Levis De-Icer - Levis De-Icer

The Levis De-Icer je Vysokonapěťový stejnosměrný proud (HVDC) systém zaměřený na odmrazování více střídavého proudu elektrické vedení v kanadském Quebecu. Je to jediný systém HVDC, který se nepoužívá k přenosu energie.

V zimě roku 1998 byla vedení Québecu svržena námrazou, někdy až 75 mm. Aby se zabránilo takovým škodám, byl vyvinut systém odmrazování.[1]

Levis De-Icer může používat maximální výkon 250 MW; jeho provozní napětí je ± 17,4 kV. Může být použit na více 735 kV AC elektrické vedení.

Pokud není žádná námraza, nainstaloval Lévis De-Icer na Hydro-Québec rozvodna Lévis Souřadnice: 46 ° 42'17 ″ severní šířky 71 ° 11'39 "W / 46,70472 ° N 71,19417 ° W / 46.70472; -71.19417 funguje jako statický VAR kompenzátor zlepšení stability vedení střídavého proudu.

Co je odmrazovač a co dělá

Kvůli tomu, co se stalo v Quebecu v zimě roku 1998, společnost Hydro-Quebec TransEnergie vytvořila odmrazovací stroj, aby zajistila, že se taková další událost již nebude opakovat. Odmrazovač je stroj, který vede vysoký stejnosměrný proud (DC) do vybraného přenosového vedení, aby na něm roztavil led. Protože však operace v tomto režimu může být velmi zřídka, když se instalace nepoužívá jako odmrazovač, používá se jako statický varový kompenzátor, zkráceně SVC, pomocí ventilů HVDC jako tyristorem řízeného reaktoru.[2] Je použit inovativní design, který minimalizuje ztráty energie ventilů v režimu SVC. Důvod, proč nebyl použit střídavý proud, je ten, že střídavý proud vyžaduje velkou reaktivní podporu. Protlačit potřebný proud vedením by vyžadovalo mnohem vyšší množství napětí. Systém vysokého napětí v Quebecu běží ve dvou přenosových koridorech, jeden systém vysokého napětí běží na severozápad od hlavních středisek zátěže v Montrealu a Quebecu a druhá vede na severovýchod podél řeky Saint-Lawrence. Je to druhý koridor, který je hlavně v oblasti náchylné k ledovým bouřím, které ukládají led na přenosová vedení.

Jak to funguje

Po odpojení od AC obvodu je požadované elektrické vedení nakonfigurováno v režimu odmrazování. Potom je obvod odmrazování linky vytvořen sadou odpojovacích spínačů ovládaných DCU, která odesílá všechny příkazy do odmrazovacího převodníku. Stejnosměrný proud se pomalu zvyšuje, aby se dosáhlo požadované úrovně proudu. Odpojovací spínače odmrazování se otevřou a DCU poté uvolní elektrické vedení zpět do sítě AC.[3] Odpojená vedení musí zůstat v normálním provozu po celou dobu vývoje a spouštění DCU. Konečná instalace SVC / odmrazovače vyžaduje před instalací předprovozní testování zařízení k odmrazování linky. Odmrazované linky musí zůstat v normálním provozu během spouštění i po celou dobu provozu DCU. rozvoj. Tento systém se používá jen zřídka, pouze za kritických podmínek, protože obsluha by byla vystavena velkému namáhání a rozhraní člověk-stroj (MMI) musí být v režimu s průvodcem. U pěti linek, které se odmrazují, existuje 13 topologií linek, které mají mezi procesem odmrazování mezi 40 a 90 akcemi na linku. Z pěti linek mají čtyři tři topologie okruhu odmrazování a druhá má pouze jednu. DCU musí operátorovi nabídnout možnost ručně potvrdit stav zařízení, aby mohl pokračovat v procesu, protože vždy existuje šance na selhání komunikace. U traťových zařízení a SVC jsou vyžadovány flexibilní stimulační sekvence používané pro řídicí logiku a validaci MMI, předprovozní testování a školení obsluhy. U vedení 735 kV probíhá odmrazování ve třech krocích, zatímco u dvojokruhových vedení 315 kV stačí jeden. DCU dohlíží a koordinuje všechny akce potřebné k odmrazování každé linky, aby zajistila zabezpečení sítě a zajistila spolehlivost odmrazovacích sekvencí.

Odmrazovací proudy

Proud vodiče musí být dostatečně vysoký, aby na něm roztavil led, aniž by skutečně překročil tepelnou mez vodiče. Obyčejné vedení 735 kV se čtyřmi svazky 1354MCM vodiče na fázi, vyžaduje odmrazovací proud 7200 A na fázi.[4] Při teplotě -10 ° C a rychlosti větru 10 km / h by roztavení 12 mm radiálního nahromadění ledu trvalo 30 minut proudového proudu ve fázi.[4]

Popis konceptu odmrazování ve společnosti Levis

DC měnič na Lévis bude použito k odmrazení 5 vedení: čtyři jednookruhová vedení 735 kV a jednookruhové vedení 315 kV.[4] Vzhledem k různým délkám a velikostem vodiče musí být stejnosměrná instalace schopna pracovat v různých napětích a proudech. Aby bylo možné odmrazit, musí být vedení na obou koncích uzavřeno od střídavého proudu. Síťové vodiče se používají k vytvoření uzavřené smyčky.

