تفاوت بین سیستم‌های انتقال AC و DC

توان الکتریکی را می‌توان به صورت DC و AC منتقل کرد، اما هر دو سیستم دارای مزایا و معایبی‌است.در این مقاله قصد داریم به توضیح تفاوت بین سیستم‌های انتقال AC و DC بپردازیم.

فهرست مطالب

• 1- انتقال سیستم DC
• 1-1- مزایای انتقال سیستم DC
• 1-2- معایب انتقال سیستم DC
• 2- انتقال سیستم AC
• 2-1- مزایای سیستم انتقال AC
• 2-2- معایب سیستم AC

————————————————–

1- انتقال سیستم DC

در گذشته، انتقال توان الکتریکی به دلیل مزایای زیر در حالت DC بود:

1-1- مزایای انتقال سیستم DC

دو هادی در انتقال DC استفاده‌می‌شود، درحالیکه برای انتقال AC سه هادی مورد نیاز‌است.هیچ اندوکتانس و موج‌های آنی (موج‌های ولتاژ بالا برای زمان بسیار کوتاه) در انتقال DC وجود‌ندارد.چون اندوکتانسی وجود ندارد، افت ولتاژ بسیار کمی در خطوط DC در مقایسه با AC وجود‌دارد (البته اگر بار و ولتاژ ارسالی در انتها یکسان باشند).

مفهومی با نام اثر سطحی[1] در انتقال DC وجود‌ندارد. بنابراین، هادی با سطح مقطع کوچک‌تر مورد نیاز‌است.سیستم DC دارای فشار پتانسیل کمتری نسبت به سیستم AC برای سطح ولتاژ یکسان دارد. بنابراین، خط DC نیازمند عایق‌کاری کمتری‌است.

در سیستم DC، تداخلی با سیستم‌های ارتباطی وجود‌ندارد.در خط DC، تلفات کورونا[2] بسیار کم‌است.در سیستم انتقال DC، مسئله‌ای از بابت همگام‌سازی و ثبات وجود ندارد.

سیستم DC نسبت به AC بهینه‌تر است، بنابراین نرخ قیمت تیرک‌ها، قطب‌ها، عایق‌ها و هادی‌ها بسیار کم‌است، بنابراین سیستم اقتصادی عمل‌می‌کند.در سیستم DC، بازه‌ی کنترل سرعت بیشتر از سیستم AC‌است.در سیستم DC عایق کمی مورد نیاز است (حدود 70 درصد) قیمت کابل‌های DC کم‌است (به دلیل عایق‌کاری کم) در سیستم تغذیه‌ی DC، تلفات غلاف در کابل‌های زیرزمینی کم‌است. سیستم DC برای انتقال توان بالا مبتنی بر جریان بالا مناسب‌است.در سیستم DC، مقدار جریان شارژ نسبتا‌کم‌است، بنابراین، طول خطوط DC بیشتر از خطوط AC‌است.

1-2- معایب انتقال سیستم DC

به دلیل مسئله‌ی کموتاسیون، توان الکتریکی را نمی‌توان در ولتاژ بالا (DC) تولید کرد.برای انتقال ولتاژ بالا، نمی‌توانیم سطح ولتاژ DC را پلکانی کنیم (زیرا در DC نمی‌توان از ترانسفورماتور استفاده کرد).سوئیچ‌های DC و مدارشکن‌ها محدود هستند (و بسیار هزینه‌بر).

از مجموعه‌ی ژنراتور موتور برای کاهش سطح ولتاژ DC استفاده‌می‌شود، و بهره‌ی بهره ژنراتور موتور کمتر از ترانسفورماتور‌است. پس سیستم پیچیده و هزینه‌بر می‌شود.سطح ولتاژ DC را نمی‌توان به راحتی تغییر داد. پس نمی‌توانیم ولتاژ مورد نیاز خود را مستقیماً از سیستم انتقال برای دستگاه‌های الکترونیکی و الکتریکی به دست آوریم (مانند 5 ولت، 9 ولت، 15 ولت، 20 ولت و 22 ولت).

————————————————–

2- انتقال سیستم AC

امروزه، تولید، انتقال و توزیع بیشتر در حالت AC‌است.

2-1- مزایای سیستم انتقال AC

مدارشکن‌های AC نسبت به مدارشکن‌های DC ارزان‌تر‌است.تعمیر و نگهداری زیرایستگاه[3] AC آسان و ارزان‌تر از زیرایستگاه DC‌است.سطح ولتاژ AC را می‌توان به صورت پلکانی با ترانسفورماتور کاهنده و افزاینده کاهش و افزایش داد.

2-2- معایب سیستم AC

در خط AC، سایز هادی بیشتر از خط DC‌است.هزینه‌ی خطوط انتقال AC بیشتر از خطوط انتقال DC‌است.به دلیل اثر سطحی، تلفات در سیستم AC بیشتر‌است.در خطوط AC، ظرفیت خازنی وجود دارد، پس وقتی باری روی خط وجود ندارد یا خط باز است، تلفات توان پیوسته‌ای وجود‌خواهد داشت.سایر تلفات در خط به دلیل اندوکتانس هستند.

در سیستم AC عایق‌بندی بیشتری لازم‌است.همچنین در سیستم‌های AC تلفات کرونا رخ می‌دهد.در سیستم AC تداخل ارتباطات همراه (سیار) وجود‌دارد.در سیستم AC مسائل همگام‌سازی و ثبات وجود‌دارد.سیستم DC نسبت به سیستم AC بهینه‌تر‌است.همچنین در سیستم AC مشکلات کنترل توان راکتیو وجود‌دارد. تفاوت بین سیستم‌های انتقال AC و DC

توجه:

امروزه می‌توان کاهش یا افزایش سطح ولتاژ DC را با استفاده‌از تقویت کننده و چاپر[4] انجام داد.همچنین مسئله‌ی کموتاسیونی وجود‌ندارد، زیرا می‌توانیم از واحدهای یکسوساز استفاده‌کنیم.

————————————————–

لینک مرتبط با مقاله:

AC یا DC – کدامیک خطرناک‌تر است و چرا؟

لینک زبان اصلی مقاله :

Comparison between AC & DC Transmission Lines with their Advantages & Disadvantages

[1] Skin Effect

[2] Corona: تلفات هاله‌ای

[3] Substation

[4] Chopper: برش دهنده