Система электропередачи Hydro-Québec (также известная как Квебекское соединение ) — это международная система электропередачи с центром в Квебеке , Канада. Система стала пионером в использовании линий электропередачи переменного тока (AC) очень высокого напряжения 735 киловольт (кВ) , которые связывают населенные пункты Монреаль и Квебек-Сити с отдаленными гидроэлектростанциями , такими как плотина Дэниела-Джонсона и проект залива Джеймса на северо-западе Квебека, а также генерирующая станция Черчилль-Фолс в Лабрадоре (которая не является частью Квебекского соединения).
Система содержит более 34 187 километров (21 243 миль) линий и 530 электрических подстанций . Она управляется Hydro-Québec TransÉnergie, подразделением коронной корпорации Hydro-Québec и является частью Северо-восточного координационного совета по электроснабжению . Она имеет 17 интерконнекторов с системами в Онтарио , Ньюфаундленде и Лабрадоре , Нью-Брансуике и северо-восточных Соединенных Штатах и имеет 6 025 мегаватт (МВт) импортной мощности интерконнектора и 7 974 МВт экспортной мощности интерконнектора. [1]
Масштабное расширение сети началось с вводом в эксплуатацию линии электропередачи переменного тока напряжением 735 кВ в ноябре 1965 года, поскольку возникла необходимость в передаче электроэнергии на огромные расстояния с севера на юг Квебека.
Значительная часть населения Квебека обслуживается несколькими линиями электропередач напряжением 735 кВ. Это способствовало серьезности отключения электроэнергии после североамериканского ледяного шторма 1998 года .
.gif/1280px-Hydro-Qu%C3%A9bec_logo_(1944).gif){kind=logo}
Первые гидроэлектростанции в Квебеке были построены частными предпринимателями в конце 19 века. В 1903 году была построена первая в Северной Америке линия электропередачи высокого напряжения на большие расстояния, линия на 50 кВ, соединяющая электростанцию Шавиниган с Монреалем, находящимся на расстоянии 135 км (84 мили). В первой половине 20 века на рынке доминировали региональные монополии, чьи услуги подвергались публичной критике. В ответ на это в 1944 году провинциальное правительство создало Hydro-Quebec из экспроприированной Montreal Light, Heat & Power . [2]
В 1963 году Hydro-Québec выкупила акции почти всех оставшихся частных электроэнергетических компаний, которые тогда работали в Квебеке, и приступила к строительству гидроэлектростанции Manicouagan-Outardes . Чтобы передавать годовую выработку комплекса около 30 миллиардов кВт·ч на расстояние около 700 км (430 миль), Hydro-Québec пришлось вводить новшества. Под руководством Жан-Жака Аршамбо она стала первой в мире компанией, передающей электроэнергию на уровне 735 кВ, а не 300–400 кВ, что было мировым стандартом в то время. [2] В 1962 году Hydro-Québec приступила к строительству первой в мире линии электропередачи на 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 претерпел масштабное расширение своей электросети 735 кВ и своих гидроэнергетических мощностей. [4] Hydro-Québec Équipement, другое подразделение Hydro-Québec, и Société d'énergie de la Baie James построили эти линии электропередачи, электрические подстанции и генерирующие станции. Строительство системы электропередачи для первой фазы La Grande, части проекта залива Джеймса, потребовало 12 500 вышек , 13 электрических подстанций, 10 000 километров (6000 миль) заземляющего провода и 60 000 километров (37 000 миль) электрического проводника стоимостью только в 3,1 миллиарда канадских долларов . [5] Менее чем за четыре десятилетия генерирующая мощность Hydro-Québec выросла с 3000 МВт в 1963 году до почти 33 000 МВт в 2002 году, при этом 25 000 МВт этой электроэнергии направлялось в населенные пункты по линиям электропередачи напряжением 735 кВ. [6]
