HVAC는 일반적으로 불균형적인 반응 보상 없이 전기적으로 관리가 가능하고 AC 네트워크에 직접 통합되는 이점을 갖는 케이블 링크에 적합합니다.. HVDC는 케이블 길이에 따라 가치를 얻습니다., 전송 용량, 비동기 그리드, 또는 제어된 전력 흐름으로 인해 변환기 스테이션이 가치 있게 됩니다.. 거리만으로는 결정을 내릴 수 없습니다.: 경로 유형, 전력 수준, 전압, 중복성, 사상자 수, 역 공간, 네트워크 동작, 케이블 자격, 평생 가용성은 하나의 전송 시스템으로 평가되어야 합니다..
따라서 HVAC 대 HVDC 연구는 네트워크 의무로 시작됩니다., 카탈로그 케이블이 아닌. 전력이 공급될 때 동일한 경로가 다른 기술을 선호할 수 있습니다., 보상, 우연성, 또는 연결 요구 사항 변경.
결정은 완전한 시스템 사이에서 이루어집니다., 두 개의 케이블 라벨이 아닌
HVAC는 시스템 주파수에서 교류 전류를 전송합니다.. 케이블 회로는 일반적으로 3상을 전달하고 변압기를 통해 연결됩니다., 개폐장치, 무효 전력 장비, 보호, 관절, 및 해고. HVDC는 송신단에서 AC를 DC로 변환합니다., 하나 이상의 극을 통해 전력을 전달합니다., 그런 다음 수신 측에서 다시 AC로 변환합니다..
케이블은 비교의 일부일 뿐이므로 이러한 구별이 중요합니다.. HVAC는 케이블의 정전 용량 및 무효 전력 동작 내부에 더 많은 경로 제약을 둡니다.. HVDC는 변환기 스테이션에 상당한 복잡성을 옮깁니다., 제어, 냉각, 배음, DC 보호, 및 케이블 변환기 인터페이스.
| 결정조건 | HVAC는 일반적으로 가치를 얻습니다. | HVDC는 일반적으로 가치를 얻습니다. |
|---|---|---|
| 케이블 길이 | 허용 가능한 충전 전류 및 보상을 갖춘 적당한 길이. | AC 충전으로 인해 가용 용량이 너무 많이 소모되는 장거리 육상 또는 해저 케이블. |
| 연결된 네트워크 | 양쪽 끝은 동기화된 AC 시스템의 일부로 작동합니다.. | 링크는 비동기식 네트워크를 연결하거나 엄격하게 제어되는 전력 교환이 필요합니다.. |
| 연결 패턴 | 중간 AC 탭 또는 메시형 네트워크 통합이 중요합니다.. | 지점 간 대량 전송이 지배적입니다.. |
| 단말 장비 | 기존 변전소 및 보상이 실용적입니다.. | 변환기 스테이션 비용, 발자국, 사상자 수, 유지 관리는 시스템 이점으로 인해 정당화됩니다.. |
| 프로젝트 제약 | 터미널의 단순성은 경로 제한보다 중요합니다.. | 경로 효율성과 제어 가능성이 터미널 복잡성보다 중요합니다.. |
XWA 고전압 전원 케이블 제품군 압출 HVAC 케이블 구성에 대한 컨텍스트 제공. AC 설계를 DC 서비스에 재할당할 수 있다는 증거로 읽어서는 안 됩니다.. DC 인증은 다양한 전기적 스트레스 및 테스트 기준을 따릅니다..
HVAC 케이블이 유용한 전력을 공급하기 전에 전류를 소비하는 이유
전원 케이블에는 절연체로 금속 차폐 또는 외장과 분리된 도체가 있습니다.. 해당 형상은 경로를 따라 분산된 커패시턴스를 생성합니다.. AC 전압에서, 전기장은 매 사이클마다 역전된다, 따라서 수신 측에서 유효 전력이 거의 소모되지 않는 경우에도 용량성 충전 전류가 계속 흐릅니다..
