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| NR HVDC送電 双極1 | |
|---|---|
 | |
 バイポール1と2の地図 | |
| 位置 | |
| 国 | カナダ |
| 州 | マニトバ |
| から | ギラム近くのラディソン変換所56°21′39″N 94°36′47″W / 56.36083°N 94.61306°W / 56.36083; -94.61306 |
| に | ウィニペグの北西26キロメートル（16マイル）に位置するロッサーのドーシー変換所、北緯49°59′39″ 西経97°25′38″ / 北緯49.99417° 西経97.42722° / 49.99417; -97.42722 ) |
| 所有権情報 | |
| 所有者 | マニトバ ハイドロ |
| オペレーター | マニトバ ハイドロ |
| 建設情報 | |
| 変電所メーカー | イングリッシュ・エレクトリック（オリジナル）；アルストム、シーメンス（代替） |
| 建設開始 | 1966 |
| 委託 | 1972年6月17日 |
| 技術情報 | |
| タイプ | 架空送電線 |
| 電流の種類 | HVDC |
| 全長 | 895 km (556 マイル) |
| 出力定格 | 1,620メガワット 1,800アンペア |
| 直流電圧 | ±450キロボルト |
| 極数 | 2 |
| 回路数 | 1 |
ネルソン川直流送電システム（マニトバ・バイポールとも呼ばれる）は、カナダのマニトバ州にある3本の高電圧直流送電線からなる送電システムで、ネルソン川水力発電プロジェクトの一環としてマニトバ・ハイドロによって運営されている。現在、電気工学のIEEEマイルストーン[1]のリストに記録されている。プロジェクトの連続したフェーズで、最大（かつ最後）の水銀アーク弁、最高の直流送電電圧、 HVDCでの 水冷式サイリスタ弁の初使用など、いくつかの記録が破られている。
このシステムは、マニトバ州北部のネルソン川沿いにあるいくつかの水力発電所で発電された電力を、荒野を越えて南部の人口密集地域に送電します。
これには、ギラム近郊の56°21′41″N 94°36′48″W / 56.36139°N 94.61333° W / 56.36139; -94.61333 (ラディソン変換所)とサンダンス近郊の56°30′14″N 94°08′24″W / 56.50389°N 94.14000°W / 56.50389;にあるヘンデー変換所の 2 つの整流器ステーションが含まれます。 -94.14000 (ヘンデイ変換所)、1つのインバーターステーション、ウィニペグの北西26キロメートル (16マイル) 49°59′34″N 97°25′42″W / 49.99278°N 97.42833°W / 49.99278; -97.42833 (ドーシー変換所)に位置するロッサーのドーシー変換所、および2組の高圧直流送電線。各HVDC送電線には、正極と負極の給電を行う2本の平行架空導体がある。
3番目の路線であるバイポール3は2018年に完成し、マニトバ湖の西側に沿った新しいキーワティノウ変換所からウィニペグの東側にある新しいリエル変換所まで走っています。
中間のスイッチング ステーションやタップはありません。3 つのバイポーラシステムはすべて、モノポーラモードで使用できるように、広範囲の接地リターン電極を備えています。
歴史
1966 年に建設された 1,272 MW のケトル ラピッズ発電所には、マニトバ州南部の負荷センターに接続するための長い送電線が必要でした。カナダ政府は、負荷の増加によりマニトバ ハイドロが送電線にかかる負債を負担できるようになった時点で、マニトバ ハイドロが返済する HVDC 送電線の設置に資金を提供することに同意しました。直流電力の供給は 1972 年 6 月 17 日に開始されました。
ケトル発電所の1ユニットは、直流変換器が完成する前に完成しました。[2] 1970年の冬には、双極線路に交流電流が供給され、マニトバ系統に有用な量のエネルギーが供給されました。フェランティ効果による過剰な電圧上昇を防ぐため、シャントリアクタが設置されました。
当時、バイポール I は世界最高の動作電圧を使用して、遠隔地から都市に最大の電力を供給し、このような用途向けに開発された最大の水銀アーク バルブを採用していました。このラインでは、さまざまな地形にわたって 3,900 を超える支線塔と 96 の自立型塔を建設する必要がありました。一部の地域では永久凍土により、基礎が最大 3 フィート (1 メートル) 沈下しました。