Большая часть электроэнергии, вырабатываемой Hydro-Québec Generation [7], поступает с гидроэлектростанций, расположенных вдали от центров нагрузки, таких как Монреаль. Из 33 000 МВт вырабатываемой электроэнергии более 93% поступает с гидроэлектростанций, а 85% этой генерирующей мощности поступает из трех гидроэлектростанций: James Bay, Manic-Outardes и Newfoundland and Labrador Hydro 's Churchill Falls. [8]
Проект залива Джеймса охватывает проект Ла-Гранд, который расположен на реке Ла-Гранд и ее притоках, таких как река Истмейн , на северо-западе Квебека. Проект Ла-Гранд 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] В целом, девять гидроэлектростанций там производят более 16 500 МВт электроэнергии, при этом только станция Робер-Бурасса или Ла-Гранд-2 вырабатывает более 5 600 МВт. [10] В общей сложности строительство проекта обошлось более чем в 20 миллиардов канадских долларов. [11]
Район реки Маник-Утард в регионе Кот-Норд или Северный берег состоит из нескольких гидроэлектростанций, расположенных на трех основных реках, с запада на восток: река Бетсиамитес , Ривьер-о-Утард и река Маникуаган . Единственная станция под названием Сент-Маргерит-3 расположена на востоке на реке Сент-Маргерит (Септ-Иль) . [12] Объекты, расположенные в регионе, были построены в течение пяти десятилетий, с 1956 по 2005 год. Общая мощность генерации этих электростанций составляет 10 500 МВт. Гидроэлектростанция мощностью 21 МВт, генерирующая станция Лак-Робертсон на Нижнем Северном берегу , не подключена к основной сети Квебека. [13]
Churchill Falls — это одиночная подземная электростанция, расположенная на реке Черчилл недалеко от города Черчилл-Фолс и водохранилища Смоллвуд в Ньюфаундленде и Лабрадоре. Она была построена в течение пяти-шести лет с 1966 по 1971–72 годы корпорацией Churchill Falls (Labrador) Corporation (CFLCo), хотя генераторы были установлены после завершения основного строительства. [14] Строительство одного объекта генерации обошлось в 946 миллионов канадских долларов, и первоначально он производил 5225 МВт электроэнергии после установки всех одиннадцати генерирующих агрегатов. [15] Модернизация станции в 1985 году увеличила генерирующую мощность до более чем 5400 МВт. [15] Hydro-Québec Generation владеет 34,2% акций CFLCo, которая является той же компанией, которая построила генерирующую установку. Однако Hydro-Québec имеет права на большую часть из 5400 МВт электроэнергии, которую производит станция, в соответствии с 65-летним соглашением о покупке электроэнергии , срок действия которого истекает в 2041 году. [16]
Система содержит более 34 187 километров (21 243 миль) линий и 530 электрических подстанций . Она управляется Hydro-Québec TransÉnergie, подразделением коронной корпорации Hydro-Québec и является частью Северо-восточного координационного совета по энергетике . Она имеет 17 интерконнекторов с системами в Онтарио , Нью-Брансуике , Ньюфаундленде и Лабрадоре , а также на северо-востоке США и 6025 МВт импортной мощности интерконнекторов и 7974 МВт экспортной мощности интерконнекторов. [1] Система имеет линии электропередачи, достигающие электрогенерирующих объектов, расположенных 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 напряжение 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]
