Система передачи электроэнергии Квебека - Википедия - Hydro-Québecs electricity transmission system
Система передачи электроэнергии Hydro-Québec (также известный как Квебекское соединение) является международным передача энергии система сосредоточена в Квебек, Канада. Система впервые использовала очень высокое напряжение 735 кВ переменный ток (AC) линии электропередач, связывающие населенные пункты Монреаль и Квебек к далекому гидроэлектростанция энергостанции словно Дэниэл-Джонсон плотина и Джеймс Бэй Проект на северо-западе Квебека и Электростанция Черчилль-Фолс в Лабрадор (который не является частью межсоединения Квебека).
Система содержит более 34 187 километров (21 243 миль) линий и 530 электрические подстанции. Он управляется Hydro-Québec TransÉnergie, подразделением корона корпорация Hydro-Québec и является частью Северо-восточный Координационный Совет Энергетики. Имеет 17 соединений с системами в Онтарио, Ньюфаундленд и Лабрадор, Нью-Брансуик, а Северо-восток США и 6 025 МВт импортной мощности присоединения и 7 974 МВт экспортной мощности присоединения.[1]
Основное расширение сети началось с вводом в эксплуатацию линии электропередачи переменного тока 735 кВ в ноябре 1965 года, поскольку возникла потребность в передаче электроэнергии на огромные расстояния с севера на юг Квебека.
Большая часть населения Квебека обслуживается несколькими линиями электропередач 735 кВ. Это способствовало серьезности отключение электричества после Североамериканский ледяной шторм 1998 г.. Масштабы и продолжительность этого отключения электроэнергии вызвали критику системы электропередачи, и существуют разногласия относительно использования плотин гидроэлектростанций.
История
Первые гидроэлектростанции в Квебеке были построены частными предпринимателями в конце 1800-х годов. В 1903 году была построена первая в Северной Америке линия высоковольтной передачи на большие расстояния, линия 50 кВ, соединяющая Шавиниган электростанция в Монреаль, 135 км. В первой половине 1900-х годов на рынке доминировали региональные монополии, услуги которых подвергались публичной критике. В ответ в 1944 году правительство провинции создало Hydro Quebec из экспроприированных Монреаль Свет, тепло и энергия[2]
В 1963 году Hydro-Québec приобрела акции почти всех оставшихся частных электроэнергетических предприятий, которые тогда работали в Квебеке, и приступила к строительству Manicouagan-Outardes гидроэнергетический комплекс. Чтобы передать годовой объем производства комплекса около 30 миллиардов кВтч на расстояние почти 700 км, Hydro-Québec пришлось внедрить инновации. Во главе с Жан-Жак Аршамбо, она стала первой в мире энергосистемой, передающей электроэнергию с напряжением 735 кВ, а не 300–400 кВ, что в то время было мировым стандартом.[2] В 1962 году Hydro-Québec приступила к строительству первой в мире линии электропередачи 735 кВ. Линия, протянувшаяся от плотины Manic-Outardes до подстанции Levis, была введена в эксплуатацию 29 ноября 1965 года.[3]
В течение следующих двадцати лет, с 1965 по 1985 год, Квебек подвергся масштабному расширению своей энергосистемы на 735 кВ и своих гидроэлектрических генерирующих мощностей.[4] Hydro-Québec Équipement, еще одно подразделение Hydro-Québec, и Société d’énergie de la Baie James построил эти линии передачи, электрические подстанции, и генерирующие станции. На строительство системы электропередачи для первого этапа La Grande, являющегося частью проекта James Bay Project, потребовалось 12500 человек. башни, 13 электрических подстанций, 10 000 км (6 000 миль) провод заземления, и 60 000 километров (40 000 миль) электрический проводник по цене Канадский доллар Только 3,1 миллиарда.[5] Менее чем за четыре десятилетия генерирующая мощность Hydro-Québec выросла с 3 000 МВт в 1963 году до почти 33 000 МВт в 2002 году, причем 25 000 МВт из этой мощности были отправлены в населенные пункты по линиям электропередачи 735 кВ.[6]
Источник электричества
Большая часть электроэнергии вырабатывается Hydro-Québec Generation[7] исходит от плотин гидроэлектростанций, расположенных далеко от центров нагрузки, таких как Монреаль. Из 33000 МВт вырабатываемой электроэнергии более 93% приходится на плотины гидроэлектростанций, а 85% этой генерирующей мощности приходится на три гидроэнергетических центра: Джеймс Бэй, Маник-Аутардес и Ньюфаундленд и Лабрадор Гидро Водопад Черчилля.[8]
- Джеймс Бэй
Проект «Джеймс Бэй» включает в себя проект Ла Гранд, расположенный на Река Ла Гранд и на его притоках, таких как Eastmain River, на северо-западе Квебека. Проект La Grande был построен в два этапа; первый этап длился двенадцать лет с 1973 по 1985 год, а второй этап длился с 1985 года по настоящее время.[9] Всего девять плотин гидроэлектростанций вырабатывают более 16 500 МВт электроэнергии. Станция Робер-Бурасса или Ла Гранд-2 только генерируя более 5600 МВт.[10] В целом стоимость строительства проекта составила более 20 миллиардов канадских долларов.[11]
- Электростанции Manic-Outardes
Район реки Manic-Outardes в Кот-Нор или Северный берег регион состоит из нескольких гидроузлов, расположенных на трех основных реках с запада на восток: Река Бециамитес, Rivière aux Outardes, а Река Маникуаган. Единственный завод под названием Sainte-Marguerite-3 расположен к востоку на Река Сент-Маргерит (Септ-Иль).[12] Объекты, расположенные в регионе, строились в течение пяти десятилетий, с 1956 по 2005 год. Общая генерирующая мощность этих электростанций составляет 10 500 МВт. Гидроэлектростанция мощностью 21 МВт, ГЭС Лак-Робертсон на Нижний Северный берег, не подключен к основной сети Квебека.[13]
