| NR HVDC Transmission Bipole 1 | |
|---|---|
 Биполи 1 и 2 реки Нельсон оканчиваются на преобразовательной станции Дорси возле Россера, Манитоба . Станция принимает ток HVDC и преобразует его в ток HVAC для распределения потребителям. | |
 Карта биполей 1 и 2 | |
| Место расположения | |
| Страна | Канада |
| Провинция | Манитоба |
| Из | Конвертерная станция Radisson около Гиллама на 56 ° 21′39 ″ с.ш., 94 ° 36′47 ″ з.д. / 56,36083 ° с.ш.94,61306 ° з.д. |
| К | Конвертерная станция Дорси в Россере расположена в 26 километрах (16 миль) к северо-западу от Виннипега на 49 ° 59′39 ″ с.ш., 97 ° 25′38 ″ з.д. ) / 49,99417 ° с.ш.97,42722 ° з.д. |
| Информация о праве собственности | |
| Владелец | Manitoba Hydro |
| Оператор | Manitoba Hydro |
| Информация о строительстве | |
| Производитель подстанций | Английский Электрик (оригинал); Alstom , Siemens (замена) |
| Строительство началось | 1966 г. |
| Введен в эксплуатацию | 17 июня 1972 г. |
| Техническая информация | |
| Тип | воздушная линия электропередачи |
| Тип тока | HVDC |
| Общая длина | 895 км (556 миль) |
| Номинальная мощность | 1620 мегаватт 1800 ампер |
| Напряжение постоянного тока | ± 450 киловольт |
| Кол- во полюсов | 2 |
| Кол- во цепей | 1 |
Система передачи постоянного тока на реке Нельсон , также известная как Биполь Манитобы , представляет собой систему передачи электроэнергии двух высоковольтных линий постоянного тока в Манитобе , Канада, эксплуатируемую компанией Manitoba Hydro в рамках гидроэлектростанции на реке Нельсон . Сейчас записывается на список IEEE Вехи [1] в области электротехники . На последовательных этапах проекта было побито несколько рекордов, включая самые большие (и последние) ртутно-дуговые клапаны , самое высокое напряжение передачи постоянного тока и первое использование тиристорных клапанов с водяным охлаждением. в HVDC.
Система передает электроэнергию, вырабатываемую несколькими гидроэлектростанциями вдоль реки Нельсон в Северной Манитобе, через пустыню в населенные районы на юге.
Он включает в себя две выпрямительные станции, преобразовательную станцию Radisson рядом с Гилламом на 56 ° 21′41 ″ с.ш. 94 ° 36′48 ″ з.д. и преобразовательную станцию Хендай возле Санданса на 56 ° 30′14 ″ с.ш. 94 ° 08′24 ″ з.д. , один инвертор. станция , преобразовательная станция Дорси в Россере, расположенная в 26 км (16 миль) к северо-западу от Виннипега, на 49 ° 59′34 ″ с.ш., 97 ° 25′42 ″ з.д. ), и два комплекта высоковольтных линий электропередачи постоянного тока. Каждая линия электропередачи HVDC имеет два параллельных воздушных провода для подачи положительного и отрицательного питания. / 56.36139°N 94.61333°W / 56.36139; -94.61333 (Radisson Converter Station) / 56.50389°N 94.14000°W / 56.50389; -94.14000 (Henday Converter Station) / 49.99278°N 97.42833°W / 49.99278; -97.42833 (Dorsey Converter Station)
Третья линия, Bipole 3, была завершена в 2018 году, она идет от новой конвертерной станции Keewatinoow вдоль западной стороны озера Манитоба до новой конвертерной станции Riel на восточной стороне Виннипега.
Промежуточных коммутационных станций и ответвлений нет. Все три биполярные системы имеют обширные заземляющие электроды, позволяющие использовать их в монополярном режиме.
История [ править ]
Для строительства в 1966 году генерирующей станции Kettle Rapids мощностью 1 272 МВт потребовалась длинная линия электропередачи, чтобы соединить ее с центрами нагрузки в южной части Манитобы. Правительство Канады согласилось профинансировать установку линии HVDC, которая должна быть погашена Manitoba Hydro, когда рост нагрузки позволил коммунальному предприятию принять на себя долг по линии. Подача электроэнергии постоянного тока началась 17 июня 1972 года.
Один блок электростанции «Чайник» был завершен до того, как были построены преобразователи постоянного тока. [2] Зимой 1970 года бипольные линии питались переменным током, что давало полезное количество энергии системе Манитобы; был установлен шунтирующий реактор, чтобы предотвратить повышение напряжения из-за эффекта Ферранти .
