HVDC Inter-Ada bir olan yüksek DC voltaj güç hattı bağlantı kutup Kuzey Adası ve Güney Adası arasında Yeni Zelanda'da . Bazen aynı zamanda yanıltıcı bir isim olan Cook Strait kablosu olarak da adlandırılır ve hattın çoğunluğu havai hattır. Yeni Zelanda kamu şebeke operatörü Transpower New Zealand'a aittir ve onun tarafından işletilmektedir .
610 km uzunluğunda , Benmore ve Hayward karakollarını birbirine bağlar. İlki, Canterbury bölgesindeki Waitaki Nehri üzerindeki adını taşıyan barajın yanında ; ikincisi Aşağı Hutt'ta yer almaktadır . Hat, Canterbury ve Malborough bölgelerini hava yoluyla Fighting Körfezi'ne kadar aşıyor, ardından Wellington yakınlarındaki Oteranga Körfezi'ne varmadan önce Cook Boğazı'nı geçmek için 40 km'lik bir denizaltı kablosuyla Hayward'a son 37 kilometrede tekrar hava oluyor.
Hat devreye alındı Nisan 1965elektrik üretim kapasitesi açısından zengin Güney Adası'ndan elektrik tüketiminin bulunduğu Kuzey Adası'na elektrik ulaştırmak için. Gücü başlangıçta 600 MW idi . Dönüştürücü istasyonlarının konfigürasyonu çift kutupluydu, vanalar cıva buharlı diyotlardan yapılmıştır . 1992 yılında bu iki kutup bir araya getirilerek, kutup 2 adı verilen, tristörlere dayalı valflere sahip yeni bir kutup inşa edildi. Sonunda1 st Agustos 2012 tarihinde1. kutup hizmet dışı bırakılır ve 29 Mayıs 2013 kutup 3 denilen ikinci bir tristör kutbu ile.
Toplam gücü 1000 MW , nominal gerilimi ± 350 kV'dir .
Adalar Arası hat, Yeni Zelanda şebekesinde stratejik bir işleve sahiptir: iki adanın ağlarını birbirine bağlamayı ve ikisi arasında enerji alışverişini mümkün kılar, böylece üretim ve tüketim arasındaki dengeyi sağlar.
Coğrafi olarak, iki adanın farklı profilleri var: Güney Adası, Kuzeyden% 33 daha büyükken, nüfus üç kat daha az. Kuzey Adası'nın elektrik tüketimi ise Güney Adası'nın sakinleri nedeniyle daha soğuk iklim ve varlığı için kişi başına daha fazla enerji tüketirler 2011 yılında% 62.9 oranında olan ortalama nedenle yüksektir döküm alüminyumdan gelen Tiwai Noktası bir sahiptir 640 MW'lık en yüksek tüketim, onu ilk tek tüketici ülkeleri ve Auckland şehrinden sonra ikinci şarj haline getiriyor . Üretim açısından, Güney Adası 2011 yılında% 40,9 kapasiteye ve hidroelektrik gücünün neredeyse tamamına sahiptir .
Tüm üretim kapasiteleri mevcutsa, her adanın en yüksek tüketimini karşılaması için bağlantı gerekli değildir. Öte yandan, optimizasyona izin verir:
Başka bir deyişle, bağlantı, farklı elektrik üretim araçlarını rekabete sokmayı mümkün kılar.
Doğru akım seçimi, konvertör istasyonlarının maliyetinin yüksek olmasına rağmen, özellikle de boğaz nedeniyle, uzun mesafeden geçilmesi nedeniyle yapılmıştır. Kayıplar böylelikle azaltılır ve denizaltı kablosu için elektriksel kompanzasyon gerekmez.
Wellington bölgesi, elektrik tedariki için özellikle bağımlıdır.
610 km uzunluğunda , Benmore ve Hayward karakollarını birbirine bağlar. İlki , Canterbury bölgesindeki Waitaki Nehri üzerindeki adını taşıyan barajın yanında yer almaktadır . İkincisi, Aşağı Hutt'ta yer almaktadır . Hat, Canterbury ve Malborough bölgelerini hava yoluyla savaş körfezine kadar aşıyor, ardından Wellington yakınlarındaki Oteranga Körfezi'ne varmadan önce Cook Boğazı boyunca uzanan 40 km'lik bir denizaltı kablosuyla Hayward'a son 37 kilometrede tekrar havaya dönüşüyor.