- Черчилль-Фолс
Черчилль-Фолс - это единственная подземная генерирующая станция, расположенная на Река Черчилль недалеко от города Черчилль-Фолс и Смоллвудское водохранилище в Лабрадоре. Он был построен в течение пяти-шести лет с 1966 по 1971–72 гг. Корпорация Черчилль-Фолс (Лабрадор) (CFLCo), хотя генераторы были установлены после завершения крупного строительства.[14] Строительство объекта единой генерации обошлось в 946 млн канадских долларов, и первоначально после установки всех одиннадцати энергоблоков было произведено 5225 МВт электроэнергии.[15] В результате модернизации станции в 1985 году генерирующая мощность увеличилась до более чем 5 400 МВт.[15] Hydro-Québec Generation владеет 34,2% акций CFLCo, той же компании, которая построила электростанцию. Однако Hydro-Québec имеет права на большую часть из 5400 МВт электроэнергии, производимой станцией в течение 65 лет. договор купли-продажи электроэнергии, срок действия истекает в 2041 году.[16]
Особенности системы передачи электроэнергии
Система содержит более 34 187 километров (21 243 миль) линий и 530 электрические подстанции. Он управляется Hydro-Québec TransÉnergie, подразделением корона корпорация Hydro-Québec и является частью Северо-Восточный Координационный Совет Энергетики. Имеет 17 соединений с системами в Онтарио, Нью-Брансуик, Ньюфаундленд и Лабрадор, а Северо-восток США и 6 025 МВт импортной мощности присоединения и 7 974 МВт экспортной мощности присоединения.[1] В системе есть линии электропередачи, ведущие к объектам производства электроэнергии, расположенным на расстоянии более 1000 километров (600 миль) от населенных пунктов.[17][18][19][20] По этой причине TransÉnergie использует напряжение переменного тока 735 кВ для передачи и распределения электроэнергии, вырабатываемой плотинами Hydro-Québec, хотя также используется 315 кВ.[21] Общая стоимость всей системы передачи электроэнергии TransÉnergie составляет 15,9 млрд канадских долларов.[22] По этим причинам Hydro-Québec TransÉnergie считается мировым лидером в области передачи электроэнергии.[5]
Линии электропередачи переменного тока 735/765 кВ
С 1965 года линия электропередачи 735 кВ стала неотъемлемой частью магистральной линии электропередачи Квебека. Более одной трети системы Hydro-Québec TransÉnergie состоит из высокое напряжение Линии электропередачи переменного тока 735/765 кВ общей протяженностью 11422 км (7097 миль)[A] протянутый между 38 подстанциями с оборудованием этого напряжения.[22] Первая трансмиссия 1965 г. IEEE Milestone.[23]
По своим физическим размерам линии электропередачи Hydro-Québec 735 кВ не имеют себе равных в Северной Америке. Только два других коммунальные предприятия в том же регионе Власть Нью-Йорка (NYPA) и American Electric Power (AEP) содержат по крайней мере одну линию 765 кВ в своей энергосистеме.[24][25][26] Однако только у AEP есть значительный пробег линий электропередачи 765 кВ, с более чем 3400 км (2100 миль) линии 765 кВ, пересекающей ее широкую систему передачи; эта система содержит наибольший пробег в Соединенных Штатах в рамках одной электрической компании.[26] У NYPA всего 219 километров (136 миль) линии 765 кВ, и все они находятся в едином прямом соединении с Hydro-Québec.[27][28]
Линия электропередачи 735 кВ снижает воздействие линий электропередачи на окружающую среду, поскольку одна линия электропередачи, работающая при этом напряжении, несет такое же количество электроэнергии, что и четыре линии электропередачи 315 кВ, для чего потребуется полоса отвода шире, чем 80,0–91,5 метра (262,5–300,2 футов)[29][30] ширина, необходимая для одиночной линии 735 кВ.[17][20][26] Каждая линия 735 кВ способна передавать 2 000 МВт электроэнергии на расстояние более 1 000 км (620 миль), а вся сеть 735 кВ может передавать 25 000 МВт электроэнергии.[18] Потери при передаче электроэнергии в сети 735 кВ варьируются от 4,5 до 8% в зависимости от температуры и условий эксплуатации.[31] В Ordre des Ingénieurs du Québec назвал систему ЛЭП 735 кВ технологической инновацией ХХ века для Квебека.[32]
После ледяной бури 1998 г. Левис Де-Айсер был установлен и начаты испытания в 2007 и 2008 годах.
Маршруты
Система Hydro-Québec TransÉnergie 735 кВ состоит из шести линий, идущих от залива Джеймс-Бей до Монреаля, и набора из четырех линий от водопада Черчилль и электростанций Manic-Outardes до Квебека. В Южный берег регион Монреаля и Река Святого Лаврентия Между Монреалем и Квебеком проходят петли или кольца линий электропередач 735 кВ.[27][33]
- Джеймс Бэй
Комплекс плотины гидроэлектростанции Джеймс-Бей включает несколько относительно коротких линий электропередач 735 кВ, которые подают электроэнергию на три основные подстанции, расположенные с запада на восток: Radisson, Чиссиби и Лемойн.[34] От этих подстанций шесть ЛЭП 735 кВ.[8] пересечь бескрайние просторы тайга и бореальный лес в четкий участки земли; это ясно видно на аэрофотоснимках.[35][36] Рельеф, пересекаемый линиями электропередач, по большей части не гористый, а ровный и изобилующий озерами.[33] Обычно четыре стропы идут вместе в две пары, а две другие идут соло, хотя две одиночные стропы иногда проходят в паре.[21] Две промежуточные линии электропередачи 735 кВ, одна на севере и одна на юге, соединяют все шесть линий электропередач на своем пути в южный Квебек.
