62 ELEKTRO 3/2013 inovace, technologie, projekty Hybridní vypínač HVDC od ABB V poslední době se stále častěji hovoří o možnosti širšího využití stejnosměrného přenosu elektrické energie na velkou vzdá-lenost. Myšlenka není rozhodně nová, zabý-val se jí již např. Thomas Alva Edison kon-cem 19. století. V cestě za největším úspě-chem jeho kariéry však stály dvě zásadní překážky – technická a konkurenční. Zatím-co ta první v té době fyzikálně neumožňova-la stejnosměrný přenos elektrické energie na větší vzdálenost než na několik set metrů, ta druhá v podobě střídavého proudu byla na-konec pro Edisona fatální. Po těžkém konku-renčním boji, který vešel do dějin jako válka proudů, se nakonec prosadil střídavý proud a jeho hlavní propagátoři George Westing-house a Nikola Tesla slavili velké vítězství. Od těch dob však elektrotechnika udělala obrovský skok kupředu a padly i fyzikální ba-riéry. Přestože převážná většina přenosových sítí velmi vysokého napětí využívá střídavý proud, existují projekty, kde lze s výhodou využít vysokonapěťový stejnosměrný přenos elektrické energie (obr. 1). Síť vytvořená propojením systémů pro přenos stejnosměrného proudu velmi vyso-kým napětím může poskytovat velmi výkon-ný a regulovatelný doplněk k dosavadní stří-davé síti. Na rozdíl od střídavého proudu lze u koncepce přenosu stejnosměrným prou-dem snížit celkové ztráty. Lze zlepšit i řízení toku energie a snazší je i připojení obnovitel-né energie z míst, odkud přenos dosavadních sítí střídavého proudu naráží na svá omezení.Přenos stejnosměrného proudu velmi vy-sokého napětí (HVDC – High Voltage Direct Current) je velmi efektivní technologie pře-nosu velkého množství elektrické energie na velkou vzdálenost při minimálních ztrátách. Díky těmto přednostem a také díky možnos-ti umístit vedení pod moře nebo pod zem, se tato technologie používá k přenosu elektric-ké energie na dlouhé vzdálenosti (např. z vod-ních elektráren v horách do tisíce kilometrů vzdálených míst spotřeby) a pro podmořské přeshraniční přenosy (např. v Evropě). Je to zároveň ideální technologie pro některé nové trendy, např. pro připojení větrných elektráren na moři a pro další speciální aplikace. U koncepce přenosu stejnosměrného prou-du velmi vysokého napětí (HVDC) byly do-sud mezi sebou elektricky propojovány vždy dva koncové body sítě bez vypínače, který v uplynulých sto letech představoval chybějí-cí důležitý článek ve vývoji přenosových sítí stejnosměrného proudu. Tuto významnou tech-nickou překážku nyní odstraňuje převratná ino-vace z dílny ABB – hybridní vypínač HVDC (obr. 2). Jeho hybridní koncepce v sobě spo-juje výhody menších ztrát mechanického vy-pínače UFD (Ultra Fast Disconnecter, ultra-rychlý odpojovač) a větší rychlosti výkonové elektroniky na polovodičové bázi. Vývoj hybridního vypínače HVDC byl pro společnost ABB, která do výzkumu a vý-voje ročně investuje více než jednu miliardu amerických dolarů, významným výzkumným projektem. Výraznými výhodami společnos-ti ABB při tomto vývoji byly jednak její ši-roký výrobkový sortiment, jednak jedinečná kombi-nace vlastních výrobních kapacit pro výkonové po-lovodiče, měniče a kabe-ly pro velmi vysoké napě-tí (hlavní součásti systémů HVDC). Společnost ABB zavedla technologii přenosu stejnosměrným proudem velmi vysokého napětí (HVDC) téměř před 60 lety a od té doby ji nepřetržitě vyvíjí. Testování hlavních prvků vypínače prováděli odborníci na výzkum a vý-voj a specialisté v nejmo-dernějších zkušebních za-řízeních ve Švédsku a ve Švýcarsku. Tyto zkoušky přímo na místě sledo-vali i externí odborníci z oboru. Různé aplikač-ní parametry se dále si-mulují ve specializova-ném simulačním centru (obr. 3) ve Švédsku.Hlavními charak-teristikami hybridního vypínače HVDC jsou malé ztráty a velmi rych-lé operace v řádu něko-lika milisekund – což je třicetkrát rychleji než mrknutí oka. Vypínač si poradí s toky výko-nů v řádech tisíců me-gawattů, což stačí k na-pájení celých měst. Hyb-ridní vypínač HVDC je konstruován pro sou-časné standardní para-metry soustav velmi vy-sokého napětí, a to do 320 kV a 2 kA, přičemž celé řešení lze rozsahově upravit jak pro nižší, tak i vyšší napětí. Hybrid-ní vypínač HVDC může být navržen pro vypíná-ní poruchového proudu o velikosti až 16 kA.Hlavní vypínač to-hoto přístroje se skládá z 80kV modulů obsahu-jících sériově zapojené Obr. 3. Simulační centrum přenosových sítí stejnosměrného proudu velmi vysokého napětí Obr. 2. Hybridní vypínač HVDC ABB ve vysokonapěťové testovací laboratoři Obr. 1. Realizace projektu přenosu stejnosměrného proudu velmi vysokého napětí (HVDC) v roce 1954 na největším švédském ostrově Gotlandu (Baltské moře)