ nguyên lý hệ thống HVDC lưỡng cực 1.4.1.1 Van Thyristor Thành phần thiếu chuyển đổi công suất chiều van Van cấu tạo từ nhiều Diode công suất mắc nối tiếp gọi van không điều khiển được, cấu tạo từ chuỗi Thyristor gọi van điều khiển Valve không điều khiển Valve điều khiển được (cấu tạo từ Diode) (cấu tạo từ Thyristor) Cầu chỉnh lưu không điều khiển Cầu chỉnh lưu điều khiển 18 Hình 1.6 Ký hiệu van cầu chỉnh lưu Thyristor khóa đóng cắt bán dẫn bao gồm lớp PNPN ghép nối tiếp lại, thiết bị chỉnh lưu có điều khiển vật liệu silicon, viết tắt SCR Cấu tạo bên Thyristor khóa gồm đầu cực: Anode, Cathode Gate Dòng điện qua Thyristor theo chiều từ Anode sang Cathode thời điểm bắt đầu dẫn dòng tùy thuộc vào điều khiển cực Gate Hình 1.7 Cấu tạo, ký hiệu sơ đồ Thyristor Một van Thyristor tạo từ số lượng Thyristor mắc nối tiếp để có điện áp định mức mong muốn mắc song song để có dòng điện định mức mong muốn Đối với hệ Thyristor đại có khả chịu dòng điện cao không cần thiết Số lượng Thyristor nối tiếp van xác định theo điện áp định mức, nguyên lý bảo vệ áp độ Thông thường số lượng Thyristor van thường lắp dư để đề phòng, lượng Thyristor lắp dư để dự phòng vào khoảng từ – 7% tổng số lượng Thyristor cần thiết Các van thông thường cách điện khí làm mát khí, nước, dầu hay freon Trong trạm biến đổi ngày người ta hay làm mát nước để giảm tổn thất công suất Van đoạn Van đoạn Van đoạn 19 Hình 1.8 Các kiểu xếp van Tùy theo cấu trúc lựa chọn mạch biến đổi mà nhà sản xuất chế tạo module phù hợp, ví dụ module van, van hay van Đối với mạch biến đổi 12 xung dùng phổ biến người ta hay dùng module van ghép lại Thông thường nhà sản xuất chế tạo module van theo cấp 50, 125, 250 kV với dãy dòng định mức: 800A, 1000A,….2000A, 3000A…, 4000A[4] Ngoài để tăng cường độ an toàn tin cậy cho van Thyristor, người ta phát triển công nghệ dùng chống sét, tụ điện, cuộn kháng hạn dòng…, ghép vào module Thyristor để cải thiện đặc tính làm việc chịu dòng, áp van[8] Bên cạnh phát triển kỹ thuật điều khiển vi điện tử để điều khiển hoạt động trực tiếp cách tự động van nhằm thay kịp thời hỏng hóc bảo vệ an toàn cho chúng Chính cải tiến liên tục có hiệu công nghệ giúp cho trạm HVDC làm việc tin cậy an toàn 1.4.1.2 Máy biến áp chuyển đổi Hiện đa số tất trạm biến đổi HVDC dùng biến đổi cầu 12 xung Mức điện áp phía chuyển đổi máy biến áp dùng cho trạm back-to-back dựa vào khả truyền tải dòng điện định mức Thyristor Đối với đường dây dài, điện áp van xác định cách tổng quát mật độ dòng điện kinh tế quan hệ theo chi phí cách điện Một số kiểu máy biến áp cho biến đổi: - Ba pha, ba cuộn dây Dùng máy biến áp cho phía hệ thống - Ba pha, hai cuộn dây Dùng hai máy biến áp cho phía hệ thống - Một pha, ba cuộn dây Dùng ba máy biến áp cho phía hệ thống - Một pha, hai cuộn dây Dùng sáu máy biến áp cho phía hệ thống Công suất định mức máy biến áp chọn theo công suất định mức biến đổi Do Thyristor có khả chịu dòng tải không cao công suất định mức máy biến áp nên chọn sát với mức trần bình thường (mức công suất tải định mức bình thường) biến đổi 20 Hình 1.9 Các dạng kết nối máy biến áp Hình 1.10 Bộ biến đổi mạch cầu 12 xung Công suất định mức xác định cách tối ưu cho mạch biến đổi 12 xung biến đổi với hệ số sử dụng cao là[2]: ST = 1,047×Vd0×Id Trong đó: Vd0: Điện áp DC định mức cực đại chưa có góc kích trễ Id: Dòng