Начиная с 1965 года, линия электропередачи 735 кВ стала неотъемлемой частью магистральной линии электропередачи Квебека. Более трети системы Hydro-Québec TransÉnergie состоит из высоковольтных линий электропередачи переменного тока 735/765 кВ общей протяженностью 11 422 километра (7 097 миль) [A], протянутых между 38 подстанциями с оборудованием этого напряжения. [22] Первая система передачи с 1965 года является важной вехой IEEE . [23]
Физический размер линий электропередачи Hydro-Québec на 735 кВ не имеет себе равных в Северной Америке. Только две другие коммунальные компании в том же регионе, New York Power Authority (NYPA) и American Electric Power (AEP), содержат по крайней мере одну линию на 765 кВ в своей энергосистеме. [24] [25] [26] Однако только AEP имеет значительную протяженность линий электропередачи на 765 кВ, с более чем 3400 километрами (2100 миль) линий на 765 кВ, пересекающих ее широкую систему передачи; эта система содержит наибольшую протяженность в Соединенных Штатах в рамках одной электрической компании. [26] NYPA имеет только 219 километров (136 миль) линий на 765 кВ, все они находятся в одном прямом соединении с Hydro-Québec. [27] [28]
Линия электропередачи 735 кВ, как говорят, уменьшает воздействие линий электропередачи на окружающую среду, так как одна единственная линия электропередачи, работающая на этом напряжении, переносит такое же количество электроэнергии, как четыре линии электропередачи 315 кВ, что потребовало бы полосы отвода шире, чем 80,0–91,5 метров (262,5–300,2 фута) [29] [30] , необходимые для одной линии 735 кВ. [17] [20] [26] Каждая линия 735 кВ способна передавать 2000 МВт электроэнергии на расстояние более 1000 километров (620 миль), а вся сеть 735 кВ может передавать 25 000 МВт электроэнергии. [18] Потери при передаче электроэнергии по сети 735 кВ составляют от 4,5 до 8 %, варьируясь в зависимости от температуры и условий эксплуатации. [31] Орден инженеров Квебека назвал систему линий электропередач напряжением 735 кВ технологическим новшеством 20-го века для Квебека. [32]
После ледяного шторма 1998 года был установлен Levis De-Icer , испытания которого начались в 2007 и 2008 годах.
Система Hydro-Québec TransÉnergie на 735 кВ состоит из набора из шести линий, идущих от залива Джеймс до Монреаля, и набора из четырех линий от водопадов Черчилль и электростанций Manic-Outardes до города Квебек. Район Южного берега Монреаля и река Святого Лаврентия между Монреалем и городом Квебек содержат петли или кольца линий электропередач на 735 кВ. [27] [33]
Комплекс гидроэлектростанций залива Джеймс содержит несколько относительно коротких линий электропередачи напряжением 735 кВ, которые передают электроэнергию на три основные подстанции, расположенные с запада на восток: Рэдиссон , Чиссиби и Лемойн. [34] От этих подстанций шесть линий электропередачи напряжением 735 кВ [8] пересекают обширные пространства тайги и бореального леса на сплошных участках земли; это отчетливо видно на аэрофотоснимках. [35] [36] Местность, которую пересекают линии электропередачи, по большей части не гористая, а ровная и изобилует озерами. [33] Как правило, четыре линии идут вместе в двух парах, а две другие идут по отдельности, хотя две отдельные линии иногда идут в паре. [21] Две промежуточные линии электропередачи напряжением 735 кВ, одна на севере и одна на юге, соединяют все шесть линий электропередачи на их пути к южному Квебеку.