カナダ政府による融資は、1992年にマニトバ・ハイドロが送電線と未払いの債務を購入したときに返済されました。 [3] 1997年に竜巻が直流送電線の19本の塔を破壊しました。修理中、一部の大口顧客には負荷を削減するよう勧告されましたが、米国の隣接する電力会社から500kVの送電線を通じた輸入により、深刻な停電は回避されました。
3番目の路線であるバイポール3号線はマニトバ州の西側に沿って走ることが提案された。2009年10月26日、カナダ納税者連盟は工学および環境の専門家とともに、なぜこの路線を州西側に建設しなければならないのかという政府の主張を反駁する分析を発表した。[4]この路線は西ルートで建設され、2018年に完成した。
システムコンポーネント
送電システムは現在、モノポール運転を可能にするために、変換所と接地帰路電極を備えた 3 本のバイポール送電線で構成されています。
バイポール1
バイポール1はラディソンからドーシーまで895キロメートル（556マイル）を走っています。当初は最大電位差±450キロボルト、最大電力1620メガワットで動作するように定格されていました。[5]これにより、1800アンペアの電流が発生します。
バイポール1は、両端に6つの6パルスコンバータグループ（ポールごとに3つ直列）で構成され、それぞれ元々150kV DC、1800Aの定格でした。 [6]各コンバータグループは、真空スイッチを使用してDC側でブリッジできます。その後のアップグレードにより、電流定格は2000Aに、ほとんどの機器の電圧定格はブリッジあたり166kV（つまり合計500kV）に増加しましたが、2013年1月現在、マニトバハイドロは、ラインが+463kV / -450kVで動作していると報告しています。
1971年3月から1977年10月にかけて建設された際、交流電流を整流するために水銀アーク弁が使用されました。イングリッシュ・エレクトリック[ 7]が供給したこれらの弁はそれぞれ6本の陽極列を並列に備え、これまでに製造された中で最も強力な水銀アーク弁でした。それぞれの重量は10,200 kg (22,500 lb)、長さは4.57メートル (15.0 フィート)、幅は2.44メートル (8.0 フィート)、高さは3.96メートル (13.0 フィート) でした。1992年から1993年にかけて、ポール1の水銀アーク弁はGECアルストムのソリッドステートサイリスタに交換され、ラインの最大電力と電圧が現在のレベルまで増加しました。ポール2の水銀アーク弁は後にシーメンスに交換されました。[8] 2004年末までに、第2極の最後の水銀アークバルブがサイリスタに交換されました。
ラディソンとドーシーの両施設では、サイリスタは元々水銀アークバルブが設置されていた同じホールに設置されています。両施設とも、ホールの高さは 18.29 メートル (60.0 フィート)、幅は 22.86 メートル (75.0 フィート)、長さは 44.2 メートル (145 フィート) です。
バイポール2
| NR HVDC送電 バイポール2 | |
|---|---|
| 位置 | |
| から | ヘンデイ変換所、サンダンス バイポール 2付近、56°30′15″N 94°08′26″W / 56.50417°N 94.14056°W / 56.50417; -94.14056 (ヘンデイ変換所) |
| に | ドーシー変換所、ロッサー バイポール 1 および2、49 °59′39″N 97°25′49″W / 49.99417°N 97.43028°W / 49.99417; -97.43028 (ドーシー変換所) |
| 所有権情報 | |
| 所有者 | マニトバ ハイドロ |
| オペレーター | マニトバ ハイドロ |
| 建設情報 | |
| 変電所メーカー | シーメンス、AEG、ブラウンボベリ |
| 委託 | 1985 |
| 技術情報 | |
| タイプ | 架空送電線 |
| 電流の種類 | HVDC |
| 全長 | 937 km (582 マイル) |
| 出力定格 | 1,800メガワット |
| 直流電圧 | ±500kV |
| 極数 | 2 |
| 回路数 | 1 |