Elektrik tüketimindeki artışla başa çıkmak için iki ada arasında bir elektrik bağlantısı kurma fikri, Eyalet Hidroelektrik Dairesi baş mühendisi Bill Latta'dan geldi. 1950 yılında, Kuzey Adası'nın elektrik üretimi için sınırlı potansiyeline dikkat çekerken, güneydekinin hidroelektrik açısından hala geliştirme kapasitelerine sahip olduğuna dikkat çektiği bir yayın yayınladı. Kuzey Adasını güneyden beslemek için bir hat gerekli hale gelir.
1951'de kablo üreticisi British Insulated Callender's Cables (BICC), Devlet Hidroelektrik Departmanına bir denizaltı bağlantısı kullanarak Cook Boğazı'nı geçmenin mümkün olduğunu, ancak zor olduğunu, bu tür deniz koşulları için emsali olmadığını açıkladı.
1950'lerde cıva buharlı vanaların üretimindeki gelişmeler, diğer ülkelerde birkaç HVDC hattının inşasına yol açtı: örneğin HVDC Gotland . Bu yeni teknoloji, büyük güçleri denizaltı veya havadan uzak mesafelerde taşıma yeteneğini gösteriyor.
1956'da hükümet, BICC'den Cook Boğazı'nı geçmenin fizibilitesini ve maliyetini belirlemek için bir tahmin hazırlamasını istedi. BICC, Aralık ayında fizibiliteyi doğruladı. Aynı zamanda, elektrik enerjisinden sorumlu bakan, elektrik üretim kapasitelerini artırmak için Yeni Zelanda'nın sunduğu farklı olasılıkları incelemek üzere bir komisyon kuruyor. 1957'de bu komite, Benmore'da Waitakir Nehri üzerinde bir baraj inşa edilmesini tavsiye etti. İki ada arasında bir elektrik bağlantısının inşasını içeren proje. İlk HVDC hatlarını inşa eden ASEA şirketi ile de temaslar yapılır .
Mevcut planlar şunları sağlar:
1958'de BICC , Oteranga Körfezi koşullarına, özellikle deniz tabanının neden olduğu aşınma, bükülme ve titreşime karşı dirençlerini test etmek için 800 m kablo döşedi. Testler 1960 yılında kapatıldı, Ekim ayında BICC başarısını açıkladı, prototip Boğaz'ın koşullarıyla yüzleşebiliyor gibiydi.
1958'den 1960'a kadar olan dönemde, ülkenin elektrik üretiminin geliştirilmesi için en uygun planın hangisi olduğu tartışılır. Boğaz geçişi projesinin içerdiği riskler eleştiriliyor. Ancak 1961'de hükümet, elektrik tüketimindeki artışa yanıt vermek için projeyi onayladı. ASEA , Benmore dönüştürücü istasyonlarını tasarlamak, üretmek, kurmak ve devreye almak için 6,5 milyon Yeni Zelanda kitabı kazandı ve Haywards BICC, kabloya uygulanan aynı hizmetler için 2,75 milyon poundluk bir sözleşme aldı.
Yeni Zelanda Elektrik Departmanı için 1961'den 1965'e kadar tasarım ve inşaat gerçekleştirildi . Kablo 1964 yılında Photinia gemisi tarafından döşendi . 1965 yılında hizmete girdiğinde, hat kendi kategorisinde dünyadaki en uzun ve en güçlü hattı. Kablo aynı zamanda güç rekorunu da kırar. Nominal güç 600 MW , DC voltajı ± 250 kV idi . Başlangıçta hat, gücü güneyden kuzeye taşımak üzere tasarlandı. 1976'da, kontrol şeması, güç akışının tersine çevrilmesine izin verecek şekilde uyarlandı.
Hidroelektrik santralin tasarımı, bağlantı ile aynı zamanda gerçekleşmiş olup, 16 kV jeneratörler ile alternatif akım şebekesi arasında bağlantı yapılmasına izin veren transformatörler , güç istasyonunun maksimum gücüne göre küçük boyutlandırılmıştır. . DC bağlantısına gitme gücünün bir kısmı.
1987'de Yeni Zelanda Elektrik Kurumu , hattın performansını geliştirme olasılığını incelemeye başladı. Ekonomik nedenlerden ötürü, yenileme yerine tamamen değiştirmeye tercih edilir. Proje, cıva buharlı vanaları korurken hem hat voltajını hem de akımını artırmayı planlıyor. Buna paralel olarak, tristör valfleri kullanılarak yeni bir direk inşa edilir. Yapılacak değişikliklerin kapsamı aşağıdaki gibidir:
Kutuplar 2 ve yeni kablo hizmete girdi Mart 1991. Maksimum güç daha sonra 1348 MW'a veya 648 + 700'e ulaştı . Bununla birlikte, kutup 1'e bağlanan hattın voltaj sınırlaması, kapasitesini 540 MW ile sınırlandırarak toplam 1.240 ile sonuçlanır.Eski kabloyu çıkardıktan sonra, güç tekrar 1.040 MW'a düşürülür , 2. kutup artık geçecek tek bir kabloya sahiptir. Cook Boğazı.
