Cahora Bassa (HVDC)

	Odwzoruj wszystkie współrzędne za pomocą: OpenStreetMap
	Pobierz współrzędne jako: KML

Cahora Bassa HVDC
Cahora Bassa HVDC
	Linia południowa przecinająca Park Narodowy Kruger
	Trasa programu Cahora Bassa HVDC
Lokalizacja
Kraj	Mozambik , Republika Południowej Afryki
Współrzędne	;
Z	Tama Cahora Bassa , Mozambik
Do	Johannesburg , Republika Południowej Afryki
Informacje o własności
Właściciel	Eskom , Hidroelectrica de Cahora Bassa (HCB) [ potrzebne źródło ]
Informacje o budowie
Producent podstacji	AEG - Telefunken , Brown Boveri Company, Siemens (wyposażenie oryginalne); Grupa ABB (aktualizacja)
Upoważniony	1977–1979
Specyfikacja
Typ	napowietrzna linia
Rodzaj prądu	HVDC
Długość całkowita	1420 km (880 mil)
Moc znamionowa	1920 MW
Napięcie prądu stałego	±533 kV
Liczba biegunów	2

Cahora-Bassa (wcześniej Cabora Bassa ) to system przesyłu energii HVDC między elektrownią wodną Cahora Bassa na zaporze Cahora Bassa w Mozambiku a Johannesburgiem w RPA .

Historia

System został zbudowany w latach 1974-1979 i może przesyłać 1920 megawatów przy napięciu 533 kilowoltów prądu stałego i 1800 amperach . Stosowane są zawory tyrystorowe , które w przeciwieństwie do większości innych schematów HVDC są montowane na zewnątrz, a nie w hali zaworów . Zawory są zgrupowane w osiem sześciopulsowych mostków 133 kV , połączonych szeregowo na każdym końcu. Linia energetyczna o długości 1420 kilometrów (880 mil) przebiega przez niedostępny teren, więc jest w większości zbudowana jako linie monopolarne oddalone od siebie o 1 kilometr (0,62 mil). W przypadku awarii pojedynczej linii możliwa jest transmisja ze zmniejszoną mocą przez ocalały słup i powrót przez ziemię.

Cahora-Bassa była nieczynna od 1985 do 1997 roku z powodu wojny domowej w Mozambiku w regionie. Projekt był najeżony wyzwaniami technologicznymi, z których najbardziej godnym uwagi było zastosowanie półprzewodnikowych urządzeń rektyfikacyjnych w wielkoskalowych instalacjach komercyjnych. Do tego czasu zawory rtęciowe były de facto standardem dla HVDC. Cahora Bassa był pierwszym zamówionym schematem HVDC z zaworami tyrystorowymi, chociaż jego działanie było opóźnione. Był to również pierwszy system HVDC działający w Afryce i pierwszy na świecie, który działał powyżej 500 kV. Należało również pokonać istotne przeszkody handlowe, których kulminacją były rozprawy przed Międzynarodowym Trybunałem Arbitrażowym z siedzibą w Lizbonie w 1988 roku.

Po remoncie system został ponownie uruchomiony w październiku 1997 r. W latach 2006-2009 zawory tyrystorowe na stacji przekształtnikowej Apollo zostały zastąpione nowocześniejszymi zaworami tyrystorowymi chłodzonymi wodą.

Opis

Budowa i własność

Projekt przesyłu Cahora-Bassa był wspólnym przedsięwzięciem dwóch przedsiębiorstw elektroenergetycznych, Electricity Supply Commission (ESCOM, jak to było znane przed 1987), później Eskom , Johannesburg, RPA i Hidroelectrica de Cahora Bassa (HCB), firma będąca własnością 15% przez rząd Portugalii i 85% przez Mozambik . Sprzęt został zbudowany i dostarczony przez ZAMCO, które było konsorcjum AEG - Telefunken JV, Brown Boveri Company i Siemens AG z Niemiec . Następnie Brown Boveri stał się częścią ABB , a AEG częścią Alstomu .

