Линия постоянного тока высокого напряжения Итайпу: описание и характеристики.
HVDC Itaipu
Итаипу – крупнейшая в мире линия электропередачи постоянного тока (HVDC) в Бразилии. Передает 3150 МВт от плотины Итаипу в Сан-Паулу. Инновации в управлении.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
HVDC Itaipu – это система передачи электроэнергии постоянного тока высокого напряжения в Бразилии от гидроэлектростанции Итайпу до региона Сан-Паулу. Проект состоит из двух биполей ±600 кВ, каждый с номинальной мощностью 3150 МВт, которые передают электроэнергию, генерируемую на частоте 50 Гц, с парагвайской стороны плотины Итайпу (вблизи города Фос-ду-Игуасу, штат Парана) на преобразовательную станцию Ибиуна, расположенную недалеко от Сан-Роке, штат Сан-Паулу. Система вводилась в эксплуатацию поэтапно в период с 1984 по 1987 год и остается одной из важнейших HVDC-установок в мире. После завершения строительства первого биполя в 1985 году она стала крупнейшей в мире системой передачи постоянного тока высокого напряжения как по мощности, так и по напряжению, и сохраняла эти позиции в течение 25 лет, до завершения строительства в 2010 году линии HVDC напряжением ±800 кВ и мощностью 6400 МВт от плотины Сянцзяба до Шанхая в Китае. Она также включала в себя важные инновации в системах управления в реальном времени, будучи одной из первых HVDC-систем, использующих цифровое управляющее оборудование на базе микропроцессоров. Тем не менее, в первые годы эксплуатации система столкнулась с проблемами надежности, включая многочисленные отказы трансформаторов преобразователей и один серьезный пожар на преобразовательной станции, хотя в настоящее время сообщается о значительном улучшении надежности.
The HVDC Itaipu is a High voltage direct current overhead line transmission system in Brazil from the Itaipu hydroelectric power plant to the region of São Paulo. The project consists of two ±600 kV bipoles, each with a rated power of 3150 MW, which transmit power generated at 50 Hz from the Paraguay side of the Itaipu Dam (near Foz do Iguaçu in Paraná) to the Ibiúna converter station near São Roque, São Paulo. The system was put in service in several steps between 1984 and 1987, and remains among the most important HVDC installations in the world. When the first bipole was completed in 1985, it became the world's largest HVDC system by both power transmission capacity and voltage, titles which it would hold for 25 years until the completion, in 2010, of the ±800 kV, 6400 MW HVDC link from Xiangjiaba Dam to Shanghai in China. It also contained important innovations in real time control systems, being one of the first HVDC schemes to use digital control equipment using microprocessors. Nevertheless it suffered reliability problems in its first few years of operation, with numerous converter transformer failures and one serious converter fire, although reliability is now reported to be much improved.
Техническое описание
Выбор был сделан в пользу высоковольтного постоянного тока (HVDC), поскольку эта технология позволяет создавать длинные линии передачи с минимальными потерями по сравнению с другими системами (например, переменного тока), а также обеспечивает возможность обмена энергией между парагвайской сетью 50 Гц и бразильской сетью 60 Гц и пользовательской сетью. Обе линии работают на напряжении ±600 кВ и построены как воздушные линии длиной 818 (северная линия) и 807 (южная линия) километров. На удалении от конечных подстанций линии разнесены на расстояние не менее 10 км для снижения рисков. Каждая линия рассчитана на передачу 3150 МВт при постоянном напряжении ±600 кВ и токе 2625 А. Линии выполнены из 4 x 689 мм² (около 30 мм в диаметре) ACSR.
High Voltage Direct Current (HVDC) was chosen both because this technique allows long transmission lines with little loss compared to other systems (like AC), and also allows interchange of the Paraguayan 50 Hz input and the Brazilian 60 Hz input and user grid. Both lines operate at ±600 kV and are built as overhead lines with a length of 818 (North line) and 807 (South line) kilometers. Away from their terminal stations, the two lines are at least 10 km apart to reduce risks. Each one is designed for 3150 MW at ± 600 kV D. C. and 2625 A. The lines are 4 x 689 mm² (about 30 mm ∅) ACSR
Подача электроэнергии осуществляется от генераторов 50 Гц на гидроэлектростанции (Фоз-ду-Игуасу) напряжением 500 кВ переменного тока. Выходная мощность составляет 345 и 500 кВ, 60 Гц переменного тока, и направляется в южно-юго-восточную энергосистему (Ибиуна, Сан-Паулу). Конвертерное оборудование, поставляемое компанией ABB Group, использует тиристорные клапаны, объединенные в два двенадцатиимпульсных моста на полюс. Параллельно с системой HVDC две линии переменного тока 765 кВ передают мощность от генераторов 60 Гц, расположенных на бразильской стороне плотины, в регион Сан-Паулу. На одной трети пути, в Ивайпоран, отходит линия 500 кВ, 60 Гц переменного тока, питающая южную энергосистему. В 1989 году и позднее установка последовательных конденсаторов в Ивайпоран (на 1/3 линии) и Итабера (на 2/3) позволила увеличить пропускную способность с 4300 МВт до 6300 МВт.
The incoming supply is 500 kV AC from the 50 Hz generators at the hydro dam (Foz do Iguaçu). The outgoing power is 345 and 500 kV, 60 Hz AC into the South/Southeastern grid (Ibiúna, São Paulo). The converter equipment, supplied by ABB Group, uses thyristor valves arranged in two, twelve pulse bridges per pole. In parallel with the HVDC system, two 765 kV AC lines carry power from the 60 Hz generators on the Brazilian side of the dam to the São Paulo region. At 1/3 into the route, at Ivaiporã, there is a branch into 500 kV, 60 Hz AC, delivering into the Southern grid. By introducing, in 1989 and later, series capacitors in Ivaiporã (at 1/3 of the line) and Itaberá (at 2/3) the capacity grew from 4300 MW to 6300 MW.
Надежность
В первые несколько лет реализации проекта наблюдалось множество отказов преобразовательных трансформаторов – шесть в первый год коммерческой эксплуатации и двенадцать в первые четыре года. Было необходимо внести изменения во все трансформаторы системы, что привело к заметному улучшению их работы, и в последующие шесть лет (с 4-го по 10-й) отказов не происходило.
In its first few years, the project suffered many failures of converter transformers, with six in the first year of commercial operation and twelve in the first four years. Modifications had to be made to all of the transformers on the system, and led to markedly improved performance, with no failures in years 4 10.
Электроды
Каждый биполь может работать также как монополь и оснащен заземляющим электродом. Электродные линии обоих биполей установлены на деревянных столбах и состоят из 2 проводников сечением 689 мм² (1272 MCM). Электроды для станции Foz do Iguaçu расположены в Santa Terezinha de Itaipu и Alvorada do Iguaçu и соединены с конвертерной станцией линиями длиной 15,5 км и 16 км соответственно. Электроды для станции San Roque расположены в Córrego Boa Vista и и соединены с конвертерной станцией линиями длиной 66 км и 67,2 км соответственно.
Each bipole can be operated also as monopole and is equipped with a grounding electrode. The electrode lines of both bipoles are installed on wooden poles and consist of 2 x 689 mm2 1272 MCM conductors. The electrodes for Foz do Iguaçu Station are situated at Santa Terezinha de Itaipu at and at Alvorada do Iguaçu at and are connected to the converter station via lines of 15.5 km and 16 km length respectively. The electrodes for San Roque Station are situated at Córrego Boa Vista at and at and are connected to the converter station via lines of 66 km and 67.2 km length respectively.