Corriente continua de alta tensión

Historia

El HVDC se demostró por primera vez en 1882 en Alemania. La tecnología se siguió desarrollando durante los años 30 en Suecia y la Alemania nazi. Los primeros usos comerciales se dieron en la Unión Soviética y Suecia en 1951.

 

Detalles técnicos

Convertidor

El convertidor del sistema HVDC convierte la electricidad de CA en CC o viceversa. Al convertir la CA en CC, actúa como un rectificador. Al convertir la CC en CA, actúa como un inversor.

Tipos de convertidores HVDC:

• Convertidores conmutados en línea (LCC)
• Convertidores de fuente de tensión (VSC)

Transformador convertidor

El transformador de la estación convertidora asegura que la estación esté aislada del sistema de CA conectado al sistema HVDC. También proporciona el nivel de tensión correcto que se convertirá en tensión continua.

Filtro de armónicos

Dado que los armónicos se producen siempre en los equipos electrónicos, los filtros de armónicos se utilizan en el terminal de CA del convertidor. Los filtros de armónicos de CC también pueden utilizarse en la línea de CC después de la conversión CA/CC.

Electrodo

El electrodo proporciona una vía de retorno a tierra para la corriente de línea en configuración monopolar y la corriente desequilibrada en configuración bipolar.

 
Transformador convertidor HVDC  


Convertidor HVDC  

Configuraciones

Monopolo

En la configuración de monopolo HVDC, uno de los terminales del rectificador está conectado a tierra. El otro terminal está conectado a la línea de transmisión. El terminal conectado a tierra puede conectarse a la conexión correspondiente en la estación inversora mediante un segundo conductor.

Bipolar

En la configuración bipolar de HVDC se utiliza un par de conductores, cada uno de ellos a un alto potencial con respecto a tierra en polaridad opuesta. La corriente continua circula por el polo positivo y vuelve por el negativo. El punto de conexión entre los polos positivo y negativo está conectado a tierra.

En esta configuración, no circula prácticamente ninguna corriente de tierra o neutro. Cuando un polo se rompe, la mitad de su capacidad de transferencia sigue estando disponible.

Espalda a espalda

Una estación HVDC back-to-back es una estación HVDC en la que ambos convertidores se encuentran dentro de la misma zona del edificio y en la que la longitud de la línea de CC se mantiene lo más corta posible.

 
Configuración bipolar HVDC  


Configuración de monopolo HVDC  

Ventajas y desventajas

Ventajas

• El HVDC es más económico que el HVAC para transmitir grandes cantidades de energía a largas distancias
• Las líneas HVDC necesitan menos conductores que las líneas HVAC
• Las líneas HVDC utilizan conductores más finos para la misma cantidad de energía transmitida en las líneas HVAC porque las líneas HVDC no tienen efectos de piel
• Los sistemas HVDC pueden transferir energía entre diferentes sistemas de frecuencia de CA
• Las líneas subterráneas o submarinas de HVDC no tienen capacidad de línea como las de HVAC, por lo que no necesitan bobinas de carga

Desventajas

• Los sistemas HVDC tienen menor disponibilidad que los sistemas HVAC
• Las estaciones convertidoras necesarias para el HVDC son caras y tienen una capacidad de sobrecarga limitada
• En las distancias más cortas de las líneas de transmisión, las estaciones convertidoras de HVDC tendrán más pérdidas que los sistemas HVAC de distancias equivalentes
• Los disyuntores HVDC son más difíciles de construir que los disyuntores HVAC
• Las operaciones de los sistemas HVDC requieren que se guarden más piezas de repuesto que los sistemas HVAC
• La tecnología HVDC cambia más rápido y está menos estandarizada que la tecnología HVAC

 

Instalaciones HVDC

•  Australia: Australia continental-Tasmania
•  Canadá: Nueva Inglaterra-Quebec
•  China: Shanghai-Xiangjiaba
•  Rusia: Moscú-Kashira
•  Suecia: Suecia continental-Gotlandia