충전 전류는 주파수에 따라 증가합니다., 작동 전압, 케이블 용량, 및 경로 길이. 도체 전류 용량을 점유하고 무효 전력을 생성합니다.. 노선이 길어질수록, 보상 및 시스템 설계가 해당 효과를 해결하지 않는 한 유효 전력 전송에 사용할 수 있는 케이블의 열 전류 용량은 더 적습니다..
션트 리액터는 케이블 끝이나 중간 지점에서 무효 전력을 흡수할 수 있습니다.. 보상을 통해 실제 HVAC 경로를 확장할 수 있습니다., 하지만 기본 커패시턴스가 사라지지는 않습니다.. 원자로 위치, 스위칭, 전압 제어, 공명, 일시적인 과전압, 플랫폼 공간, 사상자 수, 그리고 우발상황 행동이 시스템 연구의 일부가 됩니다..
ENTSO-E는 HVAC 길이에 대한 자연스러운 제약으로 상당한 케이블 정전 용량 및 반응성 보상을 식별합니다.. 이전 업계 지침에서는 대략적인 교차 거리를 인용하는 경우가 많습니다., 하지만 그 숫자는 기술에 속합니다, 전압, 및 각 연구에 사용된 가정. 이는 보편적인 디자인의 한계가 아닙니다..
HVDC가 경로에서 제거하고 양쪽 끝에 추가하는 것
DC 케이블이 일정한 전압에 도달한 후, AC 주파수와 관련된 반복 용량성 충전 전류를 끌어오지 않습니다.. 이를 통해 긴 케이블 경로에서 유효 전력 전송을 위해 전류 전달 기능을 보다 직접적으로 사용할 수 있습니다.. DC는 또한 안정적인 작동 시 도체 표피 효과를 방지합니다., 실제 손실 비교에서는 여전히 선택한 도체를 사용해야 하지만, 온도, 극 배열, 부속품, 및 컨버터 작동점.
전환을 추가하면 이점을 얻을 수 있습니다.. 각 터미널에는 변환기 변압기가 포함될 수 있습니다., 전력 전자 밸브, 원자로, 필요한 경우 필터, 개폐장치, 통제와 보호, 냉각, 보조전원, 토목공사. 이러한 자산은 자본 비용을 추가합니다., 역 발자국, 전환 손실, 계획된 유지 관리, 저장됨, 인터페이스 위험.
HVDC도 시스템 동작을 변경합니다.. 전력 흐름이 능동적으로 제어됩니다.. 비동기 AC 네트워크는 동기화 없이 전력을 교환할 수 있습니다.. 전압 소스 변환기 시스템은 설계된 제어 범위 내에서 약한 네트워크를 지원할 수 있습니다., 라인 정류 시스템은 무효 전력 및 네트워크 강도 요구 사항이 다릅니다.. 따라서 변환기 선택은 케이블의 전압 파형에 영향을 미칩니다., 극성 의무, 결함 행동, 및 자격 프로그램.
건전한 비교를 통해 회피된 AC 경로 제약이 컨버터 시스템 의무를 감당할 가치가 있는지 묻습니다.. 경로가 길기 때문에 DC가 자동으로 더 효율적이라고 가정하지 않습니다., 또는 변환기가 없기 때문에 AC가 자동으로 더 저렴해집니다..
고정된 HVAC-HVDC 교차 거리가 없습니다.