điện định mức qua biến đổi Đặc tính quan trọng máy biến áp biến đổi tổng trở ngắn mạch, ảnh hưởng đến thời gian đảo mạch giới hạn dòng ngắn mạch đường dây DC Bộ đổi nấc máy biến áp sử dụng chủ yếu để giảm nhu cầu tiêu thụ công suất phản kháng biến đổi dãy tỉ số biến điện áp thay đổi tùy theo sơ đồ mạch biến đổi đặc trưng hệ thống Nó thay đổi từ ±5% đến ±20% Bộ đổi nấc máy biến áp thiết kế với tiêu chuẩn khí cao nhất, số lượng nấc biến áp nhiều đổi nấc cho AC nhiều Để nâng cao khả người ta dùng đổi nấc máy biến áp đặt chân không 21 Về giá máy biến áp cho biến đổi chiếm tỉ lệ nhiều trạm HVDC dạng Back-to-Back 1.4.2 Cuộn kháng nắn dòng Đây cuộn kháng có điện cảm lớn có điện cảm từ 0.5 đến 1.0H[6] mắc nối tiếp với cực trạm biến đổi Nó đáp ứng mục đích sau: - Giảm hoạ tần điện áp dòng điện đường dây chiều - Tránh cố chuyển mạch nghịch lưu - Tránh dòng điện trở nên không liên tục mang tải thấp, giới hạn đỉnh dòng điện chỉnh lưu xảy ngắn mạch đường dây chiều Các cuộn kháng dạng kháng điện tuyến tính hay phi tuyến với điện trở thấp điện kháng phù hợp yêu cầu Không có tiêu chuẩn rõ ràng cho việc lựa chọn cuộn kháng đường dây Khi điện kháng cuộn dây tăng lên dòng DC phẳng, dạng sóng lượng họa tần DC cải thiện nhiên lại làm cho đáp ứng điều khiển chậm lại tần số cộng hưởng bị giảm làm cho ổn định điều khiển dòng điện trở nên khó khăn Đối với van Thyristor đại, yêu cầu điện kháng cuộn dây thấp nhiều thân van có mạch hạn dòng Những cuộn kháng thường dùng loại có cách điện làm mát không khí Mạch từ cuộn kháng DC gồm khung sắt bao quanh cuộn dây ruột (lõi) không khí 1.4.3 Bộ lọc họa tần (sóng hài) Bộ biến đổi sinh họa tần điện áp dòng điện hai phía xoay chiều chiều Họa tần nguyên nhân gây phát nóng tụ điện máy phát gần đó, làm nhiễu tín hiệu thông tin liên lạc Mạch lọc dùng hai phía xoay chiều chiều Tần số họa tần đặc trưng bội số xung chuyển mạch biến đổi tần s, số chu kỳ theo công thức n = pk ± (với k = 1, 2,3, ) Đối với mạch biến đổi thường dùng số lượng xung chuyển mạch 12 Do họa tần đặc trưng n = 12k ± (có nghĩa 11, 13, 23, 25, ) Các họa tần không đặc trưng có tất phần khác nguồn họa tần theo số hệ số riêng Chúng sinh kết điện dung rải mạch biến đổi, đối xứng tổng trở cuộn dây khác máy biến áp khác biệt giá trị khác góc kích biến đổi 22 Để giảm dòng họa tần người ta dùng lọc dạng bị động phía AC DC biến đổi Việc dùng biến đổi cầu 12 xung có tác dụng làm giảm đáng kể lượng họa tần bậc cao tạo đường dẫn tổng trở thấp dẫn dòng họa tần số tần số xác định xuống đất Những yêu cầu lọc AC: Làm giảm hệ số biên độ họa tần tổng tới mức độ định trước cho họa tần giữ họa tần nằm khoảng giới hạn định Phù hợp với nhu cầu công suất phản kháng biến đổi, có xét thành phần bù có điều khiển khác hệ thống Không nhạy cảm với dao động tần số bất đối xứng hệ thống Các yếu tố cần quan tâm thiết kế lọc họa tần bậc cao cho trạm biến đổi: Dung lượng lọc phải xác định theo nhu cầu công suất phản kháng biến đổi có so sánh kinh tế với máy phát, tụ bù tĩnh, máy bù đồng bộ, SVC Chất lượng (Q) lọc đặc trưng độ chỉnh nhuyễn, hệ số phẩm chất phân biệt loại lọc lọc thông cao lọc có điều chỉnh Tiêu chuẩn chọn lọc họa tần phía DC: Mạch biến đổi dạng cầu 12 xung tạo 12 chu kỳ nhấp nhô dòng DC, có nghĩa điện áp bị đảo mạch 12 lần, thành phần họa tần 12xn pha sinh dây Phần lớn lượng họa tần