バイポール2送電線はヘンデイからドーシーまで937キロメートル（582マイル）にわたっている。バイポール2は最大1800MWの電力を±500kVの電位で送電できる。バイポール2は両端に4つの12パルスコンバータグループ（ポールごとに2つ直列）で構成され、2段階で運用が開始された。1978年の第1段階の後、最大電力は250kVで900MWとなり、1985年に完成した時点で現在の数値にまで増加した。[9]
バイポール 2 は、56.459811 N 94.143273 W でネルソン川を横断します。56.441383 N 94.176114 W にネルソン川のバックアップ横断点があります。バックアップ横断点にラインを直接切り替えることはできません。
バイポール 1 とは異なり、バイポール 2 には常にサイリスタが装備されていました。ドイツの HVDC コンソーシアム ( Siemens、AEG、Brown Boveri )によって供給されたサイリスタは、HVDC プロジェクトで初めて水冷[10]を使用しました。それまでは、サイリスタを使用した比較的少数の HVDC スキームでは、空冷か、同じコンソーシアムによって供給されたCahora Bassaプロジェクトのように油冷が使用されていました。サイリスタは、床に取り付けられた垂直スタック (4 段式バルブ) に配置されていました。各セットには、96 個のサイリスタ レベルが直列に接続され、2 個が並列に接続されていました。これらは、8 個のリアクタ モジュールと直列に接続された 16 個のサイリスタ モジュールに配置されていました。
バイポール3
1996年、強風の影響でバイポール1と2が両方とも損傷し、ウィニペグは停電の危機に瀕した。既存の2つのバイポールが修理されている間、電力はミネソタから輸入することで維持された。この出来事の再発を防ぎ、電力供給の信頼性をさらに向上させるために、マニトバ・ハイドロはバイポール3ラインの西側へのルートを検討した。計画には、追加の変換所と市内のフィーダーラインも含まれている。バイポール3の建設は2012年に開始され、ラインは2018年7月に完成し、サービスを開始した。[11]
Bipole III システムの主な要素は次のとおりです。
- キーワティノウ変換所は、ネルソン川沿いのコナワパ発電所建設予定地の近くに位置し、北緯 56°39′25″ 西経 93°51′14″ / 北緯 56.65694° 西経 93.85389° / 56.65694; -93.85389 (キーワティノウ静止型インバータプラント)
- マニトバ湖の西側を通る、公称+/-500 kVで稼働する1,324 kmの双極送電線
- リエル変換所は、スプリングフィールドの農村自治体にあるウィニペグ洪水路の東側に位置し、北緯49°51′59″ 西経 96°56′24″ / 北緯 49.86639° 西経 96.94000° / 49.86639; -96.94000 (リエル静的インバータープラント)
- 北側集電システム用の230kV交流送電線の追加[12]
この路線は、線路の北部では支線付き鉄塔、南部では自立型鉄格子塔を使用している。平均すると、1キロメートルあたり約2つの構造物がある。各塔は、各柱に束ねられた導体を備えている。各柱の導体は、1,590 MCM ACSRに相当する3本のサブ導体でできている。導体は、地上からの最大クリアランスが34メートル、中間スパンで最小13.2メートル、最大導体たわみを持つ強化ガラスまたは磁器製の張力絶縁体で支えられている。塔の上部には、塔の接地相互接続を提供する光接地ケーブルと、システムの制御と通信用の光ファイバーが取り付けられている。[12]
通常、HVDC ラインの敷地は 66 メートルで、ラインの真下に 45 メートルの空き地があります。
このシステムはネルソン川の発電所から南部の負荷に2000メガワットを送電する能力がある。
接地リターン電極
通常、各ラインは双極システムとして動作しますが、メンテナンスや障害のためにポールがシャットダウンされた場合、接地リターン電極を使用して部分容量動作が維持されます。
バイポール 1 と 2 は、直径 305 メートル (1,001 フィート)、ドーシー変換プラントから 21.9 キロメートル (13.6 マイル) 離れた50°10′29″N 97°24′08″ W / 50.17472°N 97.40222°W / 50.17472; -97.40222 (ドーシー変換ステーションの接地帰路電極)にあるリング型の接地電極を共有しています。ドーシー電極は、木製の柱に架空線 2 本 (バイポール 1 用とバイポール 2 用) で変換プラントに接続されています。
