Cahora Bassa (HVDC)

	Kartlägg alla koordinater med: OpenStreetMap
	Ladda ner koordinater som: KML

Cahora Bassa HVDC
Cahora Bassa HVDC
	Den södra linjen som korsar genom Kruger National Park
	Route av Cahora Bassa HVDC-schemat
Plats
Land	Moçambique , Sydafrika
Koordinater	;
Från	Cahora Bassa Dam , Moçambique
Till	Johannesburg , Sydafrika
Ägarinformation
Ägare	Eskom , Hidroelectrica de Cahora Bassa (HCB) [ citat behövs ]
Bygginformation
Tillverkare av transformatorstationer	AEG - Telefunken , Brown Boveri Company, Siemens (originalutrustning); ABB Group (uppgradering)
Bemyndigad	1977–1979
Teknisk information
Typ	Luftledning
Typ av ström	HVDC
Total längd	1 420 km (880 mi)
Effektvärde	1920 MW
DC spänning	±533 kV
Antal stolpar	2

Cahora-Bassa (tidigare stavat Cabora Bassa ) är ett HVDC- kraftöverföringssystem mellan Cahora Bassa Hydroelectric Generation Station vid Cahora Bassa Dam i Moçambique och Johannesburg , Sydafrika .

Historia

Systemet byggdes mellan 1974 och 1979 och kan överföra 1920 megawatt vid en spänningsnivå på 533 kilovolt DC och 1800 Ampere . Tyristorventiler används, som till skillnad från de flesta andra HVDC-scheman är monterade utomhus och inte i en ventilhall . Ventilerna är grupperade i åtta, 133 kV sexpulsbryggor i serie i varje ände. Den 1 420 kilometer (880 mi) långa kraftledningen går genom otillgänglig terräng, så den är mestadels byggd som monopolära linjer 1 kilometer (0,62 mi) från varandra. I händelse av ett enstaka ledningsfel är överföring med reducerad effekt möjlig via den överlevande polen och retur genom jorden.

Cahora-Bassa var ur drift från 1985 till 1997 på grund av det moçambikanska inbördeskriget i regionen. Projektet var behäftat med tekniska utmaningar, de mest anmärkningsvärda av dessa var antagandet av solid-state likriktare i en storskalig kommersiell installation. Kvicksilverbågeventiler hade varit de facto- standarden för HVDC fram till denna tid. Cahora Bassa var det första HVDC-schemat som beställdes med tyristorventiler, även om dess drift var försenad. Det var också det första HVDC-systemet som var i drift i Afrika och det första i världen som fungerade över 500 kV. Betydande kommersiella hinder, som kulminerade i utfrågningar vid en internationell skiljedomstol med säte i Lissabon 1988, måste också övervinnas.

Efter en renovering togs systemet tillbaka i kommersiell drift i oktober 1997. Mellan 2006 och 2009 ersattes tyristorventilerna vid Apollo omvandlarstation av mer moderna vattenkylda tyristorventiler.

Beskrivning

Byggande och ägande

Transmissionsprojektet Cahora-Bassa var ett samriskföretag mellan de två elbolagen, Electricity Supply Commission (ESCOM, som den kallades före 1987), senare Eskom , Johannesburg, Sydafrika och Hidroelectrica de Cahora Bassa (HCB), ett företag som ägs 15 % av Portugals regering och 85 % av Moçambique . Utrustningen konstruerades och levererades av ZAMCO, som var ett konsortium av AEG - Telefunken JV, Brown Boveri Company och Siemens AG i Tyskland . Brown Boveri blev därefter en del av ABB och AEG blev därefter en del av Alstom .

De kommersiella arrangemangen omfattade också Electricidade de Moçambique (EDM) som tog försörjningen från Cahora Bassa genom ett rullarrangemang med Eskom. Eskom levererade faktiskt södra Moçambique ( Maputo ) från dåvarande östra Transvaal med 132 kV med försäljningen avdragen från HCB-leveransen till Eskom. Trepartsavtalet avbröts på grund av force majeure när linjen från Cahora Bassa var otillgänglig på 1980-talet.

Systemet togs i drift i tre etapper med början i mars 1977 med fyra sexpulsbryggor och i full drift av åtta broar den 15 mars 1979.

Överföringslinje

Kraftledningen går från Songo omvandlarstation , som ligger nära vattenkraftstationen och normalt fungerar som en likriktare, till Apollo omvandlarstation nära Johannesburg, som normalt fungerar som en inverter. Vart och ett av de självbärande ståltornen längs vägen bär två buntar med fyra 565 kvadratmillimeter (1120 kcmil ) kablar och en enda 117 kvadratmillimeter (231 kcmil) jordledare. Det finns cirka 7 000 torn med en genomsnittlig spännvidd på 426 meter (466 yd).

Den maximala spännvidden är 700 meter (770 yd) med förstärkta torn. Jordåtergång för unipolär drift tillhandahålls av nedgrävda grafitelektroder vid varje station. DC-ledningen har utjämningsreaktorer och överspänningsavledare kondensatorer vid varje station.

Nordost om Apollo Converter Station korsar polerna på HVDC Cahora Bassa flera 400 kV AC-ledningar vid 25°54'58"S 28°16'46"E respektive 25°54'57"S 28°16'51"E i en sådan låg höjd som området under linjen inte får beträdas på och är inhägnad [1] .