bị giảm nhờ cuộn kháng cản dòng Các lọc DC chủ yếu thiết kế nhằm đảm bảo lượng họa tần dây DC mức chấp nhận Nếu giá trị cuộn kháng tăng lên lượng họa tần lọc giảm nhỏ lại, nhiên kích thước cuộn kháng lại ảnh hưởng đến yếu tố vận hành khách quan toàn hệ thống Các phương án lọc họa tần DC: Một dùng lọc bị động hai dùng lọc tích cực Các lọc DC thường dùng để triệt tiêu họa tần 12, 24, 36 Có thể dùng lọc “chỉnh tần số” hay “chỉnh hai tần số” cho họa tần 12, 24 “lọc thông cao cho họa tần bậc 36 trở lên” Các lọc không giữ nhiệm vụ cung cấp công suất phản kháng cho trạm biến đổi nên có kích thước nhỏ, tổn thất 1.4.4 Nguồn cung cấp công suất phản kháng Trong trình vận hành thực chất công suất kháng tiêu thụ khoảng 50% công suất tác dụng tải qua Trong tình trạng độ yêu cầu công suất kháng lớn Nguồn công suất phản kháng đặt gần biến đổi Trong hệ thống 23 điện xoay chiều lớn, công suất phản kháng tao cách bù ngang Điều phù thuộc vào yêu cầu đặt cho hệ thống kết nối chiều hệ thống xoay chiều mà phần công suất phản kháng tạo từ máy bù tĩnh bù đồng Các tụ điện mạch lọc bù phần công suất phản kháng yêu cầu 1.4.5 Điện cực Hầu hết kết nối DC thiết kế sử dụng đất đường dây trung tính thời điểm Việc nối đất phải có bề mặt dẫn điện đủ lớn để hạn chế mật độ dẫn điện điện trường Dây dẫn nối đất xem điện cực Như vậy, cần thiết để hạn chế dòng điện qua đất phải dùng dây kim loại phần tử thiếu hệ thống truyền tải HVDC 1.4.6 Đường dây chiều Là đường dây không hay cáp ngầm Ngoại trừ số dây dẫn khoảng cách yêu cầu dây, đường dây DC trông giống đường dây AC Các đường cáp ngầm cao áp chiều thường dùng để truyền tải điện qua biển Loại cáp phổ biến cáp dầu (oil filled cable) cáp đặc (solid cable) Trong nhiều trường hợp, cáp đặc kinh tế chất cách điện cấu tạo từ lớp giấy tẩm dầu có độ nhớt cao Ngày thiết kế cho cáp đặc độ sâu khoảng 1000m không gặp giới hạn khoảng cách Loại cáp dầu có chất cách điện dầu có độ nhớt thấp đầy cáp làm việc với áp suất định Khoảng cách lớn cho loại cáp dầu khoảng 60 km 1.4.7 Máy cắt điện AC Để loại trừ số cố máy biến áp để tách kết nối DC khỏi hệ thống vận hành, máy cắt đặt phía xoay chiều Chúng không dùng để giải trừ cố phía chiều cố thực nhanh chóng cách điều khiển biến đổi 1.4.8 Hệ thống làm mát van Hệ thống làm mát van dùng để tản nhiệt sinh van Thyristor biến đổi suốt trình vận hành Các trạm HVDC đại ngày sử dụng nước làm chất làm mát chủ yếu Để tản nhiệt “thùng tản nhiệt” đặt vào khoang liên kết Thyristor (sự tản nhiệt 24 phá hủy cấu trúc chúng) Nhiệt độ tối đa liên kết để giữ khả chịu điện áp định mức Thyristor xấp xỉ 120 0C Ngoài thành phần khác có sinh nhiệt mạch cuộn kháng cản dòng, mạch phân áp RC làm mát nước Ngoài làm mát nước người ta dùng khí glycol  ... dùng dây kim loại phần tử thiếu hệ thống truyền tải HVDC 1.4.6 Đường dây chiều Là đường dây không hay cáp ngầm Ngoại trừ số dây dẫn khoảng cách yêu cầu dây, đường dây DC trông giống đường dây. .. yêu cầu công suất kháng lớn Nguồn công suất phản kháng đặt gần biến đổi Trong hệ thống 23 điện xoay chiều lớn, công suất phản kháng tao cách bù ngang Điều phù thuộc vào yêu cầu đặt cho hệ thống. .. công nghệ đại linh kiện bán dẫn với tên gọi cho công nghệ chuyển đổi HVDC Light[19] Trên giới có 79 công trình truyền tải điện chiều xây dựng (trong có 33 trạm Back to Back, 46 đường dây truyền