В то время Bipole I использовал самое высокое в мире рабочее напряжение для передачи наибольшего количества энергии от удаленного объекта к городу и использовал самые большие ртутные дуговые клапаны, когда-либо разработанные для такого применения. Линия потребовала строительства более 3900 башен с оттяжками и 96 самонесущих башен на разнообразной местности. В некоторых районах вечная мерзлота привела к оседанию фундамента до 3 футов (1 м).
Заем правительства Канады был погашен, когда Manitoba Hydro выкупила линию и непогашенный долг в 1992 году. [3] В 1997 году торнадо повредил 19 опор линий постоянного тока. Во время ремонта некоторым крупным клиентам было рекомендовано сократить нагрузку, но импорт линий 500 кВ из соседних коммунальных предприятий в США предотвратил серьезные перебои в подаче электроэнергии.
Третья такая линия, названная Bipole 3, была предложена, чтобы пройти вдоль западной стороны Манитобы. 26 октября 2009 года Федерация налогоплательщиков Канады вместе с инженерами и экспертами по окружающей среде опубликовала анализ, который, как они утверждали, опроверг все утверждения правительства о том, почему линия должна быть проложена по западной стороне провинции. [4] Линия построена по западному маршруту и завершена в 2018 году.
Компоненты системы [ править ]
Система передачи в настоящее время состоит из двух двухполюсных линий передачи с их преобразовательными подстанциями и заземляющими обратными электродами для обеспечения монопольной работы.
Биполь 1 [ править ]
Bipole 1 проходит 895 километров (556 миль) от Radisson до Дорси. Первоначально он был рассчитан на работу при максимальной разности потенциалов ± 450 киловольт и максимальной мощности 1620 мегаватт . [5] Это приводит к электрическому току 1800 ампер .
Биполь 1 состоит из шести групп 6-импульсных преобразователей на каждом конце (по три последовательно на полюс), каждая из которых изначально рассчитана на 150 кВ постоянного тока, 1800 А. [6] Каждая группа преобразователей может быть замкнута на стороне постоянного тока с помощью вакуумного переключателя. . Последующие модернизации повысили номинальный ток до 2000 А и номинальное напряжение большинства оборудования до 166 кВ на мост (т.е. всего 500 кВ), хотя по состоянию на январь 2013 года Manitoba Hydro все еще сообщает, что линия работает при +463 кВ / - 450 кВ.
Когда он был построен в период с марта 1971 по октябрь 1977 года, ртутно-дуговые клапаны использовались для выпрямления переменного тока . Эти клапаны, поставляемые English Electric [7], имели по шесть параллельно включенных анодных колонн и были самыми мощными ртутно-дуговыми клапанами из когда-либо построенных. Каждый из них имел вес 10200 кг (22000 фунтов), длину 4,57 метра (15 футов), ширину 2,44 метра (8 футов) и высоту 3,96 метра (13 футов). В период с 1992 по 1993 год ртутные дуговые клапаны Полюса 1 были заменены на тиристорные клапаны GEC Alsthom, что увеличило максимальную мощность и напряжение линии до текущего уровня. Ртутные дуговые клапаны Полюса 2 были позже заменены Siemens . [8] К концу 2004 года последние ртутные дуговые клапаны на Полюсе 2 были заменены тиристорными.
Тиристорные вентили, как в Radisson, так и в Dorsey, расположены в том же зале, где изначально стояли ртутные дуговые вентили. В обоих местах он имеет высоту 18,29 метра (60 футов), ширину 22,86 метра (75 футов) и длину 44,2 метра (145 футов).
Биполь 2 [ править ]
| NR HVDC Transmission Bipole 2 | |
|---|---|
| Место расположения | |
| Из | Конвертерная станция Хендая возле биполя 2 Сандэнса на 56 ° 30′15 ″ с.ш., 94 ° 08′26 ″ з.д. / 56.50417°N 94.14056°W / 56.50417; -94.14056 (Henday Converter Station) |
| К | Конвертерная станция Дорси на биполях Россера 1 и 2 на 49 ° 59′39 ″ с.ш., 97 ° 25′49 ″ з.д. / 49.99417°N 97.43028°W / 49.99417; -97.43028 (Dorsey Converter Station) |
| Информация о праве собственности | |
| Владелец | Manitoba Hydro |
| Оператор | Manitoba Hydro |
| Информация о строительстве | |
| Производитель подстанций | Сименс , AEG , Браун Бовери |
| Введен в эксплуатацию | 1985 г. |
| Техническая информация | |
| Тип | воздушная линия электропередачи |
| Тип тока | HVDC |
| Общая длина | 937 км (582 миль) |
| Номинальная мощность | 1800 мегаватт |
| Напряжение постоянного тока | ± 500 кВ |
| Кол- во полюсов | 2 |
| Кол- во цепей | 1 |
Линия передачи Bipole 2 проходит 937 километров (582 мили) от Анде до Дорси. Биполь 2 может передавать максимальную мощность 1800 МВт при напряжении ± 500 кВ. Биполь 2 состоит из четырех групп 12-пульсных преобразователей на каждом конце (по две последовательно на полюс) и введен в эксплуатацию в два этапа. После первого этапа в 1978 году максимальная мощность составляла 900 МВт при 250 кВ, которая увеличилась до нынешнего уровня, когда он был завершен в 1985 году. [9]
Биполь 2 пересекает реку Нельсон по адресу 56.459811 N 94.143273 W. Существует резервный переход через реку Нельсон по адресу 56.441383 N 94.176114 W. Прямое переключение линии на резервный переход невозможно.
