Cahora-Bassa (anteriormente llamado Cabora Bassa ) es un sistema de transmisión de energía HVDC entre la estación de generación hidroeléctrica Cahora Bassa en la presa Cahora Bassa en Mozambique y Johannesburgo , Sudáfrica .
Cahora Bassa HVDC | |
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![]() La línea sur que atraviesa el Parque Nacional Kruger | |
![]() Ruta del esquema HVDC de Cahora Bassa | |
Localización | |
País | Mozambique , Sudáfrica |
Coordenadas | 15 ° 36′41 ″ S 32 ° 44′59 ″ E / 15.61139 ° S 32.74972 ° E 25 ° 55′11 ″ S 28 ° 16′34 ″ E / 25,91972 ° S 28,27611 ° E |
De | Represa Cahora Bassa , Mozambique |
A | Johannesburgo , Sudáfrica |
Información de propiedad | |
Dueño | Eskom , Hidroeléctrica de Cahora Bassa (HCB) |
Información de construcción | |
Fabricante de subestaciones | AEG : Telefunken , Brown Boveri Company, Siemens (equipo original); Grupo ABB (actualización) |
Oficial | 1977-1979 |
Información técnica | |
Tipo | línea sobre la cabeza |
Tipo de corriente | HVDC |
Largo total | 1.420 km (880 millas) |
Potencia nominal | 1920 MW |
Voltaje DC | ± 533 kV |
No. de polos | 2 |
Historia
El sistema fue construido entre 1974 y 1979 y puede transmitir 1920 megavatios a un nivel de tensión de 533 kilo voltios DC y 1800 Amperios . [1] Se utilizan válvulas de tiristor que, a diferencia de la mayoría de los otros esquemas HVDC, se montan al aire libre y no en una sala de válvulas . Las válvulas están agrupadas en ocho puentes de seis pulsos de 133 kV en serie en cada extremo. La línea eléctrica de 1.420 kilómetros (880 millas) de largo atraviesa un terreno inaccesible, por lo que se construye principalmente como líneas monopolares a 1 kilómetro (0,62 millas) de distancia. En caso de falla de una sola línea, es posible la transmisión con potencia reducida a través del polo sobreviviente y el retorno a través de la tierra.
Cahora-Bassa estuvo fuera de servicio de 1985 a 1997 debido a la Guerra Civil de Mozambique en la región. El proyecto estuvo plagado de desafíos tecnológicos, el más notable de ellos fue la adopción de dispositivos de rectificación de estado sólido en una instalación comercial a gran escala. Las válvulas de arco de mercurio habían sido el estándar de facto para HVDC hasta este momento. Cahora Bassa fue el primer esquema HVDC encargado con válvulas de tiristor, aunque su funcionamiento se retrasó. También fue el primer esquema HVDC operativo en África, y el primero en cualquier parte del mundo en operar por encima de 500 kV. También hubo que superar importantes obstáculos comerciales, que culminaron en audiencias en un Tribunal de Arbitraje Internacional con sede en Lisboa , en 1988.
Después de un ejercicio de remodelación, [2] el esquema se puso nuevamente en operación comercial en octubre de 1997. [3] Entre 2006 y 2009, las válvulas de tiristores en la estación convertidora Apollo fueron reemplazadas por válvulas de tiristores más modernas refrigeradas por agua. [4]
Descripción
Construcción y propiedad
El proyecto de transmisión Cahora-Bassa fue una empresa conjunta de las dos empresas eléctricas, la Comisión de Suministro de Electricidad (ESCOM, como se la conocía antes de 1987), últimamente Eskom , Johannesburgo, Sudáfrica e Hidroelectrica de Cahora Bassa (HCB), una empresa de propiedad 15% por el gobierno de Portugal y 85% por Mozambique . El equipo fue construido y suministrado por ZAMCO, que era un consorcio de AEG - Telefunken JV, Brown Boveri Company y Siemens AG de Alemania . Posteriormente, Brown Boveri pasó a formar parte de ABB y, posteriormente, AEG pasó a formar parte de Alstom .
Los acuerdos comerciales también incluyeron Electricidade de Moçambique (EDM), que se abasteció de Cahora Bassa a través de un acuerdo de transporte con Eskom. Efectivamente, Eskom suministró el sur de Mozambique ( Maputo ) desde el entonces Transvaal oriental a 132 kV con las ventas deducidas del suministro de HCB a Eskom. El acuerdo tripartito se suspendió por fuerza mayor cuando la línea de Cahora Bassa no estaba disponible en los años ochenta.
El sistema se puso en servicio en tres etapas a partir de marzo de 1977 con cuatro puentes de seis pulsos , y en pleno funcionamiento de ocho puentes el 15 de marzo de 1979.