По мере того, как линии продолжаются на юг, они расходятся на две группы по три линии электропередачи 735 кВ. Восточный комплекс направляется в Квебек, где соединяется с линиями электропередач от водопада Черчилль и петлями линий электропередач 735 кВ в районе реки Святого Лаврентия. Западный комплекс направляется в Монреаль, где он также образует кольцо из линий электропередач 735 кВ вокруг города, соединяясь с другими электрическими петлями в регионе.[27][33] Этот участок энергосистемы Hydro-Québec TransÉnergie включает 7 400 км (4600 миль) линий электропередач 735 кВ переменного тока и 450 кВ постоянного тока.[11]
- Электростанции Manic-Outardes / водопад Черчилль
Электроэнергия, вырабатываемая электростанцией Черчилль-Фолс, отправляется в Монреаль и населенные пункты на северо-востоке США, которые находятся на расстоянии более 1200 километров (700 миль).[37] Начиная с генерирующей станции в г. Лабрадор, линии электропередач простираются на расстояние 1800 метров (6000 футов) над Река Черчилль ущелье и обычно проходят на юго-юго-запад на протяжении 203 км (126 миль) в виде трех параллельных линий электропередач на очищенной полосе отчуждения шириной 216 метров (709 футов).[14] Когда они направляются на юго-запад через бореальный лес, линии обычно пересекают плоские гладкие холмы.[29]
После того, как линии пересекут границу Квебек-Лабрадор, также известную как пункт доставки Hydro-Québec,[14] направление линий становится строго на юг, и они направляются к подстанции Монтанье, подстанции, доступной только для прилегающий к нему аэропорт. Одиночная линия 735 кВ отходит от подстанции, направляясь к карьер 142 километра (88 миль) к северо-западу. Рельеф, пересекаемый линиями электропередач, к югу от границы становится холмистым и гористым. Линии достигают высоты более 800 метров (2600 футов) перед спуском.[38] Три линии продолжают двигаться на юг, пока не достигнут подстанции на северном берегу Залив Святого Лаврентия. Оттуда три линии параллельны Северному берегу, поскольку залив сужается к юго-западу к устью выхода реки Святого Лаврентия. Самая северная линия электропередачи затем расходится от двух других, чтобы соединиться с электростанциями Manic-Outardes, расположенными на Ривьер-о-Outardes и вокруг них и на реке Маникуаган.
Как и линии возле Квебека, северная линия электропередачи присоединяется к двум другим линиям электропередачи 735 кВ. Три линии, соединенные другой линией электропередачи 735 кВ на некотором расстоянии к северу, проходят через реку Святого Лаврентия до района Южного берега, где линии образуют петли, охватывающие часть реки Святого Лаврентия и южный берег. Петли также подключены к кольцу линий электропередачи 735 кВ вокруг Монреаля и линий электропередач, идущих к югу от залива Джеймс.[27][33]
Опоры электричества
Система передачи Квебека содержит множество электрических опор в зависимости от эпохи и уровня напряжения. Старые конструкции пилонов, как правило, потребляют больше материала, чем новые пилоны, и чем выше уровень напряжения, тем больше башня.[39]
- Опоры 735 кВ
Hydro-Québec TransÉnergie использует несколько различных типов опор для линий электропередачи на 735 кВ.[5] Все они одноконтурные, что означает, что каждый пилон несет одну линию электропередачи с тремя пучками из четырех электрических подпроводников, разделенных прокладками,[29] с каждой связкой, передающей одна фаза из Текущий.
Самый ранний из использовавшихся типов башен был массивным самонесущим. дельта пилон, или поясной пилон,[39] на которые ушло 21 тонны из стали за километр линии.[5] Этот тип опоры использовался для первой линии электропередачи 735 кВ от электростанции Manic-Outardes до центра нагрузки в Монреале.[33] Есть два существенных варианта дельта-пилона; один имеет более длинные боковые поперечины, так что все три пучка проводов подвешены на V-образных изоляторы.[40] Другой имеет более короткие боковые поперечины, так что два внешних пучка подвешены на вертикальной изолирующей струне, а только средний пучок подвешен на V-образном изоляторе.[41]
За прошедшие годы исследователи Hydro-Québec сконструировали пилон нового типа - V-парня мачта, что позволило снизить расход материалов до 11,8 т стали на километр линии электропередачи.[5] Этот тип башни также включает вариант с более длинными боковыми поперечинами, где все проводники подвешены с помощью V-образного изолятора.[42] и один с более короткой боковой поперечиной, где только средний пучок свисает с изолятора, а боковые пучки нанизаны на вертикальные гирлянды изолятора.[43][44]
Во время строительства системы трансмиссии в заливе Джеймса была изобретена башня с поперечно-канатной подвеской.[5] Этот тип башни имеет две опоры с оттяжками, аналогичные башне с V-образными оттяжками, но две опоры не сходятся у основания башни. В случае башни с поперечно-канатной подвеской опоры башни расположены на двух разных основаниях.[35] Кроме того, поперечина заменена серией подвесных тросов с тремя вертикальными изолирующими гирляндами для поддержки трех пучков, что позволяет этой конструкции потреблять всего 6,3 тонны стали на километр линии.[5] Дизайн также известен как цепочка (маленькое ожерелье).[45]
TransÉnergie использует двухуровневые пилоны для угловых опор или сооружений на ЛЭП 735 кВ для изменения направления линии или переключения положения жгутов проводов.[33][40] Дельта-пилоны и трехстоечные башни с оттяжками также используются в качестве угловых опор; Гидро-Квебек называет их "пингвинами". лайнеры.[35][46]
- Пилоны для других уровней напряжения
Hydro-Québec TransÉnergie использует комбинацию двухконтурных трехуровневые пилоны и одноконтурные треугольные пилоны для подвешивания электрических проводов с другим напряжением, например 315 кВ.[33][39][47] Высоковольтная линия постоянного тока ± 450 кВ в электросети Hydro-Québec использует Т-образную опору, решетку или опору для поддержки двух пучков по три проводника с каждой стороны. В линии электропередачи постоянного тока иногда используются два полюса или более широкая пирамидальная самонесущая решетчатая конструкция для угловых опор.[33][48]
- Другие пилоны
Hydro-Québec обычно использует высокие большие пилоны для пересечения больших водоемов, таких как озера и реки. Эти башни считаются выдающимися, и самая высокая опора в энергосистеме Hydro-Québec выполняет эту функцию. Самый высокий из них расположен недалеко от электростанции Трейси на берегу реки Святого Лаврентия, по нему проходит цепь 735 кВ между Lanoraie и Трейси. Пилон, самый большой в своем роде в Канаде, имеет высоту 174,6 метра (572,8 фута), что соответствует высоте пилона. Олимпийский стадион Монреаля, и немного больше, чем Монумент Вашингтона в США (555 футов (169,2 м)).[49]
- Прочность пилона
Пилоны и проводники спроектированы так, чтобы без сбоев выдерживать 45 миллиметров (1,8 дюйма) скопления льда,[19] поскольку Hydro-Québec повысила стандарты в ответ на ледяные бури в Оттава в декабре 1986 года и Монреале в феврале 1961 года, оставив от 30 до 40 миллиметров льда (от 1,2 до 1,6 дюйма).[50][51][52] Это привело к убеждению, что электрические опоры Hydro-Québec TransÉnergie «неразрушимы».[53] Несмотря на то, что он более чем в три раза превышает канадский стандарт - всего 13 миллиметров (0,51 дюйма) ледостойкости,[54] ан ледяная буря в конце 1990-х отложили до 70 миллиметров (2,8 дюйма) льда.[19][51]
Взаимосвязи
По всей Северной Америке системы передачи электроэнергии объединены в синхронные сети большой площади, или межсоединения. По закону поставщики обязаны соблюдать стандарты надежности. В 2006 году система передачи Квебека была признана Североамериканская корпорация по надежности электроснабжения (NERC) как полное соединение, потому что оно асинхронно с соседними системами. Следовательно, Квебек сможет при необходимости разработать свои собственные стандарты надежности, которые будут применяться в дополнение к соответствующим североамериканским стандартам.[55] Кроме Квебекское соединение, в Северной Америке есть еще три межсоединения: Восточное соединение, то Западное соединение, а Совет по надежности электроснабжения Техаса.
