الربط البيني بين باسيفيك دي سي

خريطة مسار خط نقل الطاقة بين المحيط الهادئ ومحطاته

خط الربط الكهربائي للتيار المستمر في المحيط الهادئ ( المعروف أيضًا باسم المسار 65 ) هو خط لنقل الطاقة الكهربائية ينقل الكهرباء من شمال غرب المحيط الهادئ إلى منطقة لوس أنجلوس باستخدام التيار المستمر عالي الجهد (HVDC). تبلغ سعة الخط 3.1 جيجاوات ، وهي كافية لتزويد ما بين مليونين إلى ثلاثة ملايين منزل في لوس أنجلوس، وتمثل ما يقرب من نصف ذروة سعة نظام الكهرباء التابع لإدارة المياه والطاقة في لوس أنجلوس (LADWP). [ 1 ]

يبدأ خط الربط الكهربائي بالقرب من نهر كولومبيا عند محطة سيليلو لتحويل الطاقة التابعة لشبكة إدارة بونفيل للطاقة خارج مدينة ذا داليس بولاية أوريغون، ويرتبط بمحطة سيلمار لتحويل الطاقة شمال لوس أنجلوس ، المملوكة لخمس شركات مرافق وتُدار من قِبل إدارة المياه والطاقة في لوس أنجلوس . يمكن لخط الربط نقل الطاقة في كلا الاتجاهين، مع وجود اختلافات بين الفصول وأوقات اليوم، ولكن التدفقات من الجنوب إلى الشمال محدودة تشغيليًا بـ 1 جيجاواط. [ 2 ] [ 3 ]

يُدار الجزء من الخط الواقع في ولاية أوريغون من قِبل إدارة بونفيل للطاقة، بينما يُدار الجزء الواقع في ولايتي نيفادا وكاليفورنيا من قِبل إدارة المياه والطاقة في لوس أنجلوس. [ 4 ] يقع خط النقل عند حدود ولايتي أوريغون ونيفادا، عند خط عرض 41 ° 59′47″ شمالاً وخط طول 119°57′44″ غرباً ( حدود ملكية خط الربط البيني للمحيط الهادئ ) .

هذا أحد خطي نقل التيار المستمر عالي الجهد اللذين يخدمان لوس أنجلوس؛ والآخر هو المسار 27 .

ملخص

طُرحت فكرة نقل الطاقة الكهرومائية إلى جنوب كاليفورنيا منذ ثلاثينيات القرن العشرين، لكنها قوبلت بالرفض وأُلغيت. وفي عام ١٩٦١، أذن الرئيس الأمريكي جون إف. كينيدي بمشروع ضخم للأشغال العامة، مستخدمًا تقنية التيار المستمر عالي الجهد الجديدة من السويد . نُفذ المشروع بالتعاون الوثيق بين شركة جنرال إلكتريك الأمريكية وشركة ASEA السويدية. عارضت شركات الطاقة الخاصة في كاليفورنيا المشروع، لكن أونو لام من ASEA ردّ على اعتراضاتها الفنية في اجتماع لمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) في نيويورك عام ١٩٦٣. عند اكتماله عام ١٩٧٠، قُدّر أن نظام نقل التيار المتردد والتيار المستمر المدمج سيوفر على المستهلكين في لوس أنجلوس حوالي ٦٠٠ ألف دولار أمريكي يوميًا، وذلك بفضل استخدام الطاقة الكهربائية الأرخص من السدود على نهر كولومبيا .

إحدى مزايا التيار المستمر على التيار المتردد هي قدرة التيار المستمر على اختراق الموصل بالكامل، بينما يقتصر اختراق التيار المتردد على الطبقة السطحية فقط . وبالنسبة لنفس حجم الموصل، تكون المقاومة الفعالة أكبر في حالة التيار المتردد مقارنةً بالتيار المستمر، مما يؤدي إلى فقدان طاقة أكبر على شكل حرارة. عمومًا، تكون التكلفة الإجمالية لخطوط نقل التيار المستمر عالية الجهد أقل من تكلفة خطوط التيار المتردد إذا تجاوز طول الخط 500-600 كيلومتر، ومع التقدم في تقنيات التحويل، انخفضت هذه المسافة بشكل ملحوظ. كما يُعد خط التيار المستمر مثاليًا لربط نظامي تيار متردد غير متزامنين. ويمكن لخطوط نقل التيار المستمر عالية الجهد أن تُسهم في استقرار شبكة الطاقة ضد انقطاعات التيار المتتالية، نظرًا لإمكانية التحكم في تدفق الطاقة عبر الخط.

