Левис Де-Айсер - Levis De-Icer

В Левис Де-Айсер это Постоянный ток высокого напряжения (HVDC) система, предназначенная для защиты от обледенения нескольких линии электропередач в Квебеке, Канада. Это единственная система HVDC, которая не используется для передачи электроэнергии.

Зимой 1998 года линии электропередач Квебека были повреждены обледенением, иногда до 75 мм. Чтобы предотвратить такое повреждение, была разработана противообледенительная система.^[1]

Levis De-Icer может использовать максимальную мощность 250 МВт; его рабочее напряжение ± 17,4 кВ. Его можно использовать на нескольких 735 кВ переменного тока. линии электропередач.

При отсутствии обледенения Lévis De-Icer установлен на Hydro-Québec подстанция Леви Координаты: 46 ° 42′17 ″ с.ш. 71 ° 11′39 ″ з.д. / 46,70472 ° с.ш. 71,19417 ° з.д. / 46.70472; -71.19417 действует как статический компенсатор VAR повышение стабильности линий переменного тока.

Что такое деобледенитель и для чего он нужен

Из-за того, что произошло в Квебеке зимой 1998 года, компания Hydro-Quebec TransEnergie создала противообледенительную машину, чтобы предотвратить повторение подобных событий. Антиобледенитель - это машина, которая пропускает высокий постоянный ток (DC) в выбранную линию передачи, чтобы растопить лед на ней. Однако, поскольку работа в этом режиме может быть очень нечастой, когда установка не используется в качестве антиобледенителя, она используется как статический компенсатор переменного тока, сокращенно SVC, с использованием клапанов HVDC в качестве реактора с тиристорным управлением.^[2] Используется новаторский дизайн, сводящий к минимуму потери мощности клапанов в режиме SVC. Причина, по которой не использовался переменный ток, заключается в том, что переменный ток требует большой реактивной поддержки. Для проталкивания необходимого тока через линию потребуется гораздо большее напряжение. Система высокого напряжения в Квебеке проходит по двум коридорам передачи, одна система высокого напряжения проходит на северо-западе от основных центров нагрузки в Монреале и Квебеке и другой проходит на северо-восток вдоль реки Святого Лаврентия. Именно последний коридор в основном находится в зоне, подверженной ледяным штормам, которые оставляют лед на линиях электропередачи.

Как это устроено

Требуемая линия электропередачи настраивается в режиме защиты от обледенения после отключения от цепи переменного тока. Затем создается цепь защиты от обледенения линии с помощью набора разъединителей, управляемых DCU, который отправляет все команды на преобразователь защиты от обледенения. Постоянный ток медленно повышается для достижения желаемого уровня тока. Выключатели защиты от обледенения разомкнуты, и DCU затем отключает линию питания обратно в сеть переменного тока.^[3] Линии, подлежащие удалению льда, должны оставаться в штатном режиме в течение всего периода разработки и ввода в эксплуатацию DCU. Окончательная установка SVC / антиобледенителя требует перед установкой предэксплуатационного тестирования оборудования линии противообледенительной защиты. Линии, подлежащие антиобледенению, должны оставаться в нормальном рабочем состоянии во время запуска, а также в течение всего периода работы DCU. разработка. Эта система используется редко, только в критических условиях, так как операторы будут испытывать большую нагрузку, а интерфейс человек-машина (MMI) должен быть в управляемом режиме. Для пяти линий, подлежащих антиобледенению, существует 13 топологий линий, в которых во время процесса размораживания выполняется от 40 до 90 действий на линию. Четыре из пяти линий имеют три топологии цепи защиты от обледенения, а другая - только одну. DCU должен предоставлять оператору возможность вручную подтверждать состояние оборудования, чтобы продолжить процесс, поскольку всегда существует вероятность сбоя связи. Для линейного оборудования и SVC требуются гибкие последовательности стимуляции, используемые для логики управления и проверки MMI, предэксплуатационных испытаний и обучения операторов. Для линий 735 кВ противообледенение выполняется в три этапа, в то время как для двухцепных линий 315 кВ требуется только один этап. DCU контролирует и координирует все действия, необходимые для защиты от обледенения каждой линии, чтобы обеспечить безопасность сети и гарантировать надежность последовательностей защиты от обледенения.

