HVDC

Voor kabels die lange afstanden moeten overbruggen, kan het gunstig zijn om gebruik te maken van gelijkstroom. Het systeem wordt meestal aangegeven met High Voltage Direct Current of HVDC. Gelijkstroom heeft als groot voordeel dat het een hoger rendement heeft. Dit kan op de volgende manier verklaard worden. Het verlies in een kabel door warmteontwikkeling is evenredig met het kwadraat van de stroomsterkte. Dit geldt zowel voor gelijkstroom als wisselstroom. Om deze rede wordt de spanning zo groot mogelijk gemaakt, zodat de stroomsterkte zo laag mogelijk kan blijven. Bij wisselstroom treedt er nog een effect op dat voor spanningsverlies zorgt. Elke keer als een kabel op spanning wordt gezet, wordt er ook lading opgeslagen in de kabel, doordat de kabel een bepaalde ladingscapaciteit heeft. Op het moment dat de spanning omkeert, wordt de spanning in eerste instantie gebruikt om de kabel te ontladen, waarna de kabel in de andere richting lading opslaat. Dit effect dempt de amplitude van de spanningsgolf uit, zodat er een spanningsverlies optreedt. De winst in de gelijkstroom zit in de afwezigheid van dit spanningsverlies.

Daarnaast zijn deze lijnen goedkoper omdat er minder bekabeling nodig is en is HVDC veiliger, doordat er minder kans is op een elektrostatische ontlading. Ook kan een HVDC lijn de stabiliteit van een netwerk bevorderen, omdat cascade reacties niet kunnen worden doorgegeven. Ten slotte kan een HVDC lijn dienen als verbinding tussen twee wisselspanningnetwerken met verschillende frequentie. Om over te schakelen van wisselstroom naar gelijkstroom en terug werden in eerste instantie kwik gelijkrichters gebruikt om later verdreven te worden door de meer betrouwbare thyristor. Ze worden meestal in serie geplaatst omdat ze de hoge spanning van HVDC niet aankunnen.

De eerste HVDC lijn werd aangelegd in de tweede wereldoorlog tussen Dessau en Berlijn, maar het systeem werd als oorlogsbuit meegenomen door de Russen voordat het ooit operationeel kon zijn. Dit systeem werd tussen Moskou en Kashira geïnstalleerd in 1951. Sindsdien zijn er verscheidene lijnen in de wereld gebouwd. De lijnen met het hoogste vermogen lopen naar Sao Paulo. Twee kabels transporteren beide 3150 MW op 500 kV. In 2007 werd de tot dan toe langste HVDC lijn afgerond, waarbij 3 GW over een lengte van ruim 1000 kilometer wordt getransporteerd van de Drieklovendam naar Sjanghai. De nieuwe lijn tussen Noorwegen en Nederland voor het transport van waterkrachtelektriciteit zal ook van dit type zijn.