Hydro-Québec TransÉnergie имеет следующие взаимосвязи с системами в соседних провинциях и штатах:[56]
- Нью-Йорк: две связи. Импортная мощность 1100 МВт, экспорт 1999 МВт.
- Онтарио: восемь стыковок. 1 970 МВт импорт, 2705 МВт экспорт.
- Новая Англия: три связи. 2170 МВт импорт, 2275 МВт экспорт.
- Нью-Брансуик: три соединения. 785 МВт импорт, 1029 МВт экспорт.
- Лабрадор: одно соединение. 5500 МВт импорт, 0 МВт экспорт.
Максимальная одновременная поставка (экспорт) для межсетевого взаимодействия, общего для Нью-Йорка и Онтарио, составляет 325 МВт.
Постоянный ток высокого напряжения (HVDC) 450 кВ
В дополнение к шести линиям электропередачи 735 кВ, которые были построены в рамках проекта «Джеймс Бэй», седьмая линия электропередачи была построена как расширение на 1100 километров (680 миль) к северу от существующей постоянный ток высокого напряжения (HVDC) линия, соединяющая Квебек и Новая Англия. Расширение линии электропередачи было завершено в 1990 году. постоянный ток линия электропередачи уникальна тем, что существует несколько статические преобразователи и инверторные станции вдоль линии электропередачи протяженностью 1480 километров (920 миль).[8] Это также первая в мире многотерминальная линия HVDC. Линия электропередачи ± 450 кВ может передавать около 2000 МВт гидроэлектроэнергии в Монреаль и северо-восток Соединенных Штатов.[57][58][59]
Маршрут
Начиная с преобразовательной станции рядом с Radisson Подстанция, линия HVDC направляется на юг и примерно параллельна шести линиям электропередачи 735 кВ на некотором расстоянии к западу. Он проходит по той же местности, что и остальные шесть линий; земля изобилует озерами, водно-болотными угодьями и покрытыми лесами холмами.[33] Постепенно ЛЭП поворачивает на юго-восток, так как пересекает несколько ЛЭП 735 кВ.
После того, как шесть проводов 735 кВ разделятся на две группы по три линии электропередач в каждой, линия постоянного тока высокого напряжения следует за восточной группой, а западная линия расходится.[21][27] Линия остается над головой, пока не достигнет северного берега реки Святого Лаврентия недалеко от Grondines, где линия постоянного тока 450 кВ спускается в подводный туннель, пересекающий реку. Линия электропередачи выходит на южный берег недалеко от Lotbinière подстанция. После перехода через реку линия входит в терминал Nicolet возле Sainte-Eulalie, к северо-востоку от Drummondville. К югу от терминала линия направляется на юг и, пройдя относительно небольшое расстояние, входит в Des Cantons недалеко от Шербрук.
Выезжая со станции Des Cantons, линия электропередачи пересекает Граница между Канадой и США и проходит по холмистой местности Аппалачи в Штат США из Вермонт, достигая высоты около 650 метров (2130 футов).[38] Затем линия продолжает движение на юго-юго-восток и входит в штат Нью-Гемпшир, где он достигает терминала Комерфорд рядом с Монро. Продолжая на юг в Массачусетс, линия достигает терминала Sandy Pond за пределами Бостон в Айер.[59] Терминал является самой южной частью линии HVDC.[33][57]
В декабре 2008 г. Hydro-Québec, вместе с американскими коммунальными предприятиями Северо-восточные коммуникации и NSTAR, создали совместное предприятие по строительству новой линии HVDC из Виндзор, Квебек к Дирфилд, Нью-Гэмпшир.[60] Hydro-Québec будет владеть сегментом в Квебеке, а сегмент в США будет принадлежать ООО «Северный перевал Трансмиссия», партнерство между Northeast Utilities (75%) и NSTAR (25%).[61] По оценкам, строительство обойдется в 1,1 миллиарда долларов США.[62] предполагается, что линия будет проходить либо по существующей полосе отчуждения, смежной с линией HVDC, проходящей через Нью-Гэмпшир, либо она будет соединена с полосой отвода в северной части Нью-Гэмпшира, которая будет проходить через Белые горы. Эта линия протяженностью от 180 до 190 миль (от 290 до 310 км), рассчитанная на пропускную способность 1200 мегаватт, обеспечит электричеством примерно один миллион домов.[63]
Другие свойства
TransÉnergie использует компенсация серии изменить поведение электричества в линиях электропередачи, что повысит эффективность передачи электроэнергии. Это снижает потребность в строительстве новых линий электропередач и увеличивает количество электроэнергии, отправляемой в населенные пункты. Компенсация серии основана на конденсатор технологии. Чтобы поддерживать производительность своей системы передачи, TransÉnergie выделяет средства на исследования и применение новых технологий.[64] Помимо технологии передачи электроэнергии Hydro-Québec планирует предложить высокоскоростной Интернет по своим линиям электропередачи в течение нескольких лет;[когда? ] Утилита начала тестирование Интернета по своим линиям в январе 2004 года.[65]
Основные сбои
Несмотря на репутацию системы передачи и тот факт, что Квебек не пострадал от Северо-восточное затемнение 2003 года, в прошлом система испытала повреждения и перебои в обслуживании из-за сильных штормов.[17][64] Примеры включают отключение электроэнергии в Квебеке в 1982 и 1988 годах до крупных перебоев в подаче электроэнергии в 1989 и 1998 годах.
