カオラバッサ（HVDC）

カオラバッサHVDC
カオラバッサHVDC
	クルーガー国立公園を横切る南線
	カオラバッサHVDC計画のルート
位置
国	モザンビーク、南アフリカ
座標	15°36′41″S 32°44′59″E / 15.61139°S 32.74972°E / -15.61139; 32.74972 (ソンゴ変換所) 25°55′11″S 28°16′34″E / 25.91972°S 28.27611°E / -25.91972; 28.27611 (アポロ変換所);
から	カオラ・バッサ・ダム、モザンビーク
に	ヨハネスブルグ、南アフリカ
所有権情報
所有者	Eskom、Hidroelectrica de Cahora Bassa (HCB) [要出典]
建設情報
変電所メーカー	AEG - Telefunken、Brown Boveri Company、Siemens (オリジナル機器); ABBグループ（アップグレード）
委託	1977–1979
技術情報
タイプ	架空線
電流の種類	HVDC
全長	1,420 km (880 マイル)
出力定格	1920 MW
直流電圧	±533kV
極数	2

カオラ・バッサ（旧称：カボラ・バッサ）は、モザンビークのカオラ・バッサ・ダムにあるカオラ・バッサ水力発電所と南アフリカのヨハネスブルグを結ぶ独立した双極HVDC送電線です。

歴史

このシステムは1974年から1979年にかけて構築され、533キロボルトDCおよび1800アンペアの電圧レベルで1920メガワットを送電できる。 [ 1 ]サイリスタバルブ^が使用されているが、これは他のほとんどのHVDCスキームとは異なり、バルブホールではなく屋外に設置されている。バルブは、両端で直列に接続された8つの133kV 6パルスブリッジにグループ化されている。1,420キロメートル（880マイル）の長さの電力線はアクセスできない地形を通るため、ほとんどが1キロメートル（0.62マイル）間隔の単極線として構築されている。1本の線に障害が発生した場合は、残っている柱を介して電力を減らして送電し、地面を通って戻ることができる。

カオラ・バッサ送電網は、同地域でのモザンビーク内戦のため、1985年から1997年まで運用停止中であった。プロジェクトは技術的な課題に直面していたが、最も顕著だったのは、大規模な商用設備に固体整流装置を採用することだった。それまで、水銀アーク弁がHVDCの事実上の標準であった。カオラ・バッサは、サイリスタ弁を採用した最初のHVDC計画であったが、運用開始は遅れた。また、アフリカで運用された最初のHVDC計画であり、500kVを超える電圧で運用された世界初のHVDC計画でもあった。1988年にリスボンで開催された国際仲裁裁判所での審問にまで至った、重大な商業上のハードルも克服する必要があった。

改修工事を経て^[2] 、 1997年10月に再び商業運転が開始された。^[3] 2006年から2009年にかけて、アポロ変換所のサイリスタバルブは、より近代的な水冷式サイリスタバルブに交換された。^[4]

説明

建設と所有権

カオラ・バッサ送電プロジェクトは、南アフリカのヨハネスブルグにある電力供給委員会（1987年以前はESCOMと呼ばれ、後にエスコムとなった）と、ポルトガル政府が15% 、モザンビークが85%を所有する企業であるカオラ・バッサ水力発電（HCB）の2つの電力会社による合弁事業であった。機器は、 AEG-テレフンケン合弁会社、ブラウン・ボベリ社、ドイツのシーメンスAGのコンソーシアムであるZAMCOによって製造され、供給された。ブラウン・ボベリ社はその後ABBの傘下となり、AEGはその後アルストムの傘下となった。

商業協定には、エスコムとの託送協定を通じてカオラバッサから供給を受けるモザンビーク電力会社(EDM) も含まれていた。実質的に、エスコムは当時の東トランスバールからモザンビーク南部 (マプト) に 132 kV で電力を供給し、その売上げはエスコムへの HCB 供給から差し引かれていた。1980年代にカオラバッサからの送電線が利用できなくなったため、三者協定は不可抗力で停止された。