По мере того, как линии продолжаются на юг, они расходятся на два набора из трех линий электропередачи 735 кВ. Восточный набор направляется в Квебек-Сити, где он соединяется с линиями электропередачи от водопадов Черчилл и петлями линий электропередачи 735 кВ в районе реки Святого Лаврентия. Западный набор направляется в Монреаль, где он также образует кольцо линий электропередачи 735 кВ вокруг города, соединяясь с другими петлями электропередачи в регионе. [27] [33] Этот участок электросети Hydro-Québec TransÉnergie содержит 7400 км (4600 миль) линий электропередачи 735 кВ переменного тока и 450 кВ постоянного тока. [11]
Электроэнергия, вырабатываемая электростанцией Churchill Falls, отправляется в Монреаль и населенные пункты северо-востока Соединенных Штатов, расположенные на расстоянии более 1200 километров (700 миль). [37] Начиная с электростанции в Ньюфаундленде и Лабрадоре , линии электропередач охватывают расстояние в 1800 метров (6000 футов) над ущельем реки Черчилль и проходят в основном с юго-юго-запада на протяжении 203 километров (126 миль) в виде трех расположенных бок о бок линий электропередач в расчищенной полосе отвода шириной 216 метров (709 футов). [14] Направляясь на юго-запад через бореальный лес , линии обычно пересекают плоские, гладкие холмы. [29]
После того, как линии пересекают границу Квебека и Лабрадора, также известную как точка доставки Гидро-Квебек, [14] направление линий становится строго на юг, и они направляются к подстанции Монтанье , подстанции, доступной только из соседнего аэропорта . От подстанции отходит одинокая линия 735 кВ, направляясь к открытому руднику в 142 километрах (88 миль) к северо-западу. Местность, пересекаемая линиями электропередач, становится холмистой и гористой к югу от границы. Линии достигают более 800 метров (2600 футов) в высоту, прежде чем спуститься. [38] Три линии продолжают идти на юг, пока не достигнут подстанции на северном берегу залива Святого Лаврентия . Оттуда три линии идут параллельно северному берегу, поскольку залив сужается на юго-запад к устью сброса реки Святого Лаврентия. Затем самая северная линия электропередачи ответвляется от двух других и соединяется с электростанциями Маник-Утард, расположенными на реке Ривьер-о-Утард и вокруг нее, а также на реке Маникуаган.
Как линии около города Квебек, северная линия электропередачи воссоединяется с двумя другими линиями электропередачи 735 кВ. Три линии, параллельно которым идет еще одна линия электропередачи 735 кВ на некотором расстоянии к северу, простираются над рекой Святого Лаврентия до региона Южного берега, где линии образуют петли, охватывающие часть реки Святого Лаврентия и южного берега. Петли также соединены с кольцом линий электропередачи 735 кВ вокруг Монреаля и линиями электропередачи, идущими на юг от залива Джеймса. [27] [33]
Система передачи Квебека содержит различные электрические опоры в зависимости от эпохи и уровня напряжения. Более старые конструкции опор, как правило, потребляют больше материала, чем новые опоры, и чем выше уровень напряжения, тем больше башня. [39]
Hydro-Québec TransÉnergie использует несколько различных типов опор линий электропередач для поддержки своих линий электропередач напряжением 735 кВ. [5] Все они одноцепные, что означает, что каждая опора несет одну линию электропередач с тремя пучками из четырех электрических субпроводников, разделенных распорками, [ 29] причем каждый пучок передает одну фазу тока .
Самым ранним типом использованной башни был массивный самонесущий дельта-пилон , или поясной пилон, [39], который потреблял 21 тонну стали на километр линии. [5] Этот тип пилона использовался для первой линии электропередачи 735 кВ от электростанций Manic-Outardes до центра нагрузки Монреаля. [33] Существует два значительных варианта дельта-пилона: один имеет более длинные боковые перекладины, так что все три пучка проводников подвешены на V-образных изоляторах . [ 40] Другой имеет более короткие боковые перекладины, так что два внешних пучка подвешены на вертикальной гирлянде изоляторов, и только средний пучок подвешен на V-образном изоляторе. [41]
