Transmisión de potencia por corriente directa en alta tensión. (hvdc)

TRANSMISIÓN DE POTENCIA POR CORRIENTE DIRECTA EN ALTA TENSIÓN. (HVDC)
Ing. José Luis de la Orta Barradas | |
INTRODUCCION.
En principio, los grandes descubrimientos en electricidad tuvieron como base la corriente directa e incluso, se llegaron a tener sistemas de alumbrado y distribución con este método, pero el descubrimiento del transformador y el motor de inducción con sus yaconocidas ventajas hicieron que la corriente alterna tuviera preponderancia hasta la fecha. Sin embargo, actualmente, debido a al transmisión de grandes cantidades de energía, se ha vuelto a considerar el uso de corriente directa para fines de interconexión de sistemas y también interconexión de plantas generadoras alejadas de los centros de consumo, instalando equipos convertidores al principio y alfinal de las líneas de transmisión. Estos equipos convertidores contienen como elementos principales válvulas de vapor de mercurio controladas y/o elementos de estado sólido para alta tensión.

¿QUÉ ES HVDC?
Son las iniciales de High Voltage Direct Current y es actualmente una tecnología probada y que se emplea para la transmisión de potencia o energía en muchos países. En total, la capacidad detransmisión instalada en aproximadamente 60 proyectos de HVDC en el mundo es de 50 000 MW (1996) y están en construcción algunos proyectos que entraran en operación en los próximos años.

DESARROLLO TECNICO
La clave del problema en la técnica de HVDC fue el desarrollo de válvulas aceptables y económicas que pudieran convertir la corriente alterna de alto voltaje en corriente directa de altovoltaje y viceversa.
A fines de la década de los 20’s se lograron obtener algunas válvulas de arco de mercurio para voltajes sobre 1000 Volts y se siguió investigando para lograr válvulas con mayores voltajes.
En 1944 se logró operar un rectificador y un inversor con una carga de CD (corriente directa) de 2000 kW a un voltaje superior a los 60 kV.
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Pasillo de válvulas con 2 grupos deválvulas de arco de mercurio de 6 pulsos para 20 MW
En 1950 el gobierno sueco autorizó la construcción de la primera línea de transmisión comercial en el mundo entre la isla de Gotland y Suecia continental. Esta línea, con una carga de 20 MW, 200 A y 100 kV entró en servicio en 1954.

Primer simulador analógico (1950) usado en el diseño de las primeras transmisiones en HVDC
El trabajo dediseño de otros componentes en las estaciones convertidoras y líneas de transmisión, tales como transformadores, reactores, equipos de interrupción y equipo de protección y control fue desarrollado en forma paralela al desarrollo de las válvulas con arco de mercurio. La tecnología de los sistemas de CA (corriente alterna) que se había desarrollado hasta los 50’s solo se podía aplicar parcialmente alos sistemas de CD, por lo que fue necesario crear una tecnología propia de estos sistemas; sin embargo, esto no requirió trabajo empírico como en el diseño de las válvulas, pues con métodos y modelos matemáticos y un analizador de transitorios en circuitos (TNA) se logró establecer los principios del equipo de apoyo, los cuales, a la fecha, se mantienen prácticamente sin cambio.
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[pic]Válvulas de arco de mercurio en el enlace de 250 MW entre Suecia y Dinamarca (Konti - Skan ) que está en operación con el equipo convertidor original. Un segundo polo con 300 MW se adicionó en 1966
También en la década de los 50’s e inmediatamente después a Gotland se autorizó por los gobiernos de Inglaterra y Francia la línea de transmisión que cruza el canal que une a estos países. Debido a quela distancia en el canal es solo de 40 km se pudieron usar cables de CA en este enlace de dos sistemas. (160 MW, 100kV, 64km).
Siguiendo al proyecto del canal y ya en los 60’s se construyeron algunas líneas en HVDC, los cuales fueron Konti – Skan (Suecia-Dinamarca) con 250 MW, 250 kV, 174 km (88 en línea y 87 en cable); Sakuma (convertidor de frecuencia de 50 a 60 Hz) en Japón; Nueva...