Umowy handlowe obejmowały również Electricidade de Moçambique (EDM), która była dostarczana z Cahora Bassa w ramach umowy kołowej z Eskom. W efekcie Eskom zaopatrywał południowy Mozambik ( Maputo ) z ówczesnego wschodniego Transwalu napięciem 132 kV, przy czym sprzedaż została odjęta od dostaw HCB do Eskom. Umowa trójstronna została zawieszona z powodu siły wyższej , gdy linia z Cahora Bassa była niedostępna w latach 80.

System został oddany do użytku w trzech etapach, począwszy od marca 1977 r. Z czterema mostami sześciopulsowymi , aw pełni operacyjny z ośmioma mostami 15 marca 1979 r.

Linia transmisyjna

Linia energetyczna biegnie od stacji przekształtnikowej Songo , która znajduje się w pobliżu elektrowni wodnej i zwykle działa jako prostownik, do stacji przekształtnikowej Apollo w pobliżu Johannesburga, która zwykle działa jako falownik. Każda z samonośnych stalowych wież wzdłuż trasy zawiera dwie wiązki czterech kabli o powierzchni 565 milimetrów kwadratowych (1120 kcmil ) i pojedynczy przewód uziemiający o powierzchni 117 milimetrów kwadratowych (231 kcmil). Istnieje około 7000 wież o średniej rozpiętości 426 metrów (466 jardów).

Maksymalna rozpiętość wynosi 700 metrów (770 jardów) przy użyciu wzmocnionych wież. Powrót uziemienia dla pracy jednobiegunowej jest zapewniony przez zakopane elektrody grafitowe na każdej stacji. Linia DC ma dławiki wygładzające i kondensatory ograniczników przepięć na każdej stacji.

Na północny wschód od Apollo Converter Station bieguny HVDC Cahora Bassa przecinają kilka linii 400 kV AC na 25°54'58"S 28°16'46"E odpowiednio 25°54'57"S 28°16'51"E w taki na małej wysokości, po której nie można chodzić po terenie pod linią i jest ogrodzony [1] .

Dwie linie noszą odpowiednio nazwy Zeus i Apollo.

Zawory tyrystorowe

Cahora Bassa był jednym z pierwszych schematów HVDC zbudowanych z zaworami tyrystorowymi od samego początku. W nietypowy sposób zawory tyrystorowe są montowane na zewnątrz. W oryginalnej instalacji były wypełnione olejem zarówno w celu chłodzenia, jak i izolacji elektrycznej. Jedynym innym schematem HVDC na świecie wyposażonym w ten sposób od samego początku była pierwsza faza – obecnie wycofana z eksploatacji – przetwornicy Shin Shinano w Japonii . Każdy zbiornik zaworowy zawiera dwa zawory, tworząc podwójny zawór łączący dwa zaciski DC z jednym jednofazowym, dwuuzwojeniowym transformatorem przekształtnikowym . Każdy sześciopulsowy mostek zawiera trzy takie zbiorniki, a zatem każda stacja zawiera 24 podwójne zawory.

Prace rozwojowe nad zaworami tyrystorowymi rozpoczęły się pod koniec lat 60. XX wieku, kiedy jedyne dostępne wówczas tyrystory były, jak na dzisiejsze standardy, małe i miały tylko 1,6 kV każdy. W pierwszej fazie projektu (po 4 mostki na każdym końcu) każdy zawór zawierał 280 takich tyrystorów połączonych szeregowo z dwoma równolegle – to największa liczba, jaką kiedykolwiek zastosowano w pojedynczym zaworze HVDC.

Fazy 2 i 3 wykorzystywały ulepszone tyrystory o napięciu znamionowym 2,4 kV każdy i wymagały tylko 192 szeregowo na zawór - wciąż duża liczba jak na współczesne standardy - z dwoma równolegle. W rezultacie każda stacja przekształtnikowa zawierała łącznie 22 656 tyrystorów.

Inne wyposażenie

Tyrystory miały również słabą przejściową zdolność nadprądową, więc kolejną niezwykłą cechą schematu było istnienie przełączników nadprądowych między zaworami i transformatorami, chociaż zostały one później wycofane z eksploatacji na stacji Apollo.