За эти годы исследователи Hydro-Québec спроектировали новый тип опоры, V- образную башню с оттяжками, которая сократила расход материалов до 11,8 тонн стали на километр линии электропередачи. [5] Этот тип опоры также включает вариант с более длинными боковыми перекладинами, где все проводники подвешены на V-образном изоляторе [42], и вариант с более короткими боковыми перекладинами, где только средний пучок подвешен к изолятору, а боковые пучки натянуты на вертикальные гирлянды изоляторов. [43] [44]
Во время строительства системы передачи Джеймс-Бей была изобретена опора с перекрестными тросами. [5] Этот тип опоры имеет две опоры с растяжками, похожие на опору с V-образными растяжками, но две опоры не сходятся в основании опоры. В случае опоры с перекрестными тросами опоры опоры опоры разнесены на двух разных фундаментах. [35] Кроме того, перекладина заменена серией подвесных тросов с тремя вертикальными изоляционными гирляндами для поддержки трех пучков, что позволяет этой конструкции потреблять всего 6,3 тонны стали на километр линии. [5] Конструкция также известна как Chainette (маленькое ожерелье). [45]
TransÉnergie использует двухуровневые опоры для угловых опор или конструкций на линиях электропередачи напряжением 735 кВ для изменения направления линии или переключения положения пучков проводов. [33] [40] Дельта-опоры и трехопорные опоры с оттяжками также используются в качестве угловых опор; линейщики Hydro-Québec называют их «пингвинами» . [35] [46]
Hydro-Québec TransÉnergie использует комбинацию двухцепных трехуровневых опор и одноцепных дельта-опоры для подвешивания электрических проводников других напряжений, таких как 315 кВ. [33] [39] [47] Высоковольтная линия постоянного тока ±450 кВ в электросети Hydro-Québec использует Т-образную башню, решетку или столб для поддержки двух пучков из трех проводников с каждой стороны. Линия постоянного тока иногда использует два столба или более широкую, пирамидальную, самонесущую решетчатую конструкцию для угловых башен. [33] [48]
.jpg/1280px-Centrale_thermique_de_Tracy_(2).jpg)
Hydro-Québec обычно использует высокие, большие опоры для пересечения больших водоемов, таких как озера и реки. Говорят, что эти башни выделяются, и самая высокая опора в энергосистеме Hydro-Québec выполняет эту функцию. Самая высокая из них расположена недалеко от электростанции Трейси на берегу реки Святого Лаврентия, неся цепь 735 кВ между Ланораи и Трейси . Опора, самая большая в своем роде в Канаде, имеет высоту 174,6 метра (572,8 фута), такую же высоту, как Олимпийский стадион в Монреале , и немного больше, чем Монумент Вашингтона в Соединенных Штатах (555 футов (169,2 м)). [49]
Опоры и проводники спроектированы так, чтобы выдерживать 45 миллиметров (1,8 дюйма) скопления льда без поломок, [19] поскольку Hydro-Québec повысила стандарты в ответ на ледяные штормы в Оттаве в декабре 1986 года и Монреале в феврале 1961 года, которые оставили от 30 до 40 миллиметров (от 1,2 до 1,6 дюйма) льда. [50] [51] [52] Это привело к убеждению, что электрические опоры Hydro-Québec TransÉnergie «неразрушимы». [53] Несмотря на то, что они более чем в три раза превышают канадский стандарт, составляющий всего 13 миллиметров (0,51 дюйма) ледостойкости, [54] ледяной шторм в конце 1990-х годов привел к образованию до 70 миллиметров (2,8 дюйма) льда. [19] [51]
По всей Северной Америке системы передачи электроэнергии объединены в глобальные синхронные сети или объединения. Поставщики по закону обязаны соблюдать стандарты надежности. В 2006 году система передачи Квебека была признана Североамериканской корпорацией по надежности электроснабжения (NERC) как полное объединение, поскольку она асинхронна с соседними системами. Следовательно, Квебек сможет разрабатывать собственные стандарты надежности по мере необходимости, и они будут применяться в дополнение к соответствующим североамериканским стандартам. [55] Помимо объединения Квебека , в Северной Америке есть еще четыре объединения: Eastern Interconnection , Western Interconnection , Alaska Interconnection и Electric Reliability Council of Texas .
Hydro-Québec TransÉnergie имеет следующие соединения с системами в соседних провинциях и штатах: [56]
Максимальная одновременная поставка (экспорт) по общей для Нью-Йорка и Онтарио соединительной линии составляет 325 МВт.
