En un sistema típico
de transmisión de potencia HVDC, la potencia se transmite a muy altos voltajes
(por encima de 100 kv) con el fin de reducir la corriente en los cables.
Las grandes corrientes en cables requieren más cobre, por lo cual
incrementa el costo y peso del mismo.
Debido a que los
dispositivos semiconductores de potencia son incapaces de resistir tal alto
voltaje, es necesario conectar muchos dispositivos en series para satisfacer los
requisitos del sistema. Además, para los niveles de potencia más altos, muchos
dispositivos deben ser conectados en forma paralela. Las series y las
combinaciones en paralelo de los dispositivos de potencia comprenden de
una válvula de HVDC. La configuración más común para las líneas de
transmisión HVDC generalmente modernas son bipolares debido a que proporciona
dos circuitos de corriente continua independientes cada uno capaz de funcionar
a la mitad de su capacidad. Dos convertidores topológicos básicos se
utilizan en los sistemas de transmisión HVDC moderna: línea conmutada por la
red, convertidores convencionales de fuente de corriente (CSC) basan
sobre tiristores, válvulas y convertidores de tensión de fuentes de conmutación
forzada (VSC) basados sobre IGBT-válvulas.
Cada válvula se
compone de un gran número de serie conectado de tiristores o IGBTs para
mantener el voltaje de CC deseada. En el caso de convertidores de fuente de
corriente con válvulas de tiristores, se utiliza una configuración de
puente de Graetz, permitiendo seis conmutaciones u operaciones de conmutación
por período. Los más utilizados son los convertidores de fuente de tensión de
conmutación forzada (IGBT) , ya que permiten un rápido control independiente
tanto de la potencia activa y reactiva. La potencia reactiva también se puede
controlar en cada extremo de la línea de transmisión que proporciona una total
flexibilidad en el diseño de redes.
Los convertidores de
fuente de tensión de conmutación forzada se pueden construir utilizando IGBTs
sin los amortiguadores necesarios para GTO.
La velocidad de aumento de la corriente en el IGBT se puede controlar mediante la adaptación de la forma de onda de voltaje de entrada o puerta, sin componentes auxiliares. Esto permite el control de la recuperación inversa del rectificador anti- paralelos sin los amortiguadores. Los componentes pasivos reducidos en los convertidores VSC basados en IGBT reducen el costo del sistema.
La velocidad de aumento de la corriente en el IGBT se puede controlar mediante la adaptación de la forma de onda de voltaje de entrada o puerta, sin componentes auxiliares. Esto permite el control de la recuperación inversa del rectificador anti- paralelos sin los amortiguadores. Los componentes pasivos reducidos en los convertidores VSC basados en IGBT reducen el costo del sistema.
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