교차점은 기술 경제적 모델의 결과입니다.. 모델 입력이 변경될 때마다 이동합니다.. 하나의 해외 수출 시스템에 대해 견적된 거리는 도시 육상 순환으로 이전될 수 없습니다., 인터커넥터, 또는 전압과 중복성이 다른 경로.
| 크로스오버를 움직이는 입력 | 결과가 바뀌는 이유 |
|---|---|
| 필요한 전력 및 전송 프로필 | 활용도가 높을수록 컨버터 투자를 정당화할 수 있음; 낮거나 가변적인 로딩 변경 손실 및 수익 가정. |
| AC 전압 및 케이블 용량 | 충전 전류 및 보상 의무는 실제 케이블 및 작동 전압에 따라 달라집니다.. |
| 경로 분할 | 잠수함, 매장된 땅, 터널, 다리, 오버헤드 섹션은 설치 및 수리 결과가 다릅니다.. |
| 회선 수 및 이중화 | N-1 기준, 여유 철학, 극 구성, 최대 인피드 손실은 장비 수량과 가용성을 변경합니다.. |
| 보상 개념 | 터미널 또는 중간 원자로가 HVAC 기능을 변경합니다., 발자국, 스위칭, 그리고 비용. |
| 변환기 기술 및 스테이션 위치 | LCC와 VSC는 네트워크가 다릅니다., 공간, 제어, 및 장비 영향. |
| 손실 평가 | 에너지 가격, 프로필 로드, 할인 기간, 보조소비 변화 평생경제학. |
| 정전 및 복구 전략 | 실패 결과, 수리 시간, 경로 접근, 저장됨, 서비스 계약은 수명주기 가치에 영향을 미칩니다.. |
그런 이유로, 방어 가능한 초기 연구에서는 일반적으로 동일한 부하 프로필에 대해 여러 HVAC 및 HVDC 구성을 평가합니다., 노선, 신뢰성 기준, 비용 연도, 가용성 가정. 하나의 최적화된 옵션과 하나의 불완전한 옵션을 비교하면 잘못된 결과가 생성됩니다..
각 기술이 어디에 적합한지 보여주는 5가지 경로 시나리오
1. 하나의 AC 그리드 내부에 적당한 지하 보강재
HVAC는 두 변전소가 동일한 동기화 네트워크에 속할 때 자연스러운 시작점이 되는 경우가 많습니다., 묻힌 길이는 관리 가능합니다., 터미널 보상은 스테이션 설계에 적합합니다.. 회로는 기존 AC 보호 및 변압기 인터페이스를 사용할 수 있습니다.. 열 등급, 외장 본딩, 설치 경로, 무효 전력 동작에는 여전히 프로젝트 계산이 필요합니다..
2. 긴 해외 수출 링크
긴 잠수함 수출 경로로 인해 HVAC 충전 전류 및 해상 보상이 어려워짐에 따라 HVDC가 점점 더 매력적이 되고 있습니다.. 비교에는 해상 변환 플랫폼 또는 육상 변환 장치가 포함되어야 합니다., 최대 수출 손실, 케이블 수리 전략, 전체 컨버터 및 케이블 시스템의 신뢰성. NREL 연구에 따르면 HVDC 해양 스테이션에는 변환기 질량과 설치 공간으로 인해 더 큰 플랫폼이 필요할 수 있습니다..
3. 비동기 네트워크 간의 상호 연결자
HVDC는 두 AC 시스템이 주파수와 위상을 공유할 필요가 없기 때문에 직접적인 기능적 이점을 제공합니다.. 제어된 전력 전송은 시장 교환 및 시스템 운영을 지원할 수 있습니다.. 그런 다음 프로젝트에는 정의된 제어 철학이 필요합니다., 전력 역전 의무, 결함 복구 동작, 변환기와 케이블 시스템 간의 데이터 조정.
4. 중간 연결이 필요한 경로
HVAC는 일반적으로 중간 변전소와 로컬 AC 부하를 보다 직접적으로 통합합니다.. 지점 간 HVDC 링크는 각 연결마다 추가 변환 및 보호 아키텍처가 필요할 수 있으므로 여러 중간 탭에 적합하지 않습니다.. 다중 단자 DC 시스템이 개발 중입니다., 그러나 상호 운용성, 제어, 보호는 프로젝트별 시스템 문제로 처리되어야 합니다..