Антиобледенительные токи

Ток в проводнике должен быть достаточно высоким, чтобы растопить лед на нем, не превышая теплового предела проводника. Обычная линия 735 кВ с пучком из четырех 1354MCM проводников на фазу, требуется ток защиты от обледенения 7200 А на фазу.^[4] При температуре -10 ° C и скорости ветра 10 км / ч потребуется 30 минут подачи тока в фазу, чтобы растопить 12 мм радиального нароста льда.^[4]

Описание концепции защиты от обледенения в Levis

Преобразователь постоянного тока в Левис Для удаления льда будет использовано 5 линий: четыре одноконтурные линии 735 кВ и одна двухцепная линия 315 кВ.^[4] Из-за разной длины и размеров проводника установка постоянного тока должна работать при различных напряжениях и токах. Для защиты от обледенения линия должна быть отключена от переменного тока с обоих концов. Линейные проводники используются для образования замкнутого контура.

Режимы

В режиме антиобледенителя

По словам Криса Хорвилла (AREVA T&D), в режиме работы антиобледенителя существует четыре основных проектных рейтинга.^[1] Первый - это стандартный режим работы антиобледенителя. Он работает при 250 МВт и 7200 А от ± 17,4 кВ при 10 ° C. Второй - это режим проверки. Он работает при 200 МВт и 5760 А от ± 17,4 кВ при 30 ° C. Третий - это часовая перегрузка. Этот работает на 300 МВт и 7200 А от ± 20,8 кВ при 10 ° C. Последний - перегрузка при низкой температуре окружающей среды. Он работает при 275 МВт и 7920 А от ± 17,4 кВ при −5 ° C. Диапазон работы по току и напряжению большой, потому что все секции имеют разные характеристики.

Электрическая схема

В режиме «антиобледенитель» установка обеспечивает управляемый высокий ток источника постоянного (постоянного) тока, который питает резистивную нагрузку. Нормальный ток в режиме работы антиобледенителя составляет 7200 А постоянного тока, определяется при температуре окружающей среды +10 ° C. Текущий рейтинг слишком высок для одного преобразовательного моста на основе современной технологии HVDC. Однако при параллельном подключении двух преобразовательных мостов требуемый постоянный ток на каждый мост может быть обеспечен с помощью тиристоров диаметром 125 мм, используемых в преобразователях HVDC. При параллельном включении двух тиристорных преобразователей существует несколько возможных топологий схемы. Были рассмотрены три основных альтернативных варианта: схема с двенадцатью импульсами, схема с двумя двенадцатью импульсами, схема с двумя шестью импульсами.^[4]

Двенадцатипульсовая схема

В этой схеме два моста запитываются от отдельных обмоток понижающего трансформатора. Чтобы улучшить подавление гармоник, они имеют фазовый сдвиг 30 °. Поскольку два моста соединены параллельно, требуется специальный «межфазный трансформатор» для уравновешивания разницы в их ЭДС. Кроме того, для этой системы требуется сложный многообмоточный понижающий трансформатор.

Двойная двенадцатипульсовая схема

В этой схеме два целых 12-ти импульсных моста, соединенных последовательно, соединены параллельно. В этом случае "межфазный трансформатор" устранен, потому что ЭДС, создаваемая мостами, одинакова. Понижающий трансформатор, как и в схеме с двенадцатью импульсами, также сложен, как и клапаны Thrystor и их соединительные шины.

Двойная шестипульсовая схема

Это простое соединение двух шестиимпульсных тиристорных мостов. Функция защиты от обледенения может быть реализована только с помощью понижающего трансформатора с двумя обмотками. В отличие от двух других, эта схема может быть простым контроллером, поскольку два тиристорных моста могут включаться напрямую параллельно. В результате эта схема производит более широкий диапазон гармонических токов и напряжений.

В режиме SVC

По словам Криса Хорвилла, в режиме SVC также есть четыре основных рейтинга дизайна.^[1] Первый - это динамический диапазон. Он составляет 225 МВАр или -115 МВАр при номинальном напряжении. Следующее - целевое напряжение. Это при 315 кВ ± 5%. Третий - это просто Склон. И последний - 3% по MVAr.

Смотрите также

• Система передачи электроэнергии Hydro-Québec

Рекомендации

1. «Проект защиты от обледенения Hydro Québec на подстанции Леви» (PDF). Получено 2010-04-26.
2. Хорвилл, К; Дэвидсон, К. С; Грейнджер, М. Дери, А (2007). «точка таяния». Энергетик. 21 (6): 26. Дои:10.1049 / pe: 20070606.
3. Дэвис, Кэтлин. «Краткий обзор блока управления противообледенительной системой Hydro-Québec». Электрический свет и мощность. Penn Well Publishing Co. Получено 2014-11-17.
4. Хорвилл, К; Дэвидсон, С. С; Грейнджер, М. Дери, А (2006). «Применение HVDC для защиты от обледенения линий электропередачи». 2005/2006 Pes Td. IEEE Xplore. AREVA T&D Power Electron. Деятельность, Стаффорд. С. 529–534. Дои:10.1109 / TDC.2006.1668552. ISBN  978-0-7803-9194-9.