В дополнение к шести линиям электропередачи 735 кВ, которые берут начало в проекте залива Джеймса, была построена седьмая линия электропередачи как 1100-километровое (680 миль) расширение на север существующей линии постоянного тока высокого напряжения (HVDC), соединяющей Квебек и Новую Англию . Это расширение линии электропередачи было завершено в 1990 году. В результате линия электропередачи постоянного тока уникальна, поскольку вдоль линии электропередачи длиной 1480 километров (920 миль) расположено несколько статических преобразовательных и инверторных станций . [8] Это также первая многоконцевая линия HVDC в мире. Линия электропередачи ±450 кВ может передавать около 2000 МВт гидроэлектроэнергии в Монреаль и северо-восточные районы США. [57] [58] [59]
Начиная с преобразовательной станции рядом с подстанцией Radisson , линия HVDC идет на юг и примерно параллельно шести линиям электропередач 735 кВ на некотором расстоянии к западу. Она пересекает тот же тип местности, что и другие шесть линий; земля изобилует озерами, водно-болотными угодьями и лесистыми холмами. [33] Постепенно линия электропередач поворачивает на юго-восток, поскольку она пересекает несколько линий электропередач 735 кВ.
После того, как шесть проводов 735 кВ разделяются на две группы по три линии электропередачи в каждой, линия HVDC следует за восточной группой, а западная группа расходится. [21] [27] Линия остается воздушной, пока не достигает северного берега реки Святого Лаврентия около Грондина , где линия HVDC 450 кВ спускается в подводный туннель, пересекающий реку . Линия электропередачи выходит на поверхность на южном берегу около подстанции Лотбиньер . После пересечения реки линия входит в терминал Николе около Сент-Эулали , к северо-востоку от Драммондвилля . К югу от терминала линия направляется на юг и через относительно короткое расстояние входит в Де-Кантон недалеко от Шербрука .
Выходя из станции Des Cantons, линия электропередачи пересекает границу Канады и США и проходит через холмистые Аппалачи в американском штате Вермонт , достигая высоты около 650 метров (2130 футов). [38] Затем линия продолжает движение на юго-юго-восток и входит в штат Нью-Гэмпшир , где достигает терминала Comerford около Монро . Продолжая движение на юг в Массачусетс , линия достигает терминала Sandy Pond за пределами Бостона в Айере . [59] Терминал является самой южной точкой линии HVDC. [33] [57]
В декабре 2008 года Hydro-Québec , вместе с американскими коммунальными предприятиями Northeast Utilities и NSTAR , создали совместное предприятие для строительства новой линии HVDC от Виндзора, Квебек, до Дирфилда, Нью-Гемпшир . [60] Hydro-Québec будет владеть участком в Квебеке, в то время как участок в США будет принадлежать Northern Pass Transmission LLC , партнерству между Northeast Utilities (75%) и NSTAR (25%). [61] По оценкам, стоимость строительства составит 1,1 млрд долларов США, [62] предполагается, что линия будет проходить либо по существующей полосе отвода рядом с линией HVDC, которая проходит через Нью-Гемпшир, либо она соединится с полосой отвода в северной части Нью-Гемпшира, которая пройдет через Белые горы . Эта линия длиной 180–190 миль (290–310 км), по прогнозам, будет передавать 1200 мегаватт электроэнергии и обеспечит электроэнергией около миллиона домов. [63]
TransÉnergie использует последовательную компенсацию для изменения поведения электричества в линиях электропередачи, что повышает эффективность передачи электроэнергии. Это снижает необходимость строительства новых линий электропередачи и увеличивает количество электроэнергии, отправляемой в населенные пункты. Последовательная компенсация основана на технологии конденсаторов . Чтобы поддерживать производительность своей системы передачи, TransÉnergie выделяет средства на исследования и применение новых технологий. [64] В дополнение к технологии передачи электроэнергии Hydro-Québec планирует предложить высокоскоростной интернет по своим линиям электропередачи в течение нескольких лет; [ когда? ] коммунальное предприятие начало тестировать интернет по своим линиям в январе 2004 года. [65]
Несмотря на репутацию системы электропередачи и тот факт, что Квебек избежал последствий северо-восточного отключения электроэнергии в 2003 году , в прошлом система подвергалась повреждениям и сбоям в обслуживании из-за сильных штормов. [17] [64] Примерами служат отключения электроэнергии в Квебеке в 1982 и 1988 годах, предшествовавшие крупным перебоям в подаче электроэнергии в 1989 и 1998 годах.