5. 통행우선권이 제한된 매우 큰 규모의 복도
두 기술 모두 연구할 가치가 있습니다.. HVDC는 제한된 복도를 통해 제어 가능한 전송을 증가시킬 수 있습니다, HVAC는 기존 메시 네트워크와 더욱 간단하게 정렬될 수 있습니다.. 케이블 수, 지역 지휘자, 열 환경, 역 발자국, 최대 신용 손실, 건설 순서, 향후 확장에 따라 결과가 결정될 수 있습니다..
HVAC 및 HVDC 절연 시스템은 서로 바꿔 사용할 수 없습니다.
AC 스트레스 하에서, 건전 압출 단열 시스템의 전기장 분포는 주로 기하학과 유전율에 의해 결정됩니다.. 지속적인 DC 스트레스 하에서, 전계 분포는 전기 전도도에 크게 좌우됩니다., 온도와 전기적 스트레스에 따라 변하는 것. 따라서 부하된 절연체 전체의 온도 구배는 DC 필드를 재분배할 수 있습니다.. 공간 전하 및 극성 관련 과도 현상으로 인해 추가 고려 사항이 추가되었습니다..
이것이 바로 압출 HVAC 케이블이 도체 크기와 공칭 전압을 일치시켜서 HVDC에 적합하다고 선언할 수 없는 이유입니다.. 단열재 배합, 반도체 스크린, 제조 청결도, 해당되는 경우 탈기, 부속품, 현장 그레이딩, 전압 극성, 변환기 유형, 열 이력, 자격 증명은 하나의 검증된 DC 케이블 시스템에 속해야 합니다..
액세서리도 동등한 관심을 받을 가치가 있습니다. 조인트와 종단은 케이블의 균일한 방사형 필드를 방해하고 재료 인터페이스를 도입합니다.. CIGRE 지침은 HVAC 및 HVDC 모두에 대해 인터페이스 호환성 및 설치 제어를 중요하게 취급합니다., DC 스트레스에는 자체 평가가 필요하다는 것을 인식하면서.
표준 경계는 사양에 기록되어야 합니다.
IEC 60840 위의 압출 AC 케이블 시스템을 다룹니다. 30 kV까지 150 kV 정격 전압, 음까지 170 kV. IEC 62067 위의 압출 AC 시스템을 다룹니다. 150 kV까지 500 kV 정격 전압, 음까지 550 kV. 이 표준은 명시된 조건에서 고정 설치용 케이블 및 액세서리를 다룹니다.; 잠수함 시스템과 같은 특수 응용 분야에는 수정되거나 추가 테스트가 필요할 수 있습니다..
XWA 500 kV 케이블 페이지 해당 HVAC 제품 컨텍스트에 속합니다.. HVDC 자격 경로를 정의하지 않습니다..
압출형 HVDC 랜드 시스템용, 공식 IEC 62895 범위 최대 정격 전압에 도달 320 kV이며 잠수함 응용 분야에 수정되거나 특수한 테스트 조건이 필요할 수 있음을 명시적으로 언급합니다.. CIGRE 기술 브로셔 852 육지 및 해저 압출 DC 케이블 시스템에 대한 권장 사항을 다음까지 확장합니다. 800 kV 및 전압에 따라 임무 차별화, 스트레스, 변환기 유형, 및 적용.
| 체계 | 참고 근거 | 사양상의 주의 |
|---|---|---|
| 압출형 HVAC, ~ 위에 30 에게 150 kV 정격 | IEC 60840 | 에디션 확인, 개정, 부속품, 설치 조건, 그리고 프로젝트 추가. |
| 압출형 HVAC, ~ 위에 150 에게 500 kV 정격 | IEC 62067 | 사전 자격 범위 정의, 유형 테스트, 부속품, 및 특수 경로 조건. |
| 압출형 HVDC 랜드, 최대 320 kV 정격 | IEC 62895 | 컨버터 의무 확인, 극성 동작, 부속품, 정확한 설치 범위. |
| 압출형 HVDC 육상 또는 잠수함, 최대 800 kV | 시그레 결핵 852 추천 | 프로젝트 전압 변환, 스트레스, 변환기, 과도현상, 및 자격 범위를 합의된 테스트 프로그램으로. |
표준은 전송 기술을 선택하지 않습니다.. 시스템 임무 후에 정의된 케이블 시스템 설계를 검증합니다., 전압 기준, 노선, 변환기 동작, 및 자격 봉투가 설정됩니다..