ラディソンでは、バイポール 1 はドーシーと同じサイズとタイプの接地電極を使用していますが、発電所からわずか 11.2 キロメートル (7.0 マイル) 離れた56°21′22″N 94°45′17″W / 56.35611°N 94.75472°W / 56.35611; -94.75472 (ラディソン変換ステーションの接地リターン電極)にあります。
バイポール2は、直径548メートル（1,798フィート）、ヘンデイ変換所から11.2キロメートル（7.0マイル）離れた場所にある接地電極を使用しています。ヘンデイ変換所の緯度は 56°26′2″N、経度は94°13′22″W / 56.43389°N、経度は94.22278°W / 56.43389; -94.22278（ヘンデイ変換所の接地帰還電極）です。
バイポール 3 には、キーワティノウ変換所の近くに56°34′56″N 93°57′02″W / 56.58222°N 93.95056°W / 56.58222; -93.95056 (キーワティノウ接地電極) の接地電極サイトがあり、30 km の電極ラインで接続されています。南のリエル変換所では、電極ラインは約 26 km 走って、マニトバ州ヘイゼルリッジ近くの49°56′12″N 96°43′01″W / 49.93667°N 96.71694°W / 49.93667; -96.71694 (ヘイゼルリッジ接地電極)の接地電極サイトまで伸びています。
参考文献
- ^ 「マイルストーン：ネルソンリバーHVDC送電システム、1972年」IEEEグローバルヒストリーネットワーク。IEEE 。 2011年8月4日閲覧。
- ^ レナード・A・ベイトマン、「水力発電産業におけるエンジニアのキャリア」、カナダ工学研究所ワーキングペーパー 22/2004、2004 年 7 月
- ^ LA ベイトマン、「マニトバ州の電力開発の歴史」、IEEE Canadian Review、2005 年冬号
- ^ http://www.taxpayer.com/manitoba/mb-too-many-holes-bipole-3-plan
- ^ HVDCスキームの概要、CIGRÉ技術パンフレットNo.003、1987年、pp63-69。
- ^ Estey, DS, Haywood, RW, Rolland, JW, Willis, DB、「ネルソンリバーHVDCシステムの試運転と初期運用経験」、CIGRÉセッション、パリ、1974年、論文参照14-102。
- ^ Cogle, TCJ、「ネルソン川プロジェクト - マニトバ・ハイドロが亜北極圏の水力発電資源を活用」、Electrical Review、1973年11月23日。
- ^ Dhaliwal, N., Valiquette, R., Keste, A., Haeusler, M., Kuffel, P.、「ネルソンリバーポール2水銀アークバルブ交換」、パリ、2004年、論文参照B4-203。
- ^ HVDCスキームの概要、CIGRÉ技術パンフレットNo.003、1987年、pp104-109。
- ^ Beriger, C.、Etter, P.、Hengsberger, J.、Thiele, G.、「Manitoba Hydro HVDC システムの拡張のための水冷サイリスタバルブグループの設計」、CIGRÉセッション、パリ、1976 年、論文参照 14-05。
- ^ https://steinbachonline.com/local/bipole-iii-transmission-line-has-entered-commercial-service 「Bipole III Transmission Line Has Entered Commercial Service」、Kenton Dyck、Steinbachonline.com、2018 年 7 月 24 日、2018 年 9 月 3 日閲覧
- ^ ab https://www.hydro.mb.ca/projects/bipoleIII/pdfs/eis/download/chapter3_project_description.pdfプロジェクトの説明は2018 年 9 月 3 日に取得
外部リンク
- マニトバ ハイドロ
- 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
- シーメンス HVDC 参照リスト
- ネルソン川 HVDC システム (バルブの写真付き)