Fingrid Oyj:n lehti 3/2006

Kantaverkon ABCSyyt tasasähkön valintaan voivat olla taloudellisiatai teknisiä. Seuraavassa on kolme yleisintä sovellusaluetta:Riittävän pitkillä avojohtoyhteyksilläsuuntaaja-asemista aiheutuvat li-1säkustannukset kompensoituvat edullisemmanjohtorakenteen ansiosta. Tällaisiajopa tuhansien kilometrien pituisiayhteyksiä on rakennettu mm. Pohjois-Amerikkaan, Intiaan ja Kiinaan hyödynnettäessäkaukana kulutuksen painopistealueestasijaitsevaa sähköntuotantokapasiteettia(yleensä vesivoimaa).Vesistön poikki rakennettavissa kaapeliyhteyksissävaihtosähköllä pääs-2tään jännitteestä riippuen noin 50–100kilometrin etäisyyksiin asti. Pidemmilläetäisyyksillä kapasiteetti hukkuu kaapelinsuuressa kapasitanssissa syntyvän loistehonsiirtoon. Pitkät ja suuritehoiset merikaapeliyhteydetvoidaan toteuttaa vaintasasähköllä (esim. Fenno-Skan).Teknisistä ja historiallisistakin syistä3 sähköjärjestelmät ovat maailmallajakautuneet keskenään synkronoimattomiinsekä myös eri taajuisiin verkkoihin.Euroopassa on mm. PohjoismaidenNordel, Länsi-Euroopan UCPTE ja VenäjänUPS – kaikki kuitenkin 50 Hz järjestelmiä.Pohjois-Amerikassa on käytössä60 Hz taajuus, lisäksi lukuisia keskenäänasynkronisia järjestelmiä. Japaninpääsaarilla käytetään jopa eri taajuuksia.Tällaisten järjestelmien yhdistäminenonnistuu back to back -tasasähköyhteydellä,jossa tasa- ja vaihtosuuntaajatsijaitsevat ”selät vastakkain” samallasähköasemalla. Toki välissä voi ollakaapeli tai johtokin, kuten Japanin 50 Hzja 60 Hz järjestelmien välillä.Tavanomaisen tyristoreilla toteutetun suuntaaja-aseman perusosa on 6-pulssisilta(kuva 1), jonka kutakin kuutta haaraa kutsutaan venttiileiksi. Yhtä aikaa toimivataina ne kaksi venttiiliä, jotka kytkevät itseisarvoltaan suurimmat vaihtojännitteet(U R, U S, U T) tasajännitteeksi (U D), joka näin muodostuu 3-vaiheisen vaihtojännitteenverhokäyrästä.Vaikkapa auton vaihtovirtalaturistatuttu diodisilta on ikään kuin monistettu3-vaiheiseksi. Lisäksi tyristorien syttymistävoidaan viivästää halutun ohjauskulmanverran toisin kuin diodilla, jokaaina ”päästää lävitseen” positiivisen jännitteen.Pääperiaatteena on päästä ohjauskulmanavulla ohjaamaan tasajännitteensuuruutta yhteyden molemmissapäissä, jolloin HVDC-yhteys alkaa totellasähkötekniikan perusyhtälöä P = U xI kuvan 2 mukaisesti. Suuntaajat toimivatvirtalähteinä (virran suunta on ainasama), tehon suunta käännetään jännitteenpolariteettia muuttamalla, ja ei kunsiirtämään sähköä...Kuva 2. Tasasähköyhteydentehon määräytyminenKuva 1.6-pulssisiltaFINGRID 3/2006 52Käytännössä sekä itse suuntaaja ettäsen ohjausalgoritmit ovat huomattavastimonimuotoisempia. HVDC-yhteydenon tarkoitus siirtää suuria tehojahäiriöttömästi pääteasemiensa välillä,ja tehonsäädön on oltava hyvin tarkkaaja nopeaa sekä mukauduttava myös