De två linjerna heter Zeus respektive Apollo.

Tyristorventiler

Cahora Bassa var ett av de första HVDC-systemen som byggdes med tyristorventiler från starten. Ovanligt är tyristorventilerna utomhusmonterade. I den ursprungliga installationen var de oljefyllda för både kylning och elektrisk isolering. Det enda andra HVDC-systemet i världen utrustad på detta sätt från början var den första fasen – nu avvecklad – av Shin Shinano- frekvensomformaren i Japan . Varje ventiltank innehåller två ventiler som bildar en dubbelventil som ansluter de två DC-terminalerna till en enfas, tvålindad omvandlartransformator . Varje sexpulsbrygga innehåller tre sådana tankar och därför innehåller varje station 24 dubbelventiler.

Utvecklingsarbetet för tyristorventilerna började i slutet av 1960-talet när de enda tyristorerna som fanns tillgängliga vid den tiden var, med dagens mått mätt, små och var klassade endast 1,6 kV vardera. I den första fasen av projektet (4 broar i varje ände) innehöll varje ventil 280 sådana tyristorer i serie med två parallella – det största antalet som någonsin använts i en enda HVDC-ventil.

Faserna 2 och 3 använde förbättrade tyristorer med en klassificering av 2,4 kV vardera och krävde endast 192 i serie per ventil – fortfarande ett stort antal med moderna standarder – med två parallella. Som ett resultat innehöll varje omvandlarstation totalt 22 656 tyristorer.

Annan utrustning

Tyristorerna hade också dålig transient överströmskapacitet, så en annan ovanlig egenskap hos schemat var förekomsten av överströmsavledare mellan ventilerna och transformatorerna, även om dessa senare avvecklades vid Apollo-stationen.

AC-filter avstämda till den 5:e, 7:e, 11:e och 13:e övertonen av 50 Hz strömförsörjningen är installerade vid varje station, cirka 195 MVAr vid Apollo och 210 MVAr vid Songo.

Det finns två PLC-repeaterstationer : en vid Gamaboi i Sydafrika och en vid Catope i Moçambique.

Reparera krigsskadorna

Efter att inbördeskriget tog slut 1992 var en av de många effekterna av decenniet av stridigheter skadorna på HVDC-överföringsledningarna. Nästan alla 4200 överföringsledningstorn som ligger på de 893 kilometerna (555 mi) linjen i Moçambique behövde bytas ut eller renoveras. Detta arbete påbörjades 1995 och tog till slutet av 1997 att slutföra. Systemet återställdes till full kraftöverföringskapacitet 1998.

Därefter har Eskom påbörjat elförsörjning till Moçambique vid 400 kV, under villkor som liknar det ursprungliga hjulavtalet, från Arnot Power Station i Mpumalanga , via Swaziland . Det huvudsakliga syftet med denna infrastruktur är att tillhandahålla bulkelektricitet till Mozals aluminiumsmältverk som drivs av BHP .

Samförståndsavtalet, som undertecknades den 2 november 2007, innebär att Moçambique i slutet av 2007 kommer att ansvara för ett projekt som ligger på dess mark men som det inte haft någon kontroll över under de senaste 30 åren på grund av kontraktsförpliktelser med Portugal.

Det nya arrangemanget ger Moçambique 85 procent av Cahora Bassa Hydroelectric-projektet (HCB) medan Portugal bara kommer att behålla 15 procent. Projektet har en kapacitet att producera 2 000 megawatt el och är en av huvudleverantörerna av kraft till Southern African Power Pool.

Moçambique kommer dock att behöva betala 950 miljoner USD till den portugisiska regeringen som kompensation för återuppbyggnaden och underhållet av dammen efter inbördeskriget.

Inbördeskriget resulterade i allvarliga skador på överföringsinfrastrukturen, vilket tvingade den portugisiska regeringen att betala cirka 2,5 miljarder USD ur fickan för att reparera den.

Uppgradering av Apollo station

Apollo HVDC-omvandlarstation och distributionsledningar. Cahora Bassa HVDC-linjen kan ses som de höga pylonerna till vänster. Linjen i mitten av bilden med en enda ledare är elektrodlinjen för HVDC Cahora Bassa

2006 tilldelades ABB ett kontrakt för att byta ut tyristorventilerna vid Apollo-stationen. Utomhusmonteringskonceptet bibehölls, men vart och ett av de nya husen innehåller en komplett sexpulsbrygga istället för endast två ventiler, och ersättningstyristorventilerna är av en mer konventionell luftisolerad, vattenkyld design med 125 mm, 8,5 kV tyristorer. 36 sådana tyristorer är seriekopplade i varje ventil, utan parallellkoppling, och de nya ventilerna klarar en efterföljande uppgradering till 600 kV, 3300 A. Samtidigt byttes AC-filtren.

Webbplatser

Webbplats	Koordinater
Apollo Inverter Station
South African Electrode Line Terminal
Gamaboi PLC Repeater Station
Pol 1 korsar gränsen mellan Sydafrika och Moçambique
Pol 2 korsar gränsen mellan Sydafrika och Moçambique
Catope PLC Repeater Station
Mocambican Electrode Line Terminal
Songo Converter Station

Se även

Vidare läsning

Eustace F. Raynham , Apollo – Cahora Bassa: gåta och avledningar, EE Publishers, ISBN 0-620-32261-6 , [2]

externa länkar