Línea de transmisión
La línea eléctrica va desde la estación convertidora de Songo , que está cerca de la central hidroeléctrica y normalmente funciona como rectificador, hasta la estación convertidora Apollo cerca de Johannesburgo, que normalmente funciona como inversor. Cada una de las torres de acero autoportantes a lo largo de la ruta lleva dos haces de cuatro cables de 565 milímetros cuadrados (1120 kcmil ), uno por poste, y un solo conductor de puesta a tierra de 117 milímetros cuadrados (231 kcmil). Hay aproximadamente 7,000 torres con una luz promedio de 426 metros (466 yardas).
El tramo máximo es de 700 metros (770 yardas) utilizando torres reforzadas. El retorno a tierra para el funcionamiento unipolar se proporciona mediante electrodos de grafito enterrados en cada estación. La línea de CC tiene reactores de suavizado y condensadores de protección contra sobretensiones en cada estación.
Válvulas de tiristores
Cahora Bassa fue uno de los primeros esquemas de HVDC construido con válvulas de tiristores desde sus inicios. Inusualmente, las válvulas de tiristores están montadas al aire libre. En la instalación original estaban llenos de aceite tanto para refrigeración como para aislamiento eléctrico. El único otro esquema HVDC en el mundo equipado de esta manera desde el principio fue la primera fase, ahora desmantelada, del convertidor de frecuencia Shin Shinano en Japón . Cada tanque de válvulas contiene dos válvulas, que forman una válvula doble que conecta los dos terminales de CC a un transformador convertidor monofásico de dos devanados . Cada puente de seis pulsos contiene tres de estos tanques y, por lo tanto, cada estación contiene 24 válvulas dobles.
El trabajo de desarrollo de las válvulas de tiristores comenzó a fines de la década de 1960, cuando los únicos tiristores disponibles en ese momento eran, según los estándares actuales, pequeños y tenían una potencia nominal de solo 1,6 kV cada uno. [2] En la primera fase del proyecto (4 puentes en cada extremo) cada válvula contenía 280 tiristores en serie con dos en paralelo [1] - el número más grande jamás utilizado en una sola válvula HVDC.
Las fases 2 y 3 utilizaron tiristores mejorados con una clasificación de 2,4 kV cada uno y solo requirieron 192 en serie por válvula, todavía un gran número según los estándares modernos, con dos en paralelo. Como resultado, cada estación convertidora contenía un total de 22.656 tiristores.
Otro equipo
Los tiristores también tenían poca capacidad de sobrecorriente transitoria, por lo que otra característica inusual del esquema era la existencia de desviadores de sobrecorriente entre las válvulas y los transformadores, aunque estos fueron desmantelados más tarde en la estación Apollo. [2]
Los filtros de CA sintonizados con los armónicos 5, 7, 11 y 13 de la fuente de alimentación de 50 Hz se instalan en cada estación, aproximadamente 195 MVAr en Apollo y 210 MVAr en Songo.
Hay dos estaciones repetidoras PLC : una en Gamaboi en Sudáfrica y otra en Catope en Mozambique.
Reparando el daño de la guerra
Después de que terminó la guerra civil en 1992, uno de los muchos efectos de la década de conflictos fue el daño a las líneas de transmisión HVDC. Casi todas las 4200 torres de líneas de transmisión ubicadas en los 893 kilómetros (555 millas) de línea en Mozambique debían ser reemplazadas o renovadas. Este trabajo se inició en 1995 y tardó hasta finales de 1997 en completarse. [3] El sistema se restauró a plena capacidad de transmisión de energía en 1998.
Posteriormente, Eskom ha comenzado el suministro de electricidad a Mozambique a 400 kV, en términos similares al acuerdo de transporte original, desde la central eléctrica de Arnot en Mpumalanga , vía Swazilandia . El propósito principal de esta infraestructura es proporcionar suministro eléctrico a granel a la Fundición de Aluminio Mozal operada por BHP Billiton .
El Memorando de Entendimiento, firmado el 2 de noviembre de 2007, significa que Mozambique estará a finales de 2007 a cargo de un proyecto ubicado en su suelo pero sobre el que no tuvo control durante los últimos 30 años debido a obligaciones contractuales con Portugal.
El nuevo arreglo otorga a Mozambique el 85 por ciento del proyecto hidroeléctrico Cahora Bassa (HCB), mientras que Portugal retendrá solo el 15 por ciento. El proyecto tiene una capacidad para producir 2.000 megavatios de electricidad y es uno de los principales proveedores de energía de Southern African Power Pool.
Sin embargo, Mozambique deberá pagar 950 millones de dólares al gobierno portugués como compensación por la reconstrucción y el mantenimiento de la presa después de la guerra civil.
La guerra civil provocó graves daños a la infraestructura de transmisión, lo que obligó al gobierno portugués a pagar unos 2.500 millones de dólares de su bolsillo para repararla.
Actualización de la estación Apollo
En 2006 se adjudicó un contrato a ABB para reemplazar las válvulas de tiristores en la estación Apollo. [4] Se mantuvo el concepto de montaje al aire libre, pero cada una de las nuevas carcasas contiene un puente completo de seis pulsos en lugar de solo dos válvulas, y las válvulas de tiristores de reemplazo tienen un diseño más convencional con aislamiento de aire y refrigeración por agua que utiliza 125 mm, 8.5 Tiristores kV. 36 tiristores de este tipo están conectados en serie en cada válvula, sin conexión en paralelo, y las nuevas válvulas pueden actualizarse posteriormente a 600 kV, 3300 A. Al mismo tiempo, se reemplazaron los filtros de CA.