Filtry prądu przemiennego dostrojone do 5., 7., 11. i 13. harmonicznej zasilania 50 Hz są instalowane na każdej stacji, około 195 MVAr w Apollo i 210 MVAr w Songo.

Istnieją dwie stacje przemienników PLC : jedna w Gamaboi w RPA i jedna w Catope w Mozambiku.

Naprawa zniszczeń wojennych

Po zakończeniu wojny domowej w 1992 roku jednym z wielu skutków dekady konfliktów było uszkodzenie linii przesyłowych HVDC. Prawie wszystkie z 4200 wież linii przesyłowych znajdujących się na 893 kilometrach (555 mil) linii w Mozambiku wymagały wymiany lub remontu. Prace te rozpoczęto w 1995 roku i zakończono do końca 1997 roku. System został przywrócony do pełnej zdolności przesyłowej mocy do 1998 roku.

Następnie Eskom rozpoczął dostawy energii elektrycznej do Mozambiku o napięciu 400 kV, na warunkach podobnych do pierwotnej umowy kołowej, z elektrowni Arnot w Mpumalanga przez Suazi . Głównym celem tej infrastruktury jest zapewnienie hurtowych dostaw energii elektrycznej do Huty Aluminium Mozal , której operatorem jest BHP .

Protokół ustaleń podpisany 2 listopada 2007 r. oznacza, że do końca 2007 r. Mozambik będzie odpowiedzialny za projekt zlokalizowany na jego terenie, nad którym nie sprawował kontroli przez ostatnie 30 lat ze względu na zobowiązania umowne z Portugalią.

Nowa umowa daje Mozambikowi 85 procent projektu Cahora Bassa Hydroelectric (HCB), podczas gdy Portugalia zachowa tylko 15 procent. Projekt ma zdolność do produkcji 2000 megawatów energii elektrycznej i jest jednym z głównych dostawców energii do południowoafrykańskiego Power Pool.

Mozambik będzie jednak musiał zapłacić rządowi portugalskiemu 950 mln USD jako rekompensatę za odbudowę i utrzymanie tamy po wojnie domowej.

Wojna domowa doprowadziła do poważnych zniszczeń infrastruktury przesyłowej, zmuszając portugalski rząd do zapłacenia z własnej kieszeni około 2,5 mld USD na jej naprawę.

Modernizacja stacji Apollo

Stacja przekształtnikowa Apollo HVDC i linie dystrybucyjne. Linia Cahora Bassa HVDC może być postrzegana jako wysokie słupy po lewej stronie. Linia pośrodku obrazu z pojedynczym przewodnikiem to linia elektrod HVDC Cahora Bassa

firma ABB otrzymała kontrakt na wymianę zaworów tyrystorowych na stacji Apollo. Koncepcja montażu na zewnątrz została zachowana, ale każda z nowych obudów zawiera kompletny sześciopulsowy mostek zamiast tylko dwóch zaworów, a zastępcze zawory tyrystorowe mają bardziej konwencjonalną konstrukcję z izolacją powietrzną i chłodzeniem wodą, wykorzystującą tyrystory 125 mm, 8,5 kV. 36 takich tyrystorów jest połączonych szeregowo w każdym zaworze, bez połączenia równoległego, a nowe zawory mają możliwość późniejszej modernizacji do 600 kV, 3300 A. Jednocześnie wymieniono filtry AC.

Witryny

Strona	Współrzędne
Apollo Inverter Station
Terminal linii elektrod w RPA
Gamaboi PLC Repeater Station
Słup 1 przekracza granicę między Republiką Południowej Afryki a Mozambikiem
Słup 2 przekracza granicę między Republiką Południowej Afryki a Mozambikiem
Stacja Catope PLC Repeater Terminal
linii elektrod w Mozambiku Stacja
konwerterów Songo

Zobacz też

Dalsza lektura

Eustace F. Raynham , Apollo - Cahora Bassa: zagadka i dywersje , EE Publishers, ISBN 0-620-32261-6 , [2]

Linki zewnętrzne