Jest to koncepcja opisująca utratę zasilania w systemie wynikającą z wytwarzania w nim pola elektrycznego i magnetycznego.
Często zadawane pytania
Prąd przemienny jest formą energii elektrycznej, w której prąd zmienia kierunek (a napięcie zmienia się w biegunowości) przy częstotliwości określonej przez generator (zwykle od 50 do 60 razy na sekundę, tj. 50–60 Hz).
Prąd przemienny został przyjęty jako technologia przesyłu energii w pionierskich czasach dostaw energii elektrycznej, ponieważ miał dwie główne zalety w porównaniu z prądem stałym (DC): jego napięcie można było zwiększać lub zmniejszać w zależności od potrzeb za pomocą transformatorów i można go było łatwiej przerywać niż prąd stały.
Jest to prąd elektryczny, który nie zmienia się (patrz prąd przemienny), elektrony przepływają przez obwód w jednym kierunku.
W rezultacie prąd stały nie generuje mocy biernej (patrz moc bierna). Oznacza to, że w systemie prądu stałego transmitowana jest tylko rzeczywista (lub aktywna) moc, dzięki czemu lepiej wykorzystuje się wydajność systemu. Przesył prądu stałego ma bardzo niskie straty.
Dzisiejsze systemy przesyłu energii elektrycznej opierają się prawie wyłącznie na prądzie przemiennym (AC), ale rozwój technologii wysokiego napięcia prądu stałego (HVDC) umożliwił zbudowanie sieci prądu stałego, która może obsługiwać masowe przepływy energii na duże odległości. Zasilanie z takich sieci prądu stałego może być w razie potrzeby doprowadzane do sieci prądu przemiennego.
Jest to technologia opracowana przez Hitachi Energy w latach 50. ubiegłego wieku do przenoszenia dużych ilości mocy na duże odległości – zazwyczaj przez napowietrzne linie przesyłowe, ale również za pomocą kabli podmorskich. Innym ważnym aspektem linii HVDC jest to, że nigdy nie można ich przeciążyć. Ponieważ HVDC przekazuje tylko moc czynną (rzeczywistą), nie ma strat wydajności linii z powodu transmisji mocy biernej. Oznacza to, że ta sama moc może być przesyłana za pomocą mniejszej liczby (lub mniejszych) linii przesyłowych, niż byłoby to wymagane przy użyciu prądu przemiennego, a także potrzeba mniej terenu, aby pomieścić linie. HVDC indukuje minimalne pola magnetyczne, więc linie energetyczne mogą być bezpiecznie budowane bliżej ludzkich siedzib.
Adaptacja klasycznego HVDC, opracowana przez Hitachi Energy w latach 90. Może być używany do przesyłania energii elektrycznej w niższych zakresach mocy (dziesiątki megawatów) do górnego zakresu 1100 megawatów (MW) (±320 kilowoltów). HVDC Light oferuje te same korzyści, co tradycyjne systemy HVDC, ale zapewnia również bezpieczniejszą kontrolę mocy (lepszą niż klasyczny HVDC) i szybkie przywracanie zasilania w przypadku awarii zasilania. Jest to jedyna dostępna technologia umożliwiająca podziemną transmisję wysokiego napięcia na duże odległości.
Do przetwarzania energii elektrycznej z prądu przemiennego (AC) na prąd stały (DC) lub odwrotnie, potrzebny jest specjalny sprzęt. Stacje przetwornic HVDC wykorzystują do tego celu urządzenia energoelektroniczne zwane tyrystorami.
Tyrystor to półprzewodnik używany w instalacjach HVDC jako szybki przełącznik dużych mocy, zdolny do włączania zasilania o mocy wielu megawatów w ciągu ułamka sekundy. Tyrystory są komponentem stosowanym w falownikach i prostownikach. (Patrz też inwerter i prostownik).
Półprzewodnik to materiał, na którego właściwości elektryczne mogą znacząco wpływać czynniki fizyczne (głównie warunki elektryczne, ale także ciśnienie, temperatura, światło itp.). Oznacza to, że półprzewodnik będzie zachowywał się albo jako izolator, albo jako przewodnik energii elektrycznej, w zależności od warunków, na które jest wystawiony.
Urządzenie elektryczne do przekształcania prądu stałego (DC) w prąd przemienny (AC).
Urządzenie elektryczne używane do przekształcania prądu przemiennego (AC) w prąd stały (DC).
Urządzenia, które przerywają wysokie prądy w celu ochrony urządzeń elektrycznych przed uszkodzeniem spowodowanym przepięciami prądowymi, na przykład w wyniku zwarcia lub wyładowania atmosferycznego. (W znacznie mniejszej skali są stosowane jako alternatywa dla bezpieczników w domu).
Sprzęt używany do sterowania, ochrony i regulacji przepływu energii elektrycznej w sieci przesyłowej lub dystrybucyjnej. Często znajduje się w podstacjach, ale może być połączona z dowolnym sprzętem elektrycznym, który może wymagać izolacji w celu usunięcia usterki (np. jeśli wystąpił spadek napięcia w jednej części sieci, konieczne może być odcięcie dotkniętej sekcji, aby zapobiec rozprzestrzenianiu się usterki) lub w celach konserwacyjnych. Głównymi elementami rozdzielnicy są wyłączniki, które przerywają prąd o wysokim napięciu w celu ochrony urządzeń elektrycznych przed nadmiernym prądem.
Transmisja to przesyłanie energii pod wysokim napięciem (powyżej ok. 50 kV), zwykle na duże odległości. Podwyższenie napięcia umożliwia wydajniejsze przesyłanie energii, tj. przy niższych stratach. Dystrybucja to transport energii elektrycznej o średnim napięciu (od ok. 1 do 50 kV) na krótsze odległości do obszarów przemysłowych, handlowych i mieszkalnych.