Trivialidades
Al noreste de la estación convertidora Apollo, los polos de HVDC Cahora Bassa atraviesan varias líneas de CA de 400 kV a 25 ° 54'58 "S 28 ° 16'46" E respectivamente 25 ° 54'57 "S 28 ° 16'51" E en tal baja altitud en la que el área debajo de la línea no se puede caminar y está cercada [1] .
Sitios
Sitio | Coordenadas |
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Estación convertidora de Apolo | 25 ° 55′11 ″ S 28 ° 16′34 ″ E / 25,91972 ° S 28,27611 ° E / -25,91972; 28.27611 ( Estación convertidora de Apolo ) |
Terminal de línea de electrodos de Sudáfrica | 25 ° 50′04 ″ S 28 ° 24′02 ″ E / 25.83444 ° S 28.40056 ° E / -25,83444; 28.40056 ( Terminal de línea de electrodos de Sudáfrica ) |
Estación repetidora PLC Gamaboi | 23 ° 55′36 ″ S 29 ° 38′32 ″ E / 23,92667 ° S 29,64222 ° E / -23,92667; 29.64222 ( Estación repetidora PLC Gamaboi ) |
El polo 1 cruza la frontera entre Sudáfrica y Mozambique | 22 ° 32′06 ″ S 31 ° 20′39 ″ E / 22.53500 ° S 31.34417 ° E / -22,53500; 31.34417 (El polo 1 cruza la frontera entre Sudáfrica y Mozambique ) |
El polo 2 cruza la frontera entre Sudáfrica y Mozambique | 22 ° 31′15 ″ S 31 ° 20′22 ″ E / 22.52083 ° S 31.33944 ° E / -22,52083; 31.33944 (El polo 2 cruza la frontera entre Sudáfrica y Mozambique ) |
Estación repetidora Catope PLC | 18 ° 01′00 ″ S 33 ° 12′18 ″ E / 18.01667 ° S 33.20500 ° E / -18.01667; 33.20500 ( Estación repetidora Catope PLC ) |
Electrodo de Mozambique | 15 ° 43′20 ″ S 32 ° 49′04 ″ E / 15.72222 ° S 32.81778 ° E / -15,72222; 32.81778 ( Electrodo de Mozambique ) |
Estación convertidora de Songo | 15 ° 36′41 ″ S 32 ° 44′59 ″ E / 15.61139 ° S 32.74972 ° E / -15,61139; 32.74972 ( Estación convertidora de Songo ) |
Ver también
- Corriente continua de alto voltaje
- Convertidor HVDC
- Estación convertidora de HVDC
- Cahora Bassa
- Presa de Cahora Bassa
Referencias
- ^ a b Compendio de esquemas HVDC, Folleto técnico de CIGRÉ No. 003 , 1987, págs. 89–94.
- ^ a b c Venter, FP, Marshall, DA, Cuedes, C., Oberholzer, G., Experiencia de re-puesta en servicio con el esquema HVDC Apollo - Cahora-Bassa, sesión CIGRÉ , París, 1998, referencia del artículo 14-111 [ permanente enlace muerto ] .
- ^ a b Oliveira, H., Sintra, L., Lokala, J., Pembele, IE, Lubini, IE., Goossen, PV, Bhana, S., Experiencias operativas en los sistemas HVDC del grupo de energía del sur de África Cahora- Bassa: Apollo e Inga-Shaba, sesión CIGRÉ , París, 2000, referencia del artículo 14-111 [ enlace muerto permanente ] .
- ^ a b Goosen, P., Reddy, C., Jonsson, B., Holmgren, T., Saksvik., O., Bjorklund, H., Upgrade of the Apollo HVDC Converter Station, CIGRÉ 6th Southern Africa Regional Conference, Cape Town , 2009, referencia de papel P107 .
Otras lecturas
- Eustace F. Raynham , Apollo - Cahora Bassa: enigma and diversions, EE Publishers, ISBN 0-620-32261-6 , [2]
enlaces externos
Mapear todas las coordenadas usando: OpenStreetMap |
Descargar coordenadas como: KML |
- Bibliografía de referencias sobre el impacto social y económico del proyecto
- Ubicación de Apollo
- CIGRÉ SC B4 Compendio de esquemas HVDC, 2005
- CIGRÉ SC B4 Compendio de esquemas HVDC, 2005
- Lista de referencia de Siemens HVDC
- Proyectos de referencia de ABB HVDC - Cahora Bassa
- Enlace de transmisión Cahora Bassa HVDC - Guía: estación Apollo; Publicación de ABB No. POW-0054.
- Enlace de transmisión HVDC Cahora Bassa - Proyecto de remodelación de la estación Apollo; Publicación de ABB No. POW-0055.