В отличие от Bipole 1, Bipole 2 всегда оснащался тиристорами. В тиристорных клапанах, поставляемых немецким консорциумом HVDC ( Siemens , AEG и Brown Boveri ), впервые в проекте HVDC использовалось водяное охлаждение [10] . До этого в относительно небольшом количестве схем HVDC, использующих тиристоры, использовалось либо воздушное охлаждение, либо, как в проекте Cahora Bassa, поставляемый тем же консорциумом, масляное охлаждение. Тиристоры были расположены в напольных вертикальных стопках четырех клапанов (каждый quadrivalves ). Каждый клапан содержал 96 тиристорных уровней последовательно, а два - параллельно. Они были организованы в 16 тиристорных модулей, последовательно соединенных с 8 реакторными модулями.
Тиристорные вентили Bipole 2: шесть параллельно соединенных пар тиристоров в модуле с охлаждающими трубопроводами и конденсаторами выравнивания напряжения. | Счетверенный тиристорный клапан 1800 A 250 кВ на преобразовательной станции Manitoba Hydro Henday в Bipole 2 |
Биполь 3 [ править ]
В 1996 году сильный ветер повредил Биполь I и Биполь II и угрожал затемнить Виннипег. Электропитание поддерживалось импортом из Миннесоты, в то время как два существующих биполя были отремонтированы. Чтобы избежать повторения этого события и еще больше повысить надежность электроснабжения, Manitoba Hydro исследовала маршруты дальше на запад для своей линии Bipole 3. В планах также строительство дополнительной преобразовательной станции и фидерных линий по городу. Строительство биполя 3 началось в 2012 году. Линия была завершена и введена в эксплуатацию в июле 2018 года. [11]
Основными элементами системы Bipole III являются:
- Конвертерная станция Киватиноу, расположенная на реке Нельсон недалеко от места предполагаемой генерирующей станции Конавапа, на 56 ° 39′25 ″ с.ш., 93 ° 51′14 ″ з.д. / 56.65694°N 93.85389°W / 56.65694; -93.85389 (Keewatinoow Static Inverter Plant)
- Биполярная линия электропередачи протяженностью 1324 км, работающая при номинальном напряжении +/- 500 кВ, проходит к западу от озера Манитоба.
- Преобразователь Риель станции, на восточной стороне Виннипегской Floodway , в волости Спрингфилд на 49 ° 51'59 "N 96 ° 56'24" W / 49.86639°N 96.94000°W / 49.86639; -96.94000 (Riel Static Inverter Plant)
- Дополнительные линии переменного тока 230 кВ для северной коллекторной системы. [12]
Линия использует стальные опоры с оттяжками на северных участках линии и самонесущие стальные решетчатые опоры на южной части. В среднем на километр будет около двух сооружений. Каждая башня несет связанный провод для каждого полюса. Каждый полюс проводник состоит из трех суб-проводников , эквивалентных 1590 MCM ACSR . Проводники поддерживаются изоляторами из закаленного стекла или фарфора с максимальным зазором до уровня земли 34 метра, минимум 13,2 метра в середине пролета и максимальным прогибом проводника. В верхней части опор проложен оптический заземляющий кабель, обеспечивающий заземление опор, и оптические волокна для управления и связи системы. [12]
Обычно ширина полосы отвода для линии HVDC составляет 66 метров, при этом 45 метров очищаются непосредственно под линией.
Система способна передавать 2000 мегаватт от станций реки Нельсон к потребителям на юге.
Электроды заземления [ править ]
Хотя обычно каждая из линий работает как биполярная система, если полюс отключен для обслуживания или неисправности, заземляющий возвратный электрод используется для поддержания работы с частичной мощностью.