1989 Геомагнитная буря
В 2:44 являюсь EST 13 марта 1989 г. геомагнитная буря, из-за выброс корональной массы от солнце ударил Землю.[66][67] Колебания внутри магнитное поле шторма вызвало геомагнитно индуцированные токи (GIC) для протекания через линии электропередач Квебека, которые являются постоянным током, а не переменным током, переносимым линиями электропередач.[66] Изолирующий характер Канадский щит магматическая порода направила ГПК к линиям электропередачи. Затем проводники направили этот ток на чувствительные электрические трансформаторы, которые требуют определенной амплитуды и частоты напряжения для правильной работы. Хотя большинство GIC относительно слабы, природа этих токов дестабилизировала напряжение в электросети, и повсюду возникали всплески тока.[66]
Соответственно, в ответ были приняты защитные меры. Для спасения трансформаторов и другого электрооборудования электросеть была выведена из эксплуатации, т.к. Автоматические выключатели споткнулся по всему Квебеку и отключил электричество.[68] Менее чем за 90 секунд эта волна разрывов цепей оставила всю передающую сеть из строя. Обрушившаяся энергосистема оставила шесть миллионов человек и остальную часть Квебека. без электричества часами в очень холодную ночь. Несмотря на то, что в большинстве мест отключение света длилось около девяти часов, в некоторых местах было темно несколько дней. Эта геомагнитная буря нанесла ущерб Hydro-Québec на сумму около 10 миллионов канадских долларов и десятки миллионов - потребителям коммунального предприятия.[66]
Ледяной шторм 1998 года
С 4-5 января по 10 января 1998 г. теплый влажный воздух с юга, преобладающий над холодным воздухом с севера, производил Снежная буря, что привело к более чем 80 часам ледяного дождя и мороси.[69][70] В течение нескольких дней непрерывный ливень, состоящий в основном из ледяных дождей, составлял 70–110 миллиметров (2,8–4,3 дюйма) водного эквивалента осадков.[71] Особенно сильно пострадали такие места, как Монреаль и Южный берег: 100 мм (3,9 дюйма) выпал в основном ледяной дождь.[70] Такое количество обильных осадков нанесло серьезный ущерб региональной системе электропередачи.
- Физический урон
Пять-шесть дней ледяного дождя и осадков вызвали из строя энергосистему Hydro-Québec в регионах Монреаля и Южного побережья. В районе 100 на 250 километров (62 на 155 миль) вышли из строя около 116 линий электропередачи, в том числе несколько основных линий электропередач 735 кВ и линия высокого напряжения постоянного тока ± 450 кВ Квебек – Новая Англия.[72]
Из-за последовательных волн ледяных осадков более 75 миллиметров (3,0 дюйма) радиального льда скопились на электрических проводниках и самих опорах. Это ледяное покрытие добавляет дополнительный вес от 15 до 20 кг на метр проводника (от 10 до 20 фунтов / фут). Несмотря на то, что электрические провода могут выдержать этот дополнительный вес, в сочетании с воздействием ветра и осадков эти проводники могут сломаться и упасть.[73] Пилоны, рассчитанные на то, чтобы выдерживать обледенение всего лишь на 45 миллиметров (1,8 дюйма), прогнулись и рухнули, превратившись в скрученные груды искореженной стали.[52] Каскадные отказы произошли на нескольких линиях электропередачи, где в результате обрушения одной или нескольких опор остался ряд обрушившихся опор.[72][74]
Из всех поврежденных опор около 150 были опорами линий 735 кВ,[19] и 200 опор, на которых проходят линии электропередачи 315 кВ, 230 кВ или 120 кВ, также рухнули.[B][72] В районе, ограниченном Монреаль между Сен-Гиацинт, Сен-Жан-сюр-Ришелье и Грэнби, получившее название «треугольник тьмы», половина воздушной сети вышла из строя.[75] Квебек заказал мириады проводов, траверс и проводов для ремонта тех, которые отключились из-за шторма в электропередаче и распределение электроэнергии система.[19] Во всем Квебеке были повреждены или разрушены 24000 опор, 4000 трансформаторов и 1000 электрических опор,[B] более 3000 км (2000 миль) сбитых электрических проводов; Ремонт обошелся в 800 миллионов канадских долларов.[71][73]
- Отключение электричества
Из-за того, что из-за льда парализовало более 100 линий электропередачи, в Квебеке холодной канадской зимой произошло крупное отключение электроэнергии. Несмотря на то, что восстановление электроснабжения началось после первых отключений электроэнергии, большое количество жителей Квебека оставались в неведении.[72] В разгар отключения электроэнергии около 1,4–1,5 миллиона домов и клиентов, в которых проживает три[76] более чем четырем миллионам человек,[75] были в темноте.[77][78] Частные компании и другие коммунальные предприятия из других частей Канады и США были направлены на помощь Hydro-Québec в выполнении этой масштабной задачи восстановления, но эти усилия были осложнены повсеместным повреждением энергосистемы.[79] Отключение электроэнергии в некоторых районах длилось 33 дня, и 90% пострадавших от отключения электричества не работали более семи дней.[19][71] Хотя к 8 февраля 1998 года электричество было полностью восстановлено во всех точках Квебека, только в середине марта энергообъекты возобновили работу.[72] К тому времени был нанесен большой социальный и экономический ущерб, такой как испорченная еда и гибель людей из-за отсутствия электрического отопления.[19]
После того, как отключение электроэнергии было закончено, Hydro-Québec произвела многочисленные обновления своей системы, чтобы улучшить энергосистему. Примеры включают усиление электрических опор и опор электропередач, а также увеличение энергоснабжения. Это было сделано для того, чтобы коммунальное предприятие могло быстрее восстановить электроэнергию в случае повторного удара льдом Квебека. Hydro-Québec заявила, что она лучше подготовлена к ледяной буре той же силы, что и в 1998 году.[71]
Взрыв гидротехнической башни 2004
В 2004 году, незадолго до Президент США Джордж Буш визит в Канаду, башня на линии электропередачи постоянного тока Квебек - Новая Англия в Восточных городках недалеко от Граница между Канадой и США был поврежден зарядами взрывчатки, взорвавшимися у его основания. В CBC сообщил, что сообщение, якобы от Résistance internationaliste и выдан Ла Пресс и Le Journal de Montréal газеты и CKAC радио станция, заявил, что нападение было совершено, чтобы «осудить« разграбление »ресурсов Квебека Соединенными Штатами».[80][81]
Критика
Производительность энергосистемы Hydro-Québec TransÉnergie во время ледяной бури 1998 г. вызвала вопросы о фундаментальной концепции, уязвимости и надежности сети.[19] Критики отметили, что объекты по производству электроэнергии были расположены примерно в 1000 км (600 миль) от населенных пунктов, и что в Монреале не хватало местных электростанций, которые обслуживаются только шестью фидерными линиями 735 кВ.[82] Кроме того, система передачи 735 кВ вызвала презрение со стороны общественности и средств массовой информации. Сообщается, что сеть электропередачи концентрирует передачу энергии только на нескольких линиях 735 кВ, таких как те, которые проходят от залива Джеймс-Бей до Монреаля. Из шести 735 фидерных линий в Монреале пять образуют петлю, называемую «кольцом силы» вокруг города. Когда 7 января 1998 года кольцо вышло из строя, около 60% энергоснабжения Большого Монреаля было отключено.[75] Считалось, что большая наземная система передачи и распределения Hydro-Québec подвержена стихийным бедствиям, хотя стоимость подземной сети была непомерно высокой.[19]
Технология, используемая в энергосистеме Hydro-Québec TransÉnergie, также подверглась критике. Утверждается, что эта технология, используемая для повышения производительности, безопасности и надежности, сделала людей в Квебеке чрезмерно зависимыми от электросети для удовлетворения своих потребностей в энергии, поскольку электроэнергия, особенно гидроэлектроэнергия, составляет более 40% энергоснабжения Квебека.[75] Эта зависимость, о чем свидетельствует тот факт, что у фермеров Онтарио было больше резервных генераторов, чем у фермеров в Квебеке, может усугубить серьезность последствий отказа электросети, как это произошло в январе 1998 года.[19]
Примечания
- А. ^ Для длины системы 735 кВ приведены два значения: 11 422 и 11527 км (7 097 и 7 163 миль).
- Б. ^ а б Оценки общего количества столбов и пилонов, поврежденных / разрушенных ледяной бурей, различаются.
Рекомендации
- Общий
- Хайман, Леонард С. (1988). Электроэнергетика Америки: прошлое, настоящее и будущее (5-е изд.). ISBN 978-0-910325-25-7.
- Специфический
- ^ а б "Hydro-Québec TransÉnergie". Получено 5 марта 2016.
- ^ а б Болдук, Андре. "Гидро-Квебек". Канадская энциклопедия. Получено 2016-03-05.
- ^ Суд, Виджай К. (весна 2006 г.). «Веха IEEE: 40 лет передающей системе 735 кВ» (PDF). Канадский обзор IEEE: 6–7. Получено 2009-03-14.CS1 maint: ref = harv (связь)
- ^ Суд, Виджай К. (13 декабря 2005 г.). «Веха IEEE: 40 лет передающей системе 735 кВ» (PDF). Институт инженеров по электротехнике и электронике. Получено 2008-01-10.
- ^ а б c d е ж грамм "Система передачи Джеймс Бэй". Гидро-Квебек. Архивировано из оригинал 21 декабря 2007 г.. Получено 2008-01-11.
- ^ «Hydro-Québec (1962): исторический контекст, экономическое влияние и связанные ссылки». 2009-02-16. Архивировано из оригинал 16 февраля 2009 г.. Получено 2016-03-06.
- ^ «Главная страница Hydro-Québec Generation». Hydro-Québec Generation. Получено 2008-01-21.
- ^ а б c Лемей, Жак (июнь 1992 г.). «Высоковольтные соединения Hydro-Québec». Обзор энергетики IEEE. 12 (6): 7. Дои:10.1109 / MPER.1992.138943. S2CID 45284256.
- ^ «Географическое положение: комплекс Ла Гранд». Гидро-Квебек. Архивировано из оригинал 20 декабря 2007 г.. Получено 2008-01-21.
- ^ "Генераторная станция Робер-Бурасса". Гидро-Квебек. Архивировано из оригинал 27 сентября 2007 г.. Получено 2008-01-21.
- ^ а б "Комплекс Ла Гранд". Société d'énergie de la Baie James. Получено 2008-01-21.
- ^ «Откройте для себя наши гидроэлектростанции». Hydro-Québec Производство. Архивировано из оригинал 31 декабря 2007 г.. Получено 2008-01-21.
- ^ Правительство Квебека (май 1995 г.). Rapport d'enquête et d'audience publique - Projet de centrale hydro-electrique sur la Basse-Côte-Nord (lac Robertson) (На французском). Квебек-Сити: Публикационное бюро по вопросам окружающей среды. С. 33–34. ISBN 978-2-550-12014-8.
- ^ а б c Грин, Питер. "История водопада Черчилль: краткая история". Корпорация Черчилль-Фолс (Лабрадор) и Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике. Получено 2008-01-11.
- ^ а б Грин, Питер. «Подробные технические характеристики». Корпорация Черчилль-Фолс (Лабрадор) и Институт инженеров по электротехнике и электронике. Получено 2008-01-21.
- ^ Гидро-Квебек (апрель 2010 г.). Формируя будущее: Годовой отчет 2009 (PDF). Монреаль. п. 52,92. ISBN 978-2-550-58101-7. ISSN 0702-6706. Архивировано из оригинал (PDF) на 2011-06-05. Получено 2010-04-08.
- ^ а б c «Развитие передачи 735 кВ и стандартизация на Hydro-Québec». Совет по стандартам Канады. 2007-10-16. Архивировано из оригинал в 2006-09-24. Получено 2008-01-11.
- ^ а б Коллинз, M.M.C. «Передача электроэнергии». Канадская энциклопедия. Архивировано из оригинал на 2006-04-08. Получено 2008-01-12.
- ^ а б c d е ж грамм час я j Бертон (1 января 1999 г.). «Застеклен: Канада справляется с ледяной бурей 1998 года». Окружающая среда: наука и политика в интересах устойчивого развития. 41: 6–11. Дои:10.1080/00139159909604608.
- ^ а б «Передача энергии на большие расстояния». Гидро-Квебек. Архивировано из оригинал 14 марта 2006 г.. Получено 2008-01-20.
- ^ а б c Производство Hydro-Québec (октябрь 2006 г.). "Eastmain 1-A Powerhouse и Руперт Диверсион: развитие территории" (PDF). Получено 2008-01-11.[мертвая ссылка ]
- ^ а б «Откройте для себя Hydro-Québec TransÉnergie и его систему: краткий обзор нашей системы». Hydro-Québec TransÉnergie. Архивировано из оригинал на 2007-11-02. Получено 2008-01-10.
- ^ «Основные события: первая система передачи переменного тока 735 кВ, 1965 год». Сеть глобальной истории IEEE. IEEE. Получено 4 августа 2011.
- ^ HOROWITZ, STANLEY H .; ГАРОЛЬД Т. СИЛИ (сентябрь 1969). «Релейная защита системы АЭП 765 кВ». IEEE Transactions по силовым устройствам и системам. ПАС-88 (9): 1382–1389. Bibcode:1969ITPAS..88.1382H. Дои:10.1109 / TPAS.1969.292530.
- ^ Келли, Томас Дж. (23 августа 2006 г.). "Исполнительные речи". Власть Нью-Йорка. Архивировано из оригинал 29 сентября 2006 г.. Получено 2008-01-11.
- ^ а б c «Вопросы и ответы по трансмиссии: как работает электрическая система?». American Electric Power. Архивировано из оригинал на 2008-02-11. Получено 2008-01-11.
- ^ а б c d е «Карта трансмиссионной системы» (PDF). Hydro-Québec. Получено 2008-01-11.
- ^ «Линия 765 кВ Массена Марси». Vanderweil Engineers. Архивировано из оригинал 20 октября 2007 г.. Получено 2008-01-11.
- ^ а б c Лингс, Раймонд; Вернон Шартье; П. Сарма Марувада (2005-07-15). «Обзор ЛЭП выше 700 кВ». Обзор линий электропередачи напряжением более 700 кВ. Первая конференция и выставка IEEE PES 2005 в Африке. С. 33–43. Дои:10.1109 / PESAFR.2005.1611782. ISBN 978-0-7803-9326-4. S2CID 21836196.
- ^ Хаммад, А. Э. (январь 1992 г.). «Анализ неустойчивости второй гармоники для схемы Chateauguay HVDC / SVC» (PDF). Сделки по доставке электроэнергии. 7 (1): 411. Получено 2008-01-23.
- ^ «Подстанция Рэдиссон». Гидро-Квебек. Архивировано из оригинал 21 декабря 2007 г.. Получено 2008-01-21.
- ^ «Hydro-Québec célèbre le 40e anniversaire de la mise en service de la première ligne 735 kV» (На французском). Гидро-Квебек. 2005-11-29. Получено 2008-01-20.
- ^ а б c d е ж грамм час я j Гугл Земля изображений.
- ^ "Джеймс Бэй". Карты Purple Lizard. Архивировано из оригинал на 2008-01-07. Получено 2008-01-11.
- ^ а б c «Джеймс Бэй 4». Карты Purple Lizard. Архивировано из оригинал на 2008-01-07. Получено 2008-01-11.
- ^ «Контроль над растительностью: обзор». Гидро-Квебек. Архивировано из оригинал на 2007-12-28. Получено 2008-01-11.
- ^ «Водопад Черчилль - сила проекта». Насмешка и царапина. Архивировано из оригинал на 2007-10-30. Получено 2008-01-11.
- ^ а б Высота Google Планета Земля.
- ^ а б c «Типы башен». Гидро-Квебек. Архивировано из оригинал 13 января 2008 г.. Получено 2008-01-20.
- ^ а б Мастровито, Перри (2001). «Передаточные башни зимой». Corbis.com. Архивировано из оригинал на 2014-04-09. Получено 2008-01-11.
- ^ Рессмейер, Роджер (1990-10-29). «Передаточные башни для линий электропередачи». Corbis.com. Архивировано из оригинал на 2014-04-09. Получено 2008-01-11.
- ^ «Линии передачи». Наш лабрадор. Получено 2008-01-11.
- ^ «День 3: Radisson & Chisasibi». Карты Purple Lizard. Архивировано из оригинал на 2008-01-07. Получено 2008-01-19.
- ^ Мастровито, Перри (2001). «Дома, засыпанные снегом». Corbis.com. Архивировано из оригинал на 2014-04-09. Получено 2008-01-11.
- ^ Уайт, Х. Брайан (1 августа 1997 г.). «Уникальная система подвески покоряет пересеченную местность». Мир передачи и распределения. Получено 2008-01-11.
- ^ Мастровито, Перри. «Передающая башня». Corbis.com. Архивировано из оригинал на 2014-04-09. Получено 2008-01-12.
- ^ "Центральный Лабрадор: Виртуальный тур по Квебекскому шоссе 389 - Бэ Комо в Лабрадор-Сити". Получено 2008-01-11.
- ^ «Фотография с красивыми мостами, живописными шоссе и железными дорогами». Massroads.com. Архивировано из оригинал на 2011-06-10. Получено 2008-01-12.
- ^ "Переходы". Гидро-Квебек. Архивировано из оригинал 13 января 2008 г.. Получено 2008-02-15.
- ^ Нилсон, Лаура. "Ледяная буря 1998". Канадская энциклопедия. Получено 2008-01-12.
- ^ а б Нолен, Стефани (26 января 1998). "Пережить Великую ледяную бурю 1998 года". Канадская энциклопедия. Архивировано из оригинал на 2012-11-02. Получено 2013-06-26.
- ^ а б "Верглас '98". 1998-03-29. Получено 2008-01-12.
- ^ Харви, Стюарт Л. (1998). "Монреаль во время ледяной бури, январь 1998 г.". Архивировано из оригинал на 2007-11-12. Получено 2008-01-20.
- ^ «Стоимость резервирования». энергетический риск. Архивировано из оригинал на 2006-11-10. Получено 2008-01-12.
- ^ "TransÉnergie | Hydro-Québec". www.hydroquebec.com. Архивировано из оригинал на 2011-06-05. Получено 2016-03-05.
- ^ "TransÉnergie | Hydro-Québec". www.hydroquebec.com. Получено 2016-03-05.
- ^ а б «Передача HVDC Квебек - Новая Англия». Группа компаний АББ. 2007-02-08. Архивировано из оригинал 11 марта 2007 г.. Получено 2008-01-11.
- ^ «Контракты, все требования: соединение Hydro-Québec». Муниципальная оптовая электрическая компания Массачусетса. Архивировано из оригинал 16 ноября 2007 г.. Получено 2008-01-12.
- ^ а б Суэкер, Кейт Х. (2005). "1". Конструирование силовой электроники: руководство для практикующего. Эльзевир. С. 8–9. ISBN 978-0-7506-7927-5. Получено 2008-01-20.
- ^ Передача Северного перевала (2010). «Информация о маршруте». ООО «Северный перевал Трансмиссия». Архивировано из оригинал 20 декабря 2010 г.. Получено 2010-10-13.
- ^ Альспах, Кайл (2010-10-05). «NStar построит ГЭС». Бостонский деловой журнал. Получено 2010-10-12.
- ^ Диллон, Джон (2010-10-08). «Новая линия электропередачи достигает вехи». Общественное радио Вермонта. Получено 2010-10-12.
- ^ Портер, Луи (19 декабря 2008 г.). «План ЖКХ для расширения Северо-Востока». Rutland Herald. Архивировано из оригинал 15 июня 2009 г.. Получено 2009-05-09.
- ^ а б «Откройте для себя Hydro-Québec TransÉnergie и ее систему: особенности нашей системы передачи». Hydro-Québec TransÉnergie. Архивировано из оригинал на 2007-11-02. Получено 2008-01-10.
- ^ «Hydro-Québec будет тестировать Интернет по линиям электропередач». CBC Новости. 2003-11-24. Получено 2008-01-12.
- ^ а б c d Лернер, Эрик Дж. (Август 1995 г.). «Космическая погода: страница 1». Обнаружить. Получено 2008-01-20.[мертвая ссылка ]
- ^ «Ученые исследуют северное сияние со всех сторон». CBC Новости. 2005-10-22. Получено 2008-01-13.
- ^ Болдук, 2002
- ^ «Более пристальный взгляд на редкую ситуацию: погодная ситуация». Environment Canada. Архивировано из оригинал 26 июня 2006 г.. Получено 2008-01-16.
- ^ а б "Самый страшный ледяной шторм в истории Канады?". Окружающая среда Канады. 2002-12-18. Архивировано из оригинал 19 июля 2006 г.. Получено 2008-01-16.
- ^ а б c d Маккриди, Джим (2004-10-23). «Ледяной шторм 1998: извлеченные уроки» (PDF). 6-я Канадская конференция по городским лесам. Архивировано из оригинал (PDF) 18 августа 2006 г.. Получено 2008-01-12.
- ^ а б c d е "База данных DAWG 1998: 1 января 1998 г. - 31 декабря 1998 г.". Североамериканская корпорация надежности электроснабжения. Архивировано из оригинал на 2008-01-08. Получено 2008-01-12.
- ^ а б "Ущерб от ледяной бури: линии электропередач". Архивировано из оригинал на 2007-11-16. Получено 2008-01-12.
- ^ Такер, Кайл; Асим Халдар (2007-10-04). «Проверка числовой модели и исследование чувствительности отказа изолятора линии передачи с использованием данных полномасштабных испытаний». IEEE Transactions по доставке энергии. 22 (4): 2439. Дои:10.1109 / TPWRD.2007.899781. S2CID 36367198.
- ^ а б c d «Авария коммунальных предприятий: управление рисками и страхование: страницы 5–7» (PDF). Мюнхен Ре. 2003. Получено 2008-01-10.[постоянная мертвая ссылка ]
- ^ Статистическое управление Канады, Долина реки Св. Лаврентия, 1998 г. Ледяная буря: карты и факты (Оттава, 1998 г.); и Онтарио Гидро, Состояние сети электропередачи, 1998.
- ^ Банерджи, Сидхартха (03.01.2008). «Ледяные воспоминания о ледяной буре 1998 года, обрушившейся на Квебек, Онтарио и Приморье». Канадская пресса. Архивировано из оригинал на 2011-05-18. Получено 2008-01-20.
- ^ Фитцпатрик, Миган (4 января 2008 г.). «Воспоминания о Великой ледяной буре 1998 года до сих пор вызывают дрожь». Национальная почта и Служба новостей CanWest. Архивировано из оригинал на 2008-01-06. Получено 2008-01-21.
- ^ Швейцарская перестраховочная компания Канада, Внутри ледяной бури (Торонто, 1998 г.).
- ^ Канадская радиовещательная корпорация [1],Группа берет на себя ответственность за бомбу гидробашни, 6 декабря 2004 г.
- ^ Освобождение Земли: "Бомбовая атака на башню Hydro-Quebec", 6 декабря 2004 г. (из кеша Google).
- ^ Отчет о состоянии энергосистемы, представленный Министерству природных ресурсов Квебека 21 января 1998 г.
внешняя ссылка
- Обзор системы трансмиссии
- Типы пилонов
- Сетка карта 2014, 1,3 МБ. «Карта объектов передачи электроэнергии в Квебеке» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2012-03-08. Получено 2010-08-14. (16,0 МБ)
- CBC TV архивы ледяной бури 1998 года
- Фотографии линии Квебек - Новая Англия в Массачусетсе и Нью-Гэмпшире
- Фотографии пилонов Квебека