このシステムは、1977年3月に4つの6パルスブリッジで開始され、1979年3月15日に8つのブリッジが全面運用を開始した 3段階に分けて運用されました。

伝送線路

送電線は、水力発電所の近くに位置し、通常は整流器として機能しているソンゴ変換所から、通常はインバーターとして機能しているヨハネスブルグ近くのアポロ変換所まで伸びています。ルート沿いの自立型鉄塔はそれぞれ、4本の565平方ミリメートル（1120キロミル）のケーブルの束2つと、117平方ミリメートル（231キロミル）の接地導体1本を支えています。鉄塔は約7,000基あり、平均スパンは426メートル（466ヤード）です。

補強された塔を使用した場合、最大スパンは 700 メートル (770 ヤード) です。単極動作用のアースリターンは、各ステーションに埋め込まれたグラファイト電極によって提供されます。DC ラインには、各ステーションに平滑リアクトルとサージアレスタコンデンサがあります。

アポロ変換所の北東では、HVDCカオラバッサの電柱が、25°54'58"S 28°16'46"E 25°54'57"S 28°16'51"Eの複数の400kV交流線を横切っており、高度が非常に低いため、線路の下のエリアは歩行できず、フェンスで囲まれています[1]。

2 つの系統はそれぞれゼウスとアポロと名付けられています。

サイリスタバルブ

カオラ・バッサは、当初からサイリスタバルブを使用して建設された最初のHVDCスキームの1つでした。通常とは異なるのは、サイリスタバルブが屋外に設置されていることです。最初の設置では、冷却と電気絶縁の両方のためにオイルが充填されていました。このように最初から装備された世界で唯一の他のHVDCスキームは、日本の新信濃周波数変換器の第1フェーズ（現在は廃止されています）です。各バルブタンクには2つのバルブが含まれており、2つのDC端子を1つの単相2巻線コンバータ変圧器に接続するダブルバルブを形成しています。各6パルスブリッジにはこのようなタンクが3つ含まれているため、各ステーションには24のダブルバルブがあります。

サイリスタバルブの開発作業は、当時入手可能なサイリスタが今日の基準からすると小型で、定格電圧がそれぞれわずか 1.6 kV だった 1960 年代後半に始まりました。^[2] プロジェクトの第 1 フェーズ (両端に 4 つのブリッジ) では、各バルブに 280 個のサイリスタが直列に、2 個が並列に搭載されていました^[1]。これは、単一の HVDC バルブで使用された最大の数です。

フェーズ 2 と 3 では、それぞれ定格 2.4 kV の改良サイリスタが使用され、バルブ 1 つにつき直列接続で 192 個 (現代の基準では依然として多い数)、並列接続で 2 個必要でした。その結果、各変換所には合計 22,656 個のサイリスタが含まれていました。

その他の装備

サイリスタは過渡過電流耐性も低かったため、この方式のもう一つの珍しい特徴は、バルブと変圧器の間に過電流迂回装置が存在することだったが、これは後にアポロ基地で廃止された。^[2]

各ステーションには、50 Hz 電源の 5 次、7 次、11 次、13 次の高調波に調整された AC フィルターが設置されており、アポロでは約 195 MVAr、ソンゴでは約 210 MVAr です。

PLC 中継局は2 か所あります。1 つは南アフリカのガマボイにあり、もう 1 つはモザンビークのカトープにあります。

戦争被害の修復

1992年に内戦が終結した後、10年間の紛争による多くの影響の1つとして、HVDC送電線への被害が生じた。モザンビークの893キロメートル（555マイル）の送電線にある4,200本の送電線塔のほぼすべてを交換または改修する必要があった。この作業は1995年に開始され、完了するまでに1997年後半までかかった。^[3]システムは1998年までに完全な送電能力に回復した。

その後、エスコムは、当初の託送契約と同様の条件で、ムプマランガのアルノット発電所からスワジランド経由でモザンビークへの400kVの電力供給を開始した。このインフラの主な目的は、 BHPが運営するモザールアルミニウム製錬所に大量の電力を供給することである。

2007 年 11 月 2 日に署名された覚書は、モザンビークが 2007 年末までに、自国領土内にあるものの、ポルトガルとの契約上の義務により過去 30 年間管理できなかったプロジェクトを管理することになるということを意味する。

