Högspänd likström

teknik för elkraftsöverföring på längre sträckor

Högspänd likström , eller HVDC (av engelskans high voltage direct current), är förutom en beskrivning av likström med högspänning, en teknik för att föra över elkraft över längre sträckor (50 mil+) med lägre förluster jämfört med konventionell växelspänningsteknik.

Stolpar för högspänningsledningen på svenska sidan av HVDC-förbindelsen för Baltic cable.

AnvändningRedigera

 
  Existerande länkar
  Under konstruktion
  Föreslagna

HVDC-förbindelser i Europa, huvudsakligen sjökabellänkar.

Tekniken används till exempel vid överföring av elektrisk energi över längre sträckor via sjökabel eller luftlinje. Tekniken används också för att överföra elkraft mellan två näraliggande asynkrona växelströmsnät där inte växelströmsteknik är möjlig.

En vanlig användning för HVDC är vid anläggning av kraftledningar på havsbotten. Om växelström hade använts blir förlusterna vid ökande ledningslängd betydande, då spänning och ström kommer att fasförskjutas på grund av hög kapacitans i en växelströmsledning. I en likströmsledning uppstår endast rent resistiva förluster, medan det i en växelströmsledning tillkommer reaktiva förluster genom att spänning och ström inte är i fas. Dessutom tillkommer så kallad skinneffekt då växelström har tendensen är koncentreras på ytan av en metalledare medan det går mycket mindre ström i den centrala delen av en tjock metalledare. Då blir den effektiva ytan mindre än den geometriska och därför blir resistansen högre för växelström än för likström, som saknar denna effekt.

HistorikRedigera

Världens första system för HVDC beställdes under 1940-talet för Berlin i Tyskland. Systemet beställdes från Siemens.

TeknikenRedigera

 
Tyristorstyrd anläggning för HVDC i Kanada.

Det traditionella elnätet arbetar med växelström, som har fördelen att medge omvandling mellan olika spänningsnivåer med transformatorer. Genom att anpassa spänningen till lämplig nivå, och därefter använda likriktare omvandlas växelströmmen till högspänd likström. Detta möjliggör att överföra elkraft över långa avstånd med lägre effektförluster. Speciellt vid överföring i längre havs-eller markkablar blir förlusterna betydande med växelström. I den mottagande stationen "hackar" man upp strömmen med en växelriktare och skapar en växelström och anpassar samtidigt spänningen till det mottagande nätets nivå.

Anledningen till att likström inte används i stor skala, trots de lägre förlusterna, är att när kraftsystemen byggdes ut på 1800-talet så var det komplicerat, nästan omöjligt, att transformera spänningen i en likström. Med dagens tvångskommuterade strömriktare är det möjligt att bygga omvandlare med vilka man kan gå från en likspänningsnivå till en annan och då göra det möjligt att bygga likströmsnät.

Kostnaden för lik- och växelriktning har sjunkit, men är fortfarande inte försumbar. Detta gör att likströmsöverföring är lämpligt där stora effekter överförs över långa avstånd utan mellanliggande "avtappningar", då varje sådan anslutning måste förses med utrustning för växelriktning.

Det finns idag två tekniker för HVDC. Den ena, som bygger på tyristorer, kallas linjekommutering och utvecklades och togs i drift på 1950-talet av Asea. Den andra tekniken kallad tvångskommutering bygger på IGBT-transistorer som till skillnad mot tyristorer även medför kontrollerad släckning. Tvångskommuterade så kallade voltage source converters (VSC) utvecklades av ABB på 90-talet och har idag blivit en etablerad teknik.

Större leverantörer av HVDC-teknik är ABB, Alstom och Siemens.

Se ävenRedigera

Externa länkarRedigera