Właściwie pracowałem nad programami HVDC w połowie lat 90-tych. Odpowiedź Olin Lathrop jest częściowo słuszna, ale niezupełnie. Spróbuję nie powtarzać zbyt wiele jego odpowiedzi, ale wyjaśnię kilka rzeczy.
Straty prądu przemiennego sprowadzają się przede wszystkim do indukcyjności kabla. Stwarza to reaktancję do przesyłania prądu przemiennego. Powszechnym nieporozumieniem (powtarzanym przez Olin) jest to, że wynika to z przeniesienia mocy na rzeczy wokół niego. Tak nie jest - cewka z drutu znajdująca się w połowie drogi między tutaj a Magellanic Cloud będzie miała dokładnie taką samą reaktancję i spowoduje dokładnie takie same efekty elektryczne na twoim biurku. Z tego powodu nazywa się to samoindukcyjnością , a samoindukcyjność długiego kabla transmisyjnego jest naprawdę znacząca.
Kabel nie traci żadnej znaczącej mocy na skutek sprzężenia indukcyjnego z inną metaloplastyką - to druga połowa tego powszechnego błędnego przekonania. Skuteczność sprzężenia indukcyjnego jest funkcją częstotliwości prądu przemiennego i odległości między kablami. W przypadku transmisji prądu przemiennego przy częstotliwości 50/60 Hz częstotliwość jest tak niska, że sprzężenie indukcyjne w dowolnej odległości jest całkowicie nieskuteczne; i jeśli nie chcesz się porazić prądem, odległości te muszą być oddalone o kilka metrów. To się po prostu nie zdarza w wymiernym stopniu.
(Edytowane, aby dodać jedną rzecz, o której zapomniałem) W przypadku kabli prowadzących pod wodą istnieją również bardzo duże pojemności kabli ze względu na ich konstrukcję. Jest to inne źródło strat reaktywnych, ale jest znaczące w ten sam sposób. Mogą to być dominująca przyczyna strat w kablach podwodnych.
Jak mówi Olin, efekt naskórkowy powoduje wyższą rezystancję przenoszenia prądu przemiennego. W praktyce jednak potrzeba elastycznych kabli sprawia, że jest to mniejszy problem. Pojedynczy kabel o grubości wystarczającej do przeniesienia znacznej mocy byłby na ogół zbyt sztywny i nieporęczny do zawieszenia na pylonie, więc kable transmisyjne są składane z wiązki drutów oddzielonych od siebie elementami dystansowymi. I tak musielibyśmy to zrobić, niezależnie od tego, czy używamy prądu stałego, czy prądu przemiennego. Rezultatem tego jest umieszczenie drutów w strefie efektu skórki dla pakietu. Najwyraźniej wiąże się to z inżynierią i nadal będą pewne straty, ale dzięki temu szczęśliwemu zbiegowi okoliczności możemy upewnić się, że są znacznie niższe.
Zakopane i podmorskie kable są oczywiście pojedynczym grubym kablem, więc w zasadzie nadal mogą zostać ugryzione przez efekt skóry. Wytrzymała konstrukcja kabla na ogół wykorzystuje jednak mocny rdzeń centralny, który zapewnia integralność strukturalną kabla, z innymi złączami nawiniętymi na ten rdzeń. Ponownie możemy to wykorzystać na naszą korzyść, aby zredukować efekt naskórkowy w AC, a nawet kable HVDC zostaną zbudowane w ten sam sposób.
Dużą wygraną w przenoszeniu mocy jest jednak eliminacja strat biernych.
Jak mówi Olin, istnieje również problem z połączeniem dwóch sieci energetycznych, ponieważ nigdy nie będą miały dokładnie tej samej częstotliwości i fazy. Sprytne użycie filtrów w połowie XX wieku pozwoliło na połączenie siatek, ale zaprojektowanie ich było tak samo sztuką, jak nauką i były z natury nieefektywne. Jednak po przesłaniu mocy w prąd stały można zrekonstruować prąd przemienny z dokładnie taką samą częstotliwością i fazą, jak sieć docelowa, i uniknąć problemu.
Nie tylko to, ale o wiele bardziej wydajna jest konwersja z prądu przemiennego na stały iz powrotem na prąd przemienny, zamiast próbować używać filtrów w celu kompensacji fazy i częstotliwości. Siatki w dzisiejszych czasach są często łączone ze schematami back-to-back . Są to zasadniczo obie połówki łącza HVDC obok siebie, z ogromną szyną zbiorczą między nimi zamiast kilometrów kabla transmisyjnego.
