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Liaison Ă  courant continu Cahora Bassa

La liaison à courant continu Cahora Bassa est une ligne électrique à courant continu reliant la centrale hydroélectrique de Cahora Bassa sur le fleuve Zambèze, au Mozambique, à Johannesbourg en Afrique du Sud.

Liaison Cahora Bassa

Caractéristiques générales

Elle a une longueur de 1 420 km, une puissance nominale de 1 920 MW et une tension nominale de ±533 kV ce qui est la plus haute tension pour l'Ă©poque dans une installation Ă  courant continu. Elle est bipĂ´laire avec un retour par la terre. Ses valves sont parmi les premières Ă  utiliser des thyristors. Elles ont Ă©galement la particularitĂ© d'ĂŞtre extĂ©rieures et d'avoir un refroidissement Ă  huile. Elle a Ă©tĂ© mise en service en plusieurs Ă©tapes entre et . Le poste d'Eel River a certes Ă©tĂ© mis en service avant Cahora Bassa, mais a Ă©tĂ© commandĂ© après. C'est Ă©galement la première ligne HVDC en Afrique, et la première au monde Ă  dĂ©passer la tension continue de 500 kV. Le projet est qualifiĂ© par Allen Isaacman et Chris Sneddon d'Ă©lĂ©phant blanc[1].

Histoire

Construction

Cahora Bassa est commandĂ© en 1969 par la sociĂ©tĂ© sud-africaine Eskom et Hydroelectrica da Cahora, HCB, une sociĂ©tĂ© possĂ©dĂ©e par le gouvernement portugais par le Mozambique. En 1974, le premier en possĂ©dait 82 %, le second 18 %. Elle a Ă©tĂ© construite par un consortium, appelĂ© ZAMCO, composĂ© de BBC, AEG-Telefunken et Siemens