Двухполюсные 1 и 2 разделяет заземляющий электрод из кольцевого типа, 305 м (1,001 футов) в диаметре, 21,9 км (13,6 миль) от Dorsey конвертера завода на 50 ° 10'29 "N 97 ° 24'08" W . Электрод Дорси соединен с преобразовательной установкой двумя воздушными линиями на деревянных опорах, одна для Биполя 1, а другая для Биполя 2. / 50.17472°N 97.40222°W / 50.17472; -97.40222 (Dorsey Converter Station Ground Return Electrode)
В Radisson, биполь 1 использует заземляющий электрод одного и того же размера и типа , как Dorsey, но только 11,2 км (7,0 миль) от станции на 56 ° 21'22 "N 94 ° 45'17" W . / 56.35611°N 94.75472°W / 56.35611; -94.75472 (Radisson Converter Station Ground Return Electrode)
Двухполюсные 2 используют заземляющий электрод 548 метр (1798 футов) в диаметре и 11,2 км (7,0 миль) от Henday преобразовательной подстанции 56 ° 26'2 "N 94 ° 13'22" W . / 56.43389°N 94.22278°W / 56.43389; -94.22278 (Henday Converter Station Ground Return Electrode)
Биполь 3 имеет участок заземляющего электрода рядом с преобразовательной станцией Киватиноу на 56 ° 34′56 ″ с.ш., 93 ° 57′02 ″ з.д., соединенный линией электродов длиной 30 км. На южной преобразовательной станции Риеля линия электродов проходит примерно в 26 км до площадки заземляющих электродов на 49 ° 56′12 ″ с.ш., 96 ° 43′01 ″ з.д. возле Хейзелриджа, Манитоба . / 56.58222°N 93.95056°W / 56.58222; -93.95056 (Keewatinoow Ground Electrode) / 49.93667°N 96.71694°W / 49.93667; -96.71694 (Hazelridge Ground Electrode)
Ссылки [ править ]
- ^ "Вехи: Система передачи HVDC реки Нельсон, 1972" . Сеть глобальной истории IEEE . IEEE . Проверено 4 августа 2011 года .
- ↑ Леонард А. Бейтман, инженер-специалист в гидроэлектрической промышленности , Рабочий документ Канадского инженерного института 22/2004, июль 2004 г.
- ↑ LA Bateman, «История развития электроэнергетики в Манитобе», в IEEE Canadian Review, зима 2005 г.
- ^ [1]
- ^ Сборник схем HVDC, СИГРЭ Техническая брошюра No. 003 , 1987, pp63-69.
- ^ Эсти, Д.С., Хейвуд, Р.В., Роллан, Дж. У., Уиллис, Д. Б., Ввод в эксплуатацию системы HVDC в Нельсон-Ривер и начальный опыт эксплуатации,сессия СИГРЭ , Париж, 1974, ссылка на статью 14-102.
- ^ Cogle, TCJ, река Нельсон Проект - Манитоба Hydro эксплуатирует Предарктический гидро энергетических ресурсов, Electrical Review, 23 ноября 1973.
- ^ Дхаливал, Н., Валикетт, Р., Кесте, А., Хеуслер, М., Каффель, П., Замена ртутно-дугового клапана на полюсе реки Нельсон 2 , Париж, 2004 г., ссылка на статью B4-203.
- ^ Сборник схем HVDC, СИГРЭ Техническая брошюра No. 003 , 1987, pp104-109.
- ^ Беригер, К., Эттер, П., Хенгсбергер, Дж., Тиле, Г., Проектирование групп тиристорных клапанов с водяным охлаждением для расширения системы HVDC Манитобы ,сессия СИГРЭ , Париж, 1976, ссылка на статью 14-05.
- ^ [2] «Линия передачи Bipole III введена в коммерческую эксплуатацию», Кентон Дайк, Steinbachonline.com, 24 июля 2018 г., получено 3 сентября 2018 г.
- ^ a b [3] Описание проекта получено 3 сентября 2018 г.
Внешние ссылки [ править ]
| Сопоставьте все координаты с помощью: OpenStreetMap |
| Скачать координаты как: KML |
- Manitoba Hydro
- https://web.archive.org/web/20051115122606/http://www.transmission.bpa.gov/cigresc14/Compendium/NELSON1.htm
- https://web.archive.org/web/20051115122606/http://www.transmission.bpa.gov/cigresc14/Compendium/NELSON2.htm
- https://web.archive.org/web/20051115122606/http://www.transmission.bpa.gov/cigresc14/Compendium/Nelson2%20Pictures.pdf
- Справочный список Siemens HVDC
- Система HVDC Nelson River (с изображениями клапанов)