この新たな取り決めにより、モザンビークはカオラ・バッサ水力発電（HCB）プロジェクトの85％を保有する一方、ポルトガルは15％のみを保持することになる。このプロジェクトは2,000メガワットの電力を生産する能力があり、南アフリカ電力プールへの主要な電力供給元の一つとなっている。

しかし、モザンビークは内戦後のダムの再建と維持に対する補償としてポルトガル政府に9億5000万ドルを支払う必要がある。

内戦により送電インフラは深刻な被害を受け、ポルトガル政府は修復のために約25億ドルを自費で支払わざるを得なくなった。

アポロステーションのアップグレード

2006年、ABBはアポロ基地のサイリスタバルブを交換する契約を獲得した。^[4] 屋外設置のコンセプトは維持されたが、新しいハウジングにはそれぞれ2つのバルブではなく完全な6パルスブリッジが含まれており、交換用サイリスタバルブは125mm、8.5kVサイリスタを使用した、より従来的な空気絶縁、水冷設計となっている。各バルブでは36個のサイリスタが並列接続ではなく直列に接続されており、新しいバルブは後で600kV、3300Aにアップグレードできる。同時に、ACフィルタも交換された。

サイト

ギャラリー

ウィキメディア・コモンズの Cahora Bassa (HVDC) に関連するメディア

参照

参考文献

^ ab HVDCスキームの概要、CIGRÉ技術パンフレットNo.003、1987年、pp89–94。
^ abc Venter, FP, Marshall, DA, Cuedes, C., Oberholzer, G., Apollo – Cahora-Bassa HVDCスキームの再試運転経験、CIGRÉセッション、パリ、1998年、論文参照14–111 ^{[永久デッドリンク‍ ]}。
^ ab Oliveira, H., Sintra, L., Lokala, J., Pembele, IE, Lubini, IE., Goossen, PV, Bhana, S.、「南アフリカ電力プール Cahora-Bassa: Apollo および Inga-Shaba の HVDC システムにおける運用経験」、CIGRÉセッション、パリ、2000 年、論文参照 14–111。
^ ab Goosen, P.、Reddy, C.、Jonsson, B.、Holmgren, T.、Saksvik., O.、Bjorklund, H.、「Apollo HVDCコンバータステーションのアップグレード」、CIGRÉ第6回南アフリカ地域会議、ケープタウン、2009年、論文参照P107。

さらに読む

ユースタス F. レインハム、アポロ – カホラバッサ: 謎と逸脱、EE Publishers、ISBN 0-620-32261-6、[2]

外部リンク

プロジェクトの社会的・経済的影響に関する参考文献
アポロの位置
CIGRÉ SC B4 HVDC スキーム概要、2005 年
CIGRÉ SC B4 HVDC スキーム概要、2005 年
シーメンス HVDC 参照リスト 2014 年 2 月 22 日、Wayback Machineにアーカイブ
ABB HVDC リファレンスプロジェクト – Cahora Bassa
Cahora Bassa HVDC 送電リンク – ガイド: アポロステーション、ABB 出版物番号 POW-0054。
カオラバッサ HVDC 送電リンク – アポロステーション改修プロジェクト、ABB 出版物番号 POW-0055。

[compendium-1] HVDCスキームの概要、CIGRÉ技術パンフレットNo.003、1987年、pp89–94。

[Venter-2] Venter, FP, Marshall, DA, Cuedes, C., Oberholzer, G., Apollo – Cahora-Bassa HVDCスキームの再試運転経験、CIGRÉセッション、パリ、1998年、論文参照14–111 ^{[永久デッドリンク‍ ]}。

[Oliveira-3] Oliveira, H., Sintra, L., Lokala, J., Pembele, IE, Lubini, IE., Goossen, PV, Bhana, S.、「南アフリカ電力プール Cahora-Bassa: Apollo および Inga-Shaba の HVDC システムにおける運用経験」、CIGRÉセッション、パリ、2000 年、論文参照 14–111。

[Goosen-4] Goosen, P.、Reddy, C.、Jonsson, B.、Holmgren, T.、Saksvik., O.、Bjorklund, H.、「Apollo HVDCコンバータステーションのアップグレード」、CIGRÉ第6回南アフリカ地域会議、ケープタウン、2009年、論文参照P107。