کابل HVDC چیست و چه کاربردی دارد؟ کابل HVDC نوعی کابل برق ولتاژ بالا است که امروزه در بسیاری از مناطق جهان به کار گرفته می شود. برای انتقال جریان الکتریکی در کشورهای مختلف از خطوط انتقال جریان متناوب یا AC استفاده می شود. اما اخیراً برخی از کشورها از خطوط جریان مستقیم و ولتاژ بالا برای انتقال برق استفاده می کنند. این خطوط HVDC یا High Voltage Direct Current نام دارد. به کمک این کابل ها می توان جریان الکتریکی مستقیم و فشار قوی را در مسافت های طولانی انتقال داد.
در این مقاله به سوال کابل HVDC چیست پاسخ خواهیم داد و کاربردهای آن را بررسی می کنیم.
آنچه در ادامه می خوانیم:
- معرفی کابل HVDC
- ساختار کابل HVDC
- کاربرد کابل HVDC
- انواع کابل HVDC
- مزایای کابل‌های HVDC
- معایب کابل‌های HVDC
- قیمت کابل HVDC
- جمع بندی
معرفی کابل HVDC
در ابتدای مقاله به سوال کابل HVDC چیست پاسخ خواهیم داد. برای انتقال برق از نقطه ای به نقطه دیگر از خطوط انتقال جریان متناوب یا AC استفاده می شود. در سال های اخیر برخی از کشورها از خطوط انتقال با جریان مستقیم ولتاژ بالا استفاده کرده اند. به این خطوط High Voltage Direct Current یا به اختصار HVDC گفته می شود.
از اواخر دهه 1800 میلادی شبکه های توزیع و انتقال برق در حال توسعه بوده اند. یکی از بزرگترین چالش ها در فرایند توزیع برق انتخاب بستری مناسب برای انتقال بوده است. تا سالیان سال بیشتر دانشمندان جریان متناوب را بهترین خطوط انتقال می دانستند تا این که کابل های HVDC یا کابل فشار قوی از نوع جریان مستقیم به بازار عرضه شدند و این فرضیه که خطوط متناوب بهترین خطوط انتقال برق هستند رد شد.
کابل HVDC یا کابل جریان مستقیم کابلی با ولتاژ بالا است که برای اولین بار در دهه 1950 و در اروپا از آن استفاده شد. این کابل ها ابتدا برای مصارف تجاری مورد استفاده قرار گرفتند. در این کابل ها بار الکتریکی از یک جهت و به شکل کاملاً یکنواخت حرکت می کند. به همین دلیل این نوع کابل نسبت به کابل جریان متناوب می تواند برق را با توان الکتریکی بیشتر را جابه جا کند.
بیشتر بخوانید: کابل ابر رسانا چیست | معرفی کابل ابر رسانا HTS
ساختار کابل HVDC
در این بخش از موضوع کابل HVDC چیست به بررسی ساختار این کابل ها می پردازیم. یک کابل جریان مستقیم از لایه های زیر تشکیل شده است:
- هادی کابل: هادی کابل وظیفه انتقال جریان الکتریکی را برعهده دارد و عمدتاً از جنس مس ساخته شده است.
- حفاظ نیمه هادی: این حفاظ از جنس پلیمر یا ماده نیمه رسانا است که بین هادی و عایق قرار گرفته است.
- عایق: عایق لایه ای است که روی حفاظ نیمه هادی قرار می گیرد و از نوعی پلیمر ساخته شده است. عایق از نشت جریان الکتریکی جلوگیری می کند.
- روکش عایق نیمه رسانا: این روکش می تواند از دو جنس ساخته شده باشند. یکی از این روکش ها کاغذهای آغشته به روغن MI هستند که دوام بالایی دارندو کاغذ روغنی مانع ورود ذرات بخار و الکتریسیته به هادی می شود. جنس دوم روکش پلیمرهای XLPE هستند که ارزان اند و به محیط زیست آسیب نمی زنند. این روکش خواص دی الکتریکی خوبی دارد.
- شیلد فلزی: یک لایه شیلد از جنس مس که کاربرد آن جذف جریانات و نویزهای خارجی است برروی نیمه هادی قرار گرفته است.
- حفاظ میانی: این حفاظ اغلب از جنس پلی اتیلن است و برای افزایش استحکام به کابل اضافه شده است.
- زره یا آرمور: پس از حفاظ از یک زره توری فلزی برای محافظت مکانیکی کابل در شرایط محیطی خاص استفاده شده است.
- روکش یا ژاکت خارجی: روکش یا ژاکت خارجی ترین لایه کابل است که یک عایق پلیمری با نخ هایی از جنس پلی پروپیلن است.
بیشتر بخوانید: انواع کابل برق سه فاز
کاربرد کابل HVDC
حال که دانستیم کابل HVDC چیست به بررسی کاربرد این کابل برق می پردازیم. برای انتقال جریان الکتریکی در مسافت های طولانی و حتی بیشتر از 50 کیلومتر از این کابل ها استفاده می شود. این کابل هم به صورت زمینی و هم داخل دریا می تواند نصب شود. در برخی از مواقع از کابل جریان مستقیم با توان بین 100 تا 1000 مگاوات و ولتاژ‌های بالا تا 600 کیلوولت نیز می توان استفاده کرد.
در برخی از کشورها نسل جدیدی از این کابل ها رونمایی شده است که می توانند تا مسافتی بیشتر از 2500 کیلومتر نیز انتقال نیرو داشته باشند. البته استفاده از این کابل ها به زیرساخت خاصی نیاز دارد که این زیرساخت در اغلب تجهیزات صنعتی اروپا به کار رفته شده است.