The 21 Eylül 2007, iki trafo merkezinin 1. kutbu "süresiz" kapatılır . İçindeAralık 2007Yine de Transpower, Kuzey Adası'nın güç ihtiyaçlarını karşılayabilmek için 2008 kışından önce valflerinin sadece yarısının beklemede olacak şekilde yeniden başlatılacağını duyurdu. Kutup 1'in geri kalanı hizmet dışı bırakılmalıdır. Bir ay önce şirket, kutup 2 için kutup 1'den gelen iki kablodan birinin kullanılması sayesinde , kutup 2'nin gücünün en yüksek talep sırasında 500'den 700 MW'a çıkarılacağını duyurmuştu .
The 13 Mart 2008Transpower, 1. kutup kapasitesinin yarısının restore edilmesine yönelik çalışmaların gerçekleştirildiğini duyurdu. Bu onarım için Danimarka ve İsveç arasındaki Konti-Skan HVDC hattından bazı cıva buharlı valfler geri alındı . Direk daha sonra aşınmasını sınırlamak için sadece güney-kuzey yönünde çalışır. İçindeMayıs 2009Transpower , kutup 2'nin kapasitelerinin bir kısmının kaybını telafi etmek için 200 MW gücünde kutup 1'i kullanır .
Uygulamada, direğin yarısının kullanım kısıtlamaları ile birlikte hizmet dışı bırakılması, bağlantının neredeyse yalnızca bir tekel olarak çalıştığı anlamına gelir. 2010 yılında Transpower, bu konfigürasyon nedeniyle bağlantının toprakla galvanik bir hücre gibi çalıştığını bildirdi . Benmore elektrodu bir anot görevi görür ve hızla aşınırken, Haywards elektrodu katot, magnezyum ve kalsiyum hidroksit birikimi biriktirir . Bu nedenle ek bakım işlemleri gereklidir.
Sonunda 1 st Agustos 2012 tarihinde47 yıl sonra iki trafo merkezinin direkleri tamamen hizmet dışı bırakıldı. Bu, cıva buharlı valfleri kullanmaya devam eden son HVDC kurulumuydu.
İçinde Mayıs 2008Transpower, Yeni Zelanda Elektrik Komisyonu'na 1. kutuptaki cıva buharı valflerini tristörlerle değiştirmek için bir proje sunar. İçindeTemmuz 2008ikincisi projeyi onaylar.
Proje “kutup 3” olarak adlandırılıyor . Yeni bir trafo merkezi inşa edilmelidir, voltajı +350 kV , gücü 700 MW veya 2. kutup kadardır. Maliyeti yaklaşık 672 milyon Yeni Zelanda dolarıdır. İnşaat çalışmaları başlıyor19 Nisan 2010Enerji Bakanı Gerry Brownlee temelleri attığında . Devreye alma başlangıçta şunun için planlanmıştır:Nisan 2012ama içinde Mayıs 2011Transpower, üreticinin karşılaştığı zorluklar nedeniyle gecikmelerin beklendiğini duyurdu. Bu nedenle ertelendiAralık 2012.
Proje, kutup 1'i kutup 3 ile değiştirmeyi planlıyor. Kapsamı aşağıdaki gibidir:
Kutup 1'in hizmetten çıkarılması, Temmuz 2012, mevcut hatları kutup 3'e bağlamayı ve test etmeyi mümkün kılan düşük güç tüketimi zamanında. Kutup 3'ün nominal gücü 700 MW ise , birleşik kutup 2 ve 3 , Haywards AC şebekesinin zayıflığı nedeniyle başlangıçta toplam 1000 MW ile sınırlandırılır . Haywards'da STATCOM'un inşasıOcak 2014 bu duruma bir son vermelidir.
Sistemin iyi koordinasyonunu sağlamak için, 1980'lerden kalma kutup 2 için kontrol sistemi, 2013 sonunda kontrol direği 3'e benzer bir sistemle değiştirildi. Eski ekipman da harap olmuş ve kullanılmaz hale gelmişti. Değişimin sağlanması için Kutup 2, dört haftalık bir süre için hizmet dışı bırakılmalıdır. Bu süre zarfında istasyon için yeni bir kontrol sistemi de yerleştirilir. Kutup 3 bu süre içinde çalışmaya devam edebilir.