Režimy

V režimu odmrazování

Podle Chrisa Horwilla (AREVA T&D) existují v režimu odmrazovače čtyři hlavní hodnocení designu.[1] První z nich je režim standardního odmrazovače. Funguje na 250 MW a 7200 A od ± 17,4 kV při 10 ° C. Druhým je režim Ověření. Funguje na 200 MW a 5760 A od ± 17,4 kV při 30 ° C. Třetí je přetížení za 1 hodinu. Ten pracuje při 300 MW a 7200 A od ± 20,8 kV při 10 ° C. Posledním z nich je nízké okolní přetížení. Funguje na 275 MW a 7920 A od ± 17,4 kV při -5 ° C. Rozsah činnosti proudu a napětí je velký, protože všechny sekce mají různé charakteristiky.

Schéma zapojení

V režimu „odmrazovač“ poskytuje instalace regulovaný vysoký proud stejnosměrného (stejnosměrného) zdroje energie, který napájí odporovou zátěž. Normální jmenovitý proud v režimu odmrazovače je 7200 Adc, definuje se při okolní teplotě +10 ° C. Aktuální proud je příliš vysoký pro jeden most převaděče založený na současné technologii HVDC. Se dvěma paralelně zapojenými můstky převodníku však lze požadovaný stejnosměrný proud na můstek splnit s 125 mm tyristory použitými v měničích HVDC. Se dvěma paralelně zapojenými tyristorovými převodníky existuje několik možných topologií obvodů. Tři hlavní zvažované alternativy byly: Twelve Pulse Circuit, Double Twelve Pulse Circuit, Double Six Pulse Circuit.[4]

Dvanáct pulzních obvodů

V tomto obvodu jsou dva můstky napájeny ze samostatných vinutí sestupného transformátoru. Pro zlepšení harmonického rušení mají mezi sebou 30 ° fázový posun. Vzhledem k tomu, že oba můstky jsou zapojeny paralelně, je k vyrovnání rozdílů v jejich emf zapotřebí speciální "mezifázový transformátor". Tento systém také vyžaduje složitý transformátor s více vinutími a sestupnými transformátory.

Dvojitý dvanáctipulzní obvod

V tomto obvodu jsou paralelně zapojeny dva celé, 12 pulzních můstků, které jsou zapojeny do série. U tohoto je „mezifázový transformátor“ vyloučen, protože emf produkovaný můstky je stejný. Sestupný transformátor, stejně jako v dvanácti pulzním obvodu, je také komplexní, spolu s krystalovými ventily a jejich propojovacími přípojnicemi.

Dvojitý šestipulzní obvod

Jedná se o jednoduché spojení mezi dvěma šestipulsními tyristorovými můstky. Funkci odmrazování lze dosáhnout pouze s transformátorem sestupného vinutí se dvěma vinutími. Na rozdíl od ostatních dvou může tento obvod jednoduchý řadič, protože dva tyristorové můstky lze spouštět přímo paralelně. Výsledkem je, že tento obvod produkuje širší rozsah harmonických proudů a napětí.

V režimu SVC

Podle Chrisa Horwilla existují v režimu SVC také čtyři hlavní hodnocení designu.[1] První z nich je dynamický rozsah. Ten je při 225 MVAr, nebo -115 MVAr při jmenovitém napětí. Dalším je cílové napětí. Je při 315 kV ± 5%. Třetí je jen Slope. A poslední je 3% na MVAr.

Viz také

Reference

  1. ^ A b C „Projekt Hydro Québec De-icer v rozvodně Lévis“ (PDF). Citováno 2010-04-26.
  2. ^ Horwill, C; Davidson, CC; Granger, M; Dery, A (2007). "bod rozmrazení". Energetický inženýr. 21 (6): 26. doi:10.1049 / pe: 20070606.
  3. ^ Davis, Kathleen. „Krátký přehled řídicí jednotky odmrazovacího systému Hydro-Québec“. Elektrické světlo a síla. Penn Well Publishing Co.. Citováno 2014-11-17.
  4. ^ A b C d Horwill, C; Davidson, CC; Granger, M; Dery, A (2006). „Aplikace HVDC na odmrazování přenosových linek“. 2005/2006 Pes Td. IEEE Xplore. AREVA T&D Power Electron. Aktivity, Stafford. 529–534. doi:10.1109 / TDC.2006.1668552. ISBN  978-0-7803-9194-9.