수명주기 비교는 케이블 가격 비교보다 강력합니다.
초기 케이블 공급 가격은 두 시스템 중 일부만 포함합니다.. HVAC 평가에는 케이블 회로가 포함되어야 합니다., 관절, 종료, 본딩, 원자로, 변전소, 사상자 수, 노선 공사, 모니터링, 유지, 전송 가능한 전력에 대한 충전 전류의 영향. HVDC 평가에는 극점과 복귀점을 포함해야 합니다., 변환기, 변압기, 원자로, 필터, 냉각, 통제 수단, 저장됨, 사상자 수, 역 작업, 케이블 액세서리, 자격, 그리고 전문적인 유지보수.
가용성은 시스템 수준에서도 모델링되어야 합니다.. 케이블 결함, 액세서리 결함, 변환기 중단, 냉각 실패, 제어 결함, 또는 계획된 유지 관리 이벤트로 인해 다양한 양의 전송 용량이 제거될 수 있습니다.. 모노폴, 양극성, 중복 변환기, 병렬 HVAC 회로 배열은 동일한 최대 손실 및 복원 기준에 대해 비교되어야 합니다..
ENTSO-E의 최근 HVDC 신뢰성 작업은 일관된 정의를 강조합니다., 더 나은 데이터 세분성, 및 수명주기 평가. 이는 실제적인 규칙을 뒷받침합니다.: 공칭 전력이 충분하지 않습니다. 비교에는 시간이 지남에 따라 예상되는 사용 가능한 전송과 각 신뢰할 수 있는 중단의 결과가 필요합니다..
케이블 사양은 시스템 선택 후에 시작되지만 데이터 교환은 더 일찍 시작됩니다.
케이블 엔지니어링은 기술 연구가 완료될 때까지 기다릴 수 없습니다.. 예비 케이블 데이터가 충전 전류에 영향을 미칩니다, 사상자 수, 경로 치수, 굽힘 구속조건, 드럼 또는 선박 계획, 관절, 열 설계, 및 스테이션 인터페이스. 교환은 반복되어야 합니다.
유용한 HVAC/HVDC 연구 패키지 기록:
- 네트워크 의무: 전압을 보내고 받는 것, 빈도, 단락 레벨, 접지, 네트워크 강도, 동기화, 힘의 방향, 및 제어 요구 사항.
- 양도세: 연속 및 비상 전원, 프로필 로드, 과부하 기준, 무효 전력 범위, 사상자 수, 최대 인피드 손실, 및 가용성 목표.
- 노선: 총 길이, 육상 및 잠수함 섹션, 매장 또는 덕트 세부정보, 토양 또는 해저 조건, 주변 온도, 교차로, 설치 제한, 및 수리 액세스.
- 시스템 옵션: HVAC 회로 번호 및 보상; HVDC 컨버터 유형, 극 배열, 복귀 경로, 그리고 역전의무.
- 케이블 기준: 전압 정의, 도체 재료 및 면적, 단열 시스템, 금속 외장 또는 스크린, 물 차단, 필요한 경우 갑옷, 본딩, 부속품, 및 모니터링 인터페이스.
- 자격: 적용 가능한 표준, 사전 자격 범위, 유형 테스트, 일상적인 테스트와 샘플 테스트, 설치 후 테스트, 특별한 과도 현상, 및 문서.
- 수명주기 기준: 비용 연도, 에너지 손실 평가, 서비스 기간, 저장됨, 수리 전략, 가동 중단 가정, 그리고 임종 계획.
관련 HV 및 EHV 케이블 시장 전망 이러한 엔지니어링 수요를 더 넓은 그리드 개발 맥락에 배치합니다.. 프로젝트 사양은 시장 방향보다는 실제 시스템 연구를 기반으로 해야 합니다..
일반적인 HVAC 및 HVDC 케이블 질문
긴 지하 케이블에 HVDC가 항상 더 좋습니까??
아니요. 길이가 HVDC 케이스를 강화합니다., 하지만 전력 수준, 변환기 비용, 역 공간, 네트워크 기능, 보상, 중복성, 사상자 수, 수명주기 가용성에 따라 결과가 달라질 수 있습니다.. 두 기술은 동일한 기반으로 모델링되어야 합니다..
HVDC 케이블에 용량성 전류가 없습니까??
정전 용량은 여전히 존재하며 전원 공급 및 전압 변경 중에 충전이 발생합니다.. 주요 차이점은 안정적인 DC 전압은 전원이 공급되는 AC 케이블에 존재하는 연속적인 주파수 의존 충전 전류를 생성하지 않는다는 것입니다..
HVAC 및 HVDC에 동일한 XLPE 화합물을 사용할 수 있습니까??
실제 성은 충분한 증거가 아닙니다.. DC 전도도, 온도 의존성, 공간 전하 거동, 인터페이스, 제조 공정, 의도된 DC 스트레스 및 컨버터 듀티에 대한 자격을 검증해야 합니다..
AC 및 DC 전압 정격을 직접적으로 비교할 수 있습니까??
아니요. HVAC 등급은 상간 정격 전압 및 최대 시스템 전압과 같은 AC 시스템 정의를 사용합니다.. HVDC 등급은 작동 및 과도 임무가 서로 다른 극-접지 및 극-극 배열을 사용합니다.. 사양에서는 전압 기준을 명시적으로 정의해야 합니다..
어떤 서류를 먼저 준비해야 할까요??
경로를 포괄하는 공통 전송 설계 기반으로 시작, 힘, 네트워크 기능, 신뢰할 수 있음, 환경 조건, 가정을 연구하고. 그러면 관련 없는 카탈로그 등급을 통해 비교하는 대신 케이블 및 변환기 데이터를 일관되게 개발할 수 있습니다..
엔지니어링 결론
HVAC는 AC 통합이 간단하고 과도한 보상이나 유용한 용량의 손실 없이 케이블 충전을 관리할 수 있는 곳에 적합합니다.. HVDC는 긴 케이블 경로에 적합합니다., 비동기 시스템, 제어된 대량 전송, 또는 복도 제약으로 인해 변환기 스테이션과 전용 DC 자격 프로그램이 정당화됩니다..
가장 강력한 결정은 “한 거리 아래에 있는 AC, 그 위에 있는 DC”가 아닙니다. 동일한 전력 프로필에서 전체 아키텍처를 추적 가능한 비교입니다., 노선, 신뢰할 수 있음, 손실, 비용, 및 수명주기 가정. 비교 후에야 케이블 전압을 확인할 수 있습니다., 건설, 부속품, 테스트, 문서가 일관되게 지정되어야 합니다..
변속기 설계 기초 제출
엔지니어링 검토를 위해, 경로 길이와 환경 제공, 필요한 전력, AC 네트워크 전압 및 주파수, 동기화 상태, 프로필 로드, 중복성 및 최대 손실 기준, 육지 또는 잠수함 섹션, 설치 제약, 제안된 HVAC 보상 또는 HVDC 변환기 개념, 적용 가능한 표준, 테스트 기대, 수량, 및 목적지. XWA 파워 & 케이블은 요청된 케이블 구성 및 문서화 일정을 승인된 프로젝트 기반에 맞출 수 있습니다.; 최종 역량 확인은 정확한 시스템 및 자격 범위를 따릅니다..