Direk 1'deki çalışma, aynı zamanda iletim hattının yenilenmesi için bir fırsattı. Böylelikle Güney Adası'nda havada izolasyon mesafesini artırmak için 100 adet direk değiştirilmiş , Kuzey Ada'ya yeni iletkenler yerleştirilmiş ve aynı adadaki direkler güçlendirilmiştir.
Transformatörler Benmore enerji sarfiyatı aynı dönemde değiştirilmiştir. Yenileri üç fazlı, 220/16/16 kV gerilime sahip , aslında iki jeneratöre bağlı ve 225 MVA güce sahip.
Cook Boğazı'na dördüncü bir kablo döşenmesi planlanıyor. Daha sonra 7 sayısını taşıyacak ve 2. kutba bağlanarak iletimin 1.400 MW'a ulaşmasına izin verecek . Daha sonra Benmore ve Haywards'a ek filtreler takılmalıdır.
Çoklu terminalChristchurch , Ashburton ve Timaru - Temuka çevresindeki bölgeye güç beslemesini iyileştirmek için , Waipara yakınlarındaki hatta ek bir dönüştürücü istasyonu inşa edilmesi, bu seviyede 'AC'ye gönderme' için güç çekilmesi önerildi. 220 kV ağ . Bu, elektrik için alternatif bir rota sağlayarak Christchurch çevresindeki elektrik güvenliğini artıracaktır. Ancak bu çözüm pahalıdır ve uzun vadeyi ilgilendirir.
Adalar arası bağlantı, herhangi bir güç hattı gibi, elektrik arızalarına eğilimlidir. Yeni Zelanda'da üretim-tüketimi sürdürmedeki önemi, herhangi bir tetiklemenin bütünün frekans istikrarını tehlikeye atabileceği anlamına gelir. Elektriği alan ada, aşırı frekans yayan bir düşük frekans yaşar. Elektrik ticareti piyasası da sekteye uğradı. Arıza oluşursa, alıcı adada üretim çok düşük olduğunda, rezervlerin hattın kaybını telafi etmek için yeterli olmaması riski vardır. Bu nedenle, alıcı adada genel bir kesinti göz ardı edilemez.
Denizaltı kablosunun güvenliğini sağlamak için çevresinde teknelerin demirlemesinin veya balık tutmasının yasak olduğu 7 km genişliğinde bir alan tanımlanmıştır. Deniz ve hava devriyeleri mevzuata uyumu sağlar.
Tüm stratejik elektrik işlerinde olduğu gibi, bakımlar, şebekenin düzgün çalışması için sistemin gerekli olmadığı bir zamanda gerçekleştirilmek üzere önceden planlanır. Tekel çalışması, aynı zamanda, iletim kapasitesinin yarısı korunarak bakımın yapılmasına da izin verir.
Adalar Arası HVDC'nin yaşadığı başlıca arızalar şunlardır:
Inter-Island, dönüştürücü istasyonları hat anahtarlamalı tristörler kullanan iki kutuplu bir HVDC bağlantısıdır. HVDC'lerde her zamanki gibi 12 darbeli bir köprü olarak bağlanırlar. Kutuplardan birinde arıza olması durumunda, tesisat monopolar modda çalışabilir. Akım daha sonra iki elektrot arasında akar.
Dönüşüm istasyonları şunları içerir:
Valfler, 12 darbeli bir köprü oluşturacak şekilde monte edilmiştir, üç su soğutmalı dörtlü dörtlü olarak gruplandırılmıştır. Vanalar tavana asılan iki direk içindedir, bu konfigürasyon zemine monte edilen vanalara göre depreme daha dayanıklıdır. Yeni Zelanda'daki zorlu sismik koşullar özellikle kısıtlayıcıdır.
Güç transformatörleri tek fazlıdır ve her birinin vanalara bağlı iki sargısı vardır: biri yıldız bağlantılı, biri delta.