این محصولات برای انتقال برق در سطح وسیع کاربرد دارند و اغلب برای انتقال برق میان نیروگاه ها و مراکز برق شهری از این کابل ها استفاده می شود. کاربرد دیگر این کابل ها به عنوان کابل زیردریایی است.
از کابل HVDC برای تبادل نیرو در مرزهای ملی یا منطقه ای استفاده می شود. به عنوان مثال در مرزهای آمریکای شمالی و کانادا این کابل ها به کار گرفته شده است. از دیگر کاربردهای کابل HVDC می توان به جمع آوری برق تولید شده در ژنراتورهای بادی در سواحل و انتقال آن به کمک کانال های زیرآبی به ساحل اشاره کرد.
بیشتر بخوانید: بهترین برند کابل قدرت یا کابل فشار قوی
انواع کابل HVDC
یکی از موضوعات مهم در کابل HVDC چیست بررسی انواع این کابل ها است. کابل HVDC در کاربردها و انواع مختلفی عرضه شده است. دو نوع پرکاربرد این کابل ها موارد زیر هستند:
- کابل HVDC تک قطبی یا تک هادی: به عنوان مثال بالتیک نوعی کابل تک قطبی است که جهت توزیع برق آلمان و سوئد از طریق دریای بالتیک از این کابل استفاده می شود. حداکثر توان این کابل، 600 مگاوات و ولتاژ آن نیز 450 کیلوولت است.
- کابل HVDC دو قطبی یا دو هادی: کابل اینگا ـ شابا نوعی کابل دو قطبی است که در کشور کنگو مورد استفاده قرار می گیرد و مسافتی معادل 17000 کیلومتر را طی می کند. ولتاژ انتقالی این کابل 500 کیلوولت و توان آن 560 مگاوات است. کابل INELFE نیز کابلی دو قطبی است که برای خطوط اتصال اسپانیا و فرانسه به کار گرفته شده است. حداکثر توان این کابل 2000 مگاوات و ولتاژ آن 320 کیلوولت است.
بیشتر بخوانید: کابل قدرت چیست و چه کاربردی دارد؟
مزایای کابل‌های HVDC
حال که دانستیم کابل HVDC چیست به بررسی مزایای این کابل ها می پردازیم.
- این کابل ها مشکل سازگاری با سیستم های انتقال جریان مستقیم را ندارند.
- از این کابل می توان برای انتقال برق بین دو کشور با فرکانس های برق متفاوت استفاده کرد.
- به کمک این خطوط می توان منابع تجدیدپذیر همچون توربین های بادی را به سادگی با شبکه اصلی AC یکپارچه کرد.
- این کابل ها در تاسیسات قدرتمند نیاز به سه فاز ندارند. به همین دلیل هادی به کار رفته در آن ها کم می شود. در نتیجه در مسافت های طولانی صرفه اقتصادی دارند.
- هیچ موضوعی جز دمای بیشتر از 70 درجه سانتی گراد نمی تواند محدودیت هایی در انتقال برق این خطوط ایجاد کند.
بیشتر بخوانید: راهنمای خرید کابل قدرت
معایب کابل‌های HVDC
در موضوع کابل HVDC چیست بهتر است معایب کابل جریان مستقیم را نیز بررسی کنیم:
- سیستم های جریان مستقیم نسبت به جریان متناوب قابلیت اطمینان کمتری دارند و دسترسی به آن ها سخت تر است.
- طراحی و نصب این کابل ها پیچیده است.
- سیستم HVDC با بیشتر از پنج ایستگاه فرعی (مبدل هایی که وظیفه تبدیل جریان دارند) ادغام نمی شود.
- نصب خطوط زمینی این کابل ها سخت است.
- مبدل های تبدیل جریان بسیار گران هستند.
- برای مسافت های کمتر از 500 تا 800 کیلومتر این کابل ها گران هستند.
- کابل HVDC نسبت به دما بسیار حساس است.
قیمت کابل HVDC
در آخرین بخش موضوع کابل HVDC چیست به بررسی قیمت این کابل ها می پردازیم. نکاتی همچون کاربرد کابل، حداکثر توان کابل، تک‌قطبی یا دوقطبی بودن، مقدار حداکثر ولتاژ و جنس عایق می تواند برروی قیمت کابل اثرگذار باشد.
جمع بندی
در این مقاله به بررسی کابل برق HVDC و کاربردهای آن پرداخته شد. همان طور که گفته شد، HVDC نوعی کابل برق است که ولتاژ بالایی دارد و در بسیاری از مناطق جهان مورد استفاده قرار می گیرد. استفاده از این کابل به منظور انتقال جریان برق از خطوط انتقال جریان برق متناوب کاربرد دارد. همچنین به کارگیری از این کابل در زمینه انتقال برق در گستره وسیع، مناسب است. شما کاربران گرامی با مراجعه به سایت راندنو می توانید انواع کابل برق ازجمله HVDC و مشخصات فنی این کالا را مشاهده نمایید.
همچنین خوشحال می شویم که نظرات خود را در قسمت دیدگاه این مقاله برای ما به اشتراک بگذارید. تیم فنی راندنو آماده پاسخگویی و راهنمایی شما کاربران عزیز درخصوص هرگونه سؤالات رایج در زمینه برق و تجهیزات برق است.