В 2:44 утра по восточному времени 13 марта 1989 года сильная геомагнитная буря , вызванная выбросом корональной массы из Солнца , обрушилась на Землю. [66] [67] Флуктуации в магнитном поле бури вызвали геомагнитно-индуцированные токи (ГИТ), которые стали течь в виде постоянного тока по линиям электропередач Квебека, которые обычно проводят только переменный ток. [66] Изолирующая природа магматической породы Канадского щита направила ГИТ к линиям электропередач. Затем проводники перенаправили этот ток на чувствительные электрические трансформаторы , которым для правильной работы требуется определенная амплитуда напряжения и частота. Хотя большинство ГИТ относительно слабы, природа этих токов дестабилизировала напряжение электросети, и повсюду возникали несбалансированные всплески тока. [66]
Соответственно, в ответ были приняты защитные меры. Чтобы спасти трансформаторы и другое электрооборудование, электросеть была выведена из эксплуатации, поскольку автоматические выключатели сработали по всему Квебеку и отключили электроэнергию. [68] Менее чем за 90 секунд эта волна разрывов цепей вывела из строя всю сеть передачи. Разрушенная электросеть оставила шесть миллионов человек и остальную часть Квебека без электричества на несколько часов очень холодной ночью. Несмотря на то, что отключение электроэнергии длилось около девяти часов в большинстве мест, некоторые места оставались в темноте в течение нескольких дней. Эта геомагнитная буря нанесла ущерб примерно в 10 миллионов канадских долларов компании Hydro-Québec и десятки миллионов — клиентам коммунальной службы. [66]
С 4/5 по 10 января 1998 года теплый влажный воздух с юга, наложившийся на холодный воздух с севера, вызвал ледяной шторм , приведший к более чем 80 часам ледяного дождя и мороси. [69] [70] В течение нескольких дней непрерывный ливень, в основном замерзающий, составил 70–110 миллиметров (2,8–4,3 дюйма) водного эквивалента осадков. [71] Такие места, как Монреаль и Южный берег, пострадали особенно сильно, где выпало 100 мм (3,9 дюйма) в основном замерзающего дождя. [70] Эти обильные осадки нанесли ущерб региональной системе электропередачи.
Пять-шесть дней ледяного дождя и осадков парализовали электросеть Hydro-Québec в регионах Монреаля и Южного берега. На площади 100 на 250 километров (62 на 155 миль) около 116 линий электропередачи вышли из строя, включая несколько крупных линий электропередачи 735 кВ и линию HVDC ±450 кВ Квебек–Новая Англия. [72]
Из-за последовательных волн замерзающих осадков на электрических проводниках и самих опорах скопилось более 75 миллиметров (3,0 дюйма) радиального льда. Это ледяное покрытие добавляет дополнительный вес от 15 до 20 килограммов на метр проводника (от 10 до 20 фунтов/фут). Несмотря на то, что электрические провода могут выдерживать этот дополнительный вес, в сочетании с воздействием ветра и осадков эти проводники могут сломаться и упасть. [73] Опоры, рассчитанные на то, чтобы выдерживать только 45 миллиметров (1,8 дюйма) нарастания льда, прогнулись и рухнули в скрученные кучи искореженной стали. [52] Каскадные отказы произошли на нескольких линиях электропередачи, где обрушение одной или нескольких опор оставило ряд упавших опор. [72] [74]
Из всех поврежденных опор около 150 были опорами, поддерживающими линии электропередач 735 кВ, [19] а также 200 опор, несущих линии электропередач 315 кВ, 230 кВ или 120 кВ, также рухнули. [B] [72] В регионе, ограниченном Монреалем между Сен-Иасентом , Сен-Жан-сюр-Ришелье и Гранби , который называют «треугольником тьмы», половина воздушной электросети вышла из строя. [75] Квебек заказал бесчисленное множество проводников, траверс и проводных соединений для ремонта тех, которые были выведены из строя штормом в системе передачи и распределения электроэнергии . [19] Во всем Квебеке были повреждены или разрушены 24 000 столбов, 4 000 трансформаторов и 1 000 электрических опор, [B] более 3 000 км (2 000 миль) оборванных электрических проводов; общая стоимость ремонта составила 800 миллионов канадских долларов. [71] [73]