| Kutup | Kutup 2 | Kutup 3 |
|---|---|---|
| Görevlendirmek | 1991 | Mayıs 2013 |
| Yapıcı | Asea Brown Boveri | Siemens |
| Nominal gerilim | -350 kV | +350 kV |
| Nominal güç | 560 MW | 700 MW |
| Sürekli aşırı yük gücü | 700 MW | 735 MW |
| Kısa aşırı yük gücü | 5 s için 840 MW | 30 dk için 1000 MW |
| Tristör tipi | 4 "( 100 mm ) çap, elektrikle hazırlanmış, su soğutmalı | 5 "(125 mm ) çap, astarlanmış optik olarak soğutulmuş su |
| Maksimum kabul edilebilir akım | 2000 bir | 2 860 A |
| Tristör negatif arıza gerilimi | 5.5 kV | > 7,5 kV |
| Valf başına tristör sayısı | 66 | 52 |
| Quadrivalve başına tristör sayısı | 264 | 208 |
| İstasyon başına tristör sayısı | 792 | 624 |
| Quadrivalves kütlesi | 20 ton | 17 ton |
| Dönüşüm trafolarının sayısı | Toplamda 8: her gönderide 3 + 1 ilk yardım | Toplamda 8: her gönderide 3 + 1 ilk yardım |
| Dönüşüm transformatörlerinin kütlesi | 324 ton yağ dahil | 330 ton yağ dahil |
| Trafo başına yağ hacmi | 85.000 l | 91.000 l |
1991 yılında kurulan üç denizaltı kablosunun , 350 kV nominal gerilim için izin verilen maksimum 1.430 A akımı vardır . Aşırı yükleme durumunda 30 dakika 1600 A iletken yapabilirler . Bakır iletkeni sıkıştırılmış bir kablodur. İzolasyonu toplu emprenye kağıttır. Metal ekranı kurşundan yapılmıştır . Mekanik koruması için etrafını iki kat galvanizli çelik sarar. Tamamı polipropilen ile kaplanmıştır . Dış çapı yaklaşık 13 cm'dir .
Havai hat, Yeni Zelanda Elektrik Departmanı tarafından tasarlanmış ve inşa edilmiş veOcak 1965. 1.623 çelik kafes direk inşa edildi. Güney Adası'nda 1.280 m yüksekliğe yükselir . En uzun menzil 1119 m uzunluğunda, Port Underwood yakınlarında, Fighting Bay karakolunun yakınında değil.
Başlangıçta nominal voltajı ± 250 kV idi . 1992'de ± 350 kV izole etmeyi mümkün kılan doğrudan voltaj için özel olarak tasarlanmış yeni porselen izolatörleri aldı . İç kısımlarda, tuz birikimine daha iyi direnmek için kıyıya yakın yerlerde, her birinin 15 plakası vardır. İkinci durumda, izolatörlerin uzunluğu 5 m'dir .
Her pilonun her iki yanında bir çift çelik çekirdekli alüminyum iletken bulunur. 39,4 mm çapında ve 432 mm aralıklıdır . 1992'de, 2000 A taşıyan bir akım taşıyıcısı olarak yeniden sınıflandırıldılar .
Bir topraklama kablosu , elektrot kablosunun bu rolü yerine getirdiği Haywards trafo merkezinin yakınındaki 21 km'lik bir bölüm dışında, hattı tüm uzunluğu boyunca yıldırımdan korur . Ek olarak, toprak kablosuna Kuzey Adası'nda 13 km ve Güney Adası'nda 169 km uzunluğunda bir optik fiber yerleştirildi .
Johnsonville'in kuzeyindeki bir yerleşim bölgesini atlamak için 1992'de 20 yeni direk inşa edildi. 2010 yılında, direklerin% 92,5'i veya 1,503'ü orijinaldi.
Hayward'ın istasyonundaki elektrot denizdir ve 25 km uzaklıktaki Oteranga Körfezi'nde yer almaktadır . İstasyonun adı Te Hikowhenua. Şu anda sahilden 800 m uzaklıkta hizalanmış paralel bağlanmış 40 hücreden oluşmaktadır . İkincisi, silikon ve krom bakımından zengin bir çelikten yapılmıştır ve gözenekli beton silindirlere yerleştirilmiştir. Bu hücreler özel olarak seçilmiş bir kayayla kaplanır, ardından bir jeotekstil ile kaplanır , amaç deniz suyunun geçişine izin vermek ancak silt oluşumunu önlemektir. Onun direnci 0.122 Ohm, onun olduğu ampacity 2400 A .
Yenilendi, başlangıçta sadece 25 tane vardı. Deniz şartlarına bağlı olarak dayanımı 0,23 ile 0,3 Ohm arasındaydı.
Benmore'unki karasaldır ve ilkinden 7,6 km uzaklıktaki Bog Roy karakolunda bulunur . 1 km 2'lik bir alana yayılmış bir yıldıza bağlı farklı dallardan oluşur . Bu dallar, 40 mm uzunluğunda düşük karbon içeriğine sahip çubuk çeliğinden yapılmıştır . 0.26 m 2 kesitli bir kömür yatağına 1.5 m derinliğe gömülürler . Direnci 0,35 Ohm civarındadır.