يستفيد نظام الربط البيني للمحيط الهادئ من اختلاف أنماط الطلب على الطاقة بين شمال غرب وجنوب غرب الولايات المتحدة. فخلال فصل الشتاء، تشغل المنطقة الشمالية أجهزة التدفئة الكهربائية، بينما يستهلك الجزء الجنوبي كمية قليلة نسبيًا من الكهرباء. وفي الصيف، يستهلك الشمال كمية قليلة من الكهرباء، بينما يصل الجنوب إلى ذروة الطلب بسبب استخدام مكيفات الهواء. وعندما ينخفض ​​الطلب على نظام الربط البيني، يُعاد توزيع الفائض إلى أماكن أخرى على شبكة الطاقة الغربية (الولايات الواقعة غرب السهول الكبرى، بما في ذلك كولورادو ونيو مكسيكو ). [ 5 ]

برج الربط البيني لمنطقة المحيط الهادئ بالقرب من ريدموند، أوريغون . الأبراج في أوريغون ذاتية الدعم ولها رأس مدبب.

عناصر

يتكون خط الربط المحيط الهادئ من: [ 6 ]

  • محطة محولات سيليلو التي تحول التيار المتردد ثلاثي الأطوار بتردد 60  هرتز عند 230 إلى 500 كيلو فولت إلى تيار مستمر ±500 كيلو فولت (1000 كيلو فولت من القطب إلى القطب) عند 45°35′39″ شمالاً 121°6′51″ غرباً / 45.59417° شمالاً 121.11417° غرباً / 45.59417؛ -121.11417 ( محطة محولات سيليلو - الربط البيني للتيار المستمر في المحيط الهادئ (الطرف الشمالي) ) .
    • يتكون نظام التأريض في سيليلو من 1067 مصعدًا من الحديد الزهر مدفونة في خندق بعمق 60 سم (قدمين) مملوء بفحم الكوك البترولي ، والذي يعمل كقطب كهربائي، مرتبة في حلقة محيطها 3255 مترًا (2.0 ميل) في رايس فلاتس (بالقرب من رايس، أوريغون )، والتي تقع على بعد 10.6 كيلومتر (6.6 ميل) جنوب شرق سيليلو. ويرتبط النظام بمحطة التحويل بواسطة موصلين هوائيين من نوع ACSR (موصل ألومنيوم مقوى بالفولاذ) بمساحة 644 مم² (0.998 بوصة مربعة ) ، وينتهيان عند برج "نهاية مسدودة" يقع عند خط الإحداثيات 45°29′51″ شمالًا 121°03′53″ غربًا ( 45.497586 ° شمالًا 121.064620 ° غربًا ) .     
  • خط نقل علوي بطول 846 ميلاً (1361 كم) يتكون من موصلين ACSR ذوي قلب فولاذي، يبلغ قطر كل منهما 1.6 بوصة (4.1 سم) بمساحة مقطع عرضي موصل تبلغ 1171 مم² (1.815 بوصة مربعة ) ، ويحمل 500 كيلو فولت.      
    • تبلغ سعة الخطين عند دمجهما 3.1 جيجاوات (في الوضع ثنائي القطب).
  • محطة تحويل سيلمار ( 34 °18′42″ شمالاً 118°28′53″ غرباً / 34.31167° شمالاً 118.48139° غرباً / 34.31167؛ -118.48139 ( محطة تحويل سيلمار - الربط البيني للتيار المستمر في المحيط الهادئ (الطرف الجنوبي) ) ) التي تحول التيار المستمر إلى تيار متردد 230 كيلو فولت (وهي عملية تسمى أيضًا بالعكس ) وهي متزامنة الطور مع شبكة الطاقة في لوس أنجلوس.
    • نظام التأريض سيلمار عبارة عن خط من 24 قطبًا كهربائيًا من سبيكة السيليكون والحديد مغمورة في المحيط الهادئ عند شاطئ ويل روجرز الحكومي [ 7 ] معلقة في حاويات خرسانية على ارتفاع يتراوح بين 2 إلى 3 أقدام (0.5 إلى 1 متر) فوق قاع المحيط. تقع مصفوفة التأريض على بعد 30 ميلاً (48 كيلومترًا) من محطة المحول، وهي متصلة بزوج من موصلات ACSR بمساحة 644 مم² (0.998 بوصة مربعة ) ، والتي تقع في الأجزاء الواقعة شمال برج كينتر كانيون الطرفي عند 34°04′04.99″ شمالًا 118°29′18.5″ غربًا / 34.0680528° شمالًا 118.488472° غربًا / 34.0680528؛ -118.488472 ( محطة ماليبو الفرعية التابعة لشركة Southern California Edison، خط الربط الكهربائي للتيار المستمر في المحيط الهادئ - نهاية خط القطب الكهربائي العلوي ) مُثبّت بدلاً من موصلات التأريض على الأبراج. يمتد هذا الخط من برج كينتر كانيون الطرفي، مروراً بمحطة استقبال DWP U (تارزانا؛ محطة تحويل سابقة)، ومحطة الاستقبال J (نورثريدج)، ومحطة استقبال رينالدي (محطة تحويل سابقة أيضاً)، وصولاً إلى محطة سيلمار للمحولات . في الجزء الواقع بين محطتي الاستقبال J ورينالدي، يُستخدم أحد موصلَي الحماية على كل خط من خطي نقل الطاقة المتوازيين بجهد 230 كيلوفولت كموصل لخط القطب الكهربائي.    

تاريخ

محطة سيلمار الشرقية، التي أعيد افتتاحها باسم محطة سيلمار للمحولات في عام 2005 بعد التحديث إلى 3100  ميجاوات.

استخدمت المرحلة الأولى من المشروع، التي اكتملت في مايو 1970، صمامات قوس الزئبق فقط في المحولات . [ 8 ] وُصلت الصمامات على التوالي في ثلاث جسور صمامات سداسية النبضات لكل قطب. كان جهد الحجب للصمامات 133  كيلوفولت مع تيار أقصى قدره 1800 أمبير ، وذلك لقدرة نقل تبلغ 1440  ميغاواط بجهد متناظر قدره 400 كيلوفولت بالنسبة للأرض.

احتوت كل محطة تحويل على ست مجموعات من صمامات قوس الزئبق، تتألف كل منها من سبعة صمامات، ليصبح المجموع 42 صمامًا في كل محطة. بلغ عرض الصمامات 2.15 مترًا ، وارتفاعها 3.2 مترًا ، وطولها 3.5 مترًا ، ووزنها 6400 كيلوغرام . احتوى كل صمام على 1.1 لتر من الزئبق ، بوزن 14.9 كيلوغرام .        

  • 1972: بعد زلزال سيلمار ، كان لا بد من إعادة بناء محطة تحويل سيلمار بسبب الأضرار الجسيمة.
  • 1982: تم رفع تصنيف الطاقة لمقومات صمامات قوس الزئبق من خلال تحسينات مختلفة إلى 1600  ميجاوات.
  • 1984: تم رفع جهد النقل إلى 500  كيلو فولت وزيادة طاقة النقل إلى 2000 ميجاوات عن طريق إضافة مجموعة صمامات ثايرستور  سداسية النبضات مصنفة عند 100 كيلو فولت إلى كل قطب. 
  •  1989: شهدت قدرة النقل زيادة إضافية لتصل إلى 3100 ميغاواط، وذلك بتركيب  محول ثايرستور موصول بالتوازي بقدرة 1100 ميغاواط في سيليلو وسيلمار. وقد أُطلق على هذا التحديث، الذي بدأ عام 1985، اسم " توسعة الربط البيني مع المحيط الهادئ" . [ ٩ ] أدى ذلك إلى توسيع محطة التحويل لتشمل موقعين، سيلمار الغربية (الواقعة عند خط عرض ٣٤°١٨′٣٢″ شمالاً وخط طول ١١٨°٢٩′١٣″ غرباً / ٣٤.٣٠٨٨٩° شمالاً ١١٨.٤٨٦٩٤° غرباً / ٣٤.٣٠٨٨٩؛ -١١٨.٤٨٦٩٤ ( محطة تحويل سيلمار الغربية - الربط البيني للتيار المستمر في المحيط الهادئ (الطرف الجنوبي) ) ) [ ١٠ ] وسيلمار الشرقية (الواقعة عند خط عرض ٣٤°١٨′٤٢″ شمالاً وخط طول ١١٨°٢٨′٥٣″ غرباً / ٣٤.٣١١٦٧° شمالاً ١١٨.٤٨١٣٩° غرباً / ٣٤.٣١١٦٧؛ -١١٨.٤٨١٣٩ ( محطة تحويل سيلمار الشرقية - الربط البيني للتيار المستمر في المحيط الهادئ (الطرف الجنوبي) ) ). [ ١١ ]
  • 1993: دُمّر أحد أعمدة محطة تحويل مشروع توسعة الربط البيني في المحيط الهادئ في سيلمار بالكامل جراء حريق. [ 12 ] وتم استبدال المحول في الفترة 1994-1995 بواسطة شركة سيمنز . [ 13 ]
  • 1994: بعد زلزال نورثريدج، كان لا بد من إعادة بناء محطة سيلمار للمحولات بسبب الأضرار الجسيمة التي لحقت بها.
  • في عام 2004، جرى تحديث محطة سيلمار الشرقية من 1100  ميغاواط إلى 3100  ميغاواط. واستُبدلت أجهزة التحكم والمحولات القديمة، بما في ذلك صمامات قوس الزئبق، بزوج واحد من  محولات 12 نبضة بقدرة 3100 ميغاواط من إنتاج شركة ABB . وقد مكّن هذا التحديث محطة سيلمار الشرقية من استيعاب كامل طاقتها الإنتاجية. [ 11 ] بالتوازي مع هذا المشروع، استُبدلت صمامات قوس الزئبق سداسية النبضات في محطة سيليلو للمحولات بثايرستورات سيمنز المُشغّلة بالضوء، وذلك امتثالاً لسياسة الاستبدال المُعدّلة حسب العمر (MARP).
  • 2005: أعيد افتتاح محطة سيلمار الشرقية باسم محطة سيلمار للمحولات. [ 11 ]
  • ٢٠١٤-٢٠١٥: جرى تحديث محطة تحويل سيليلو على غرار تحديث محطة سيلمار الشرقية. رُفعت قدرة المحول الشمالي من ١١٠٠  ميغاواط إلى ٣١٠٠ ميغاواط. قامت شركة ABB  ببناء المحول الجديد، الذي يتصل بجهد ٥٠٠ كيلوفولت تيار متردد بدلاً من ٢٣٠ كيلوفولت تيار متردد سابقًا. بعد اكتمال التحديث، أُزيلت جميع معدات المحول الجنوبي. [ ١٤ ] [ ١٥ ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. شارون بيرنشتاين وأماندا كوفاروباياس (10 يوليو 2006). "موجة الحر تفاجئ إدارة المياه والطاقة في لوس أنجلوس غير المستعدة" . صحيفة لوس أنجلوس تايمز . تاريخ الاطلاع: 23 سبتمبر 2020 .
  2. "تحليل الربط البيني للتيار المستمر" . معلومات مسارات عمليات BPA . BPA . تم الاطلاع عليه في 7 أبريل 2026 .
  3. رحيمي، إبراهيم. "دراسة معلوماتية: زيادة القدرات لنقل الكهرباء منخفضة الكربون بين شمال غرب المحيط الهادئ وكاليفورنيا" (ملف PDF) . هيئة كاليفورنيا المستقلة لتشغيل النظام (CAISO ). تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 أبريل 2026 .
  4. "مشروع تحديث خط الربط المباشر للتيار في المحيط الهادئ (PDCI) (DOE/EA-1937) مقاطعات ليك، وجيفرسون، وكروك، وديشوتس، وواسكو، أوريغون" . إدارة بونفيل للطاقة . تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 ديسمبر 2019 .
  5. برابها كوندور، باور تك لابز (3 أكتوبر 2003). "أمن أنظمة الطاقة في بيئة الصناعة الجديدة: التحديات والحلول" . معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات . ص 17. مؤرشف من الأصل ( عرض تقديمي باوربوينت ) في 22 أغسطس 2006. تم الاطلاع عليه في 11 سبتمبر 2006 . 
  6. "مخطط الربط البيني للمحيط الهادئ" . إدارة بونفيل للطاقة . 3 نوفمبر 2000. مؤرشف من الأصل في 26 أبريل 2005. تم الاطلاع عليه في 20 أغسطس 2009 .
  7. ريد، كريس (12 سبتمبر 2009). "مراجعة لكتاب المدينة البنيوية، من تحرير كازيس فارنيليس" . مجلة الأماكن . doi : 10.22269/090912 .
  8. مجموعة مخططات HVDC، كتيب CIGRÉ الفني رقم 003 ، 1987، الصفحات 57-62.
  9. "باسيفيك إنترتاي" . هيتاشي إنرجي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 أبريل 2024 .
  10. "محطة سيلمار ويست لنقل التيار المستمر عالي الجهد" . شركة ABB . تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 أبريل 2024 .
  11. 1 2 3 "شركة ABB تعيد افتتاح محطة تحويل سيلمار (بيان صحفي)" . ABB. 24 مارس 2005. مؤرشف من الأصل في 1 فبراير 2009.
  12. "جوانب الحريق لصمامات الثايرستور HVDC وقاعات الصمامات"، كتيب CIGRÉ الفني رقم 136 ، فبراير 1999.
  13. كريستل، ن.، فاهنريش، و.، ليبس، ب.، راسموسن، ف.، صادق، ك.، "استبدال صمام الثايرستور في محطة محول التيار المستمر عالي الجهد 500 كيلو فولت التابعة لتوسعة خط الربط البيني في المحيط الهادئ"، المؤتمر الدولي السادس لهندسة الكهرباء والإلكترونيات حول نقل الطاقة بالتيار المتردد والتيار المستمر (منشور المؤتمر رقم 423)، 1996.
  14. "محطة تحويل سيليلو"، إدارة بونفيل للطاقةأبريل 2016. (صحيفة حقائق)
  15. "أكملت شركة ABB تحديث أول وصلة رئيسية لنقل التيار المستمر عالي الجهد في تاريخ نقل الطاقة في الولايات المتحدة"، ABB20 يونيو 2016. (بيان صحفي)