Из-за того, что более 100 линий электропередачи были парализованы льдом, Квебек оказался в ситуации массового отключения электроэнергии холодной канадской зимой. Несмотря на то, что восстановление подачи электроэнергии началось после первых отключений, большое количество жителей Квебека остались без света. [72] В разгар отключения электроэнергии около 1,4–1,5 миллиона домов и клиентов, в которых проживало от трех [76] до более чем четырех миллионов человек [75] , остались без света. [77] [78] Частные компании и другие коммунальные службы из других частей Канады и Соединенных Штатов были отправлены, чтобы помочь Hydro-Québec выполнить эту масштабную задачу по восстановлению, но эти усилия были осложнены широкомасштабным повреждением электросети. [79] Отключения электроэнергии в некоторых районах длились 33 дня, и 90% из тех, кто пострадал от отключения, не имели электричества более семи дней. [19] [71] Хотя электроснабжение во всех районах Квебека было полностью восстановлено к 8 февраля 1998 года, электростанции возобновили работу только в середине марта. [72] К тому времени был нанесен значительный социальный и экономический ущерб, такой как испорченная еда и смерти в результате отсутствия электрического отопления. [19]
После того, как отключение электроэнергии закончилось, Hydro-Québec провела многочисленные обновления своей системы, чтобы улучшить электросеть. Примерами служат укрепление опор линий электропередач и столбов, а также увеличение подачи электроэнергии. Это было сделано для того, чтобы позволить коммунальному предприятию быстрее восстановить электроснабжение в случае повторного обледенения Квебека. Hydro-Québec заявила, что она лучше подготовлена к тому, чтобы справиться с ледяным штормом такой же силы, как в 1998 году. [71]
В 2004 году, незадолго до визита президента США Джорджа Буша-младшего в Канаду, башня вдоль цепи HVDC Квебек – Новая Англия в Восточных городках около границы Канады и США была повреждена взрывными зарядами, взорванными у ее основания. CBC сообщила, что сообщение, якобы от Résistance internationaliste и переданное газетам La Presse и Le Journal de Montréal , а также радиостанции CKAC , гласило, что атака была совершена с целью «осудить „разграбление“ ресурсов Квебека Соединенными Штатами». [80] [81]
Работа электросети Hydro-Québec TransÉnergie во время ледяного шторма 1998 года вызвала вопросы о фундаментальной концепции, уязвимости и надежности сети. [19] Критики отметили, что объекты генерации электроэнергии были расположены примерно в 1000 км (600 миль) от населенных пунктов и что вокруг Монреаля не хватало местных электростанций, которые обслуживаются всего шестью линиями электропередач на 735 кВ; [82] пять из этих линий образуют петлю, называемую «кольцом электропередач» вокруг города. Когда кольцо вышло из строя 7 января 1998 года, примерно 60% электроснабжения Большого Монреаля было отключено. [75] Крупная надземная система передачи и распределения Hydro-Québec считалась подверженной стихийным бедствиям, хотя стоимость подземной прокладки сети была непомерно высокой. [19]
Технология, используемая в сети 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 энергетических потребностей, поскольку электричество, особенно гидроэлектроэнергия, составляет более 40% энергоснабжения Квебека. [75] Эта зависимость, о которой свидетельствует тот факт, что у фермеров Онтарио было больше резервных генераторов, чем у фермеров в Квебеке, может усилить серьезность последствий в случае отказа сети, как это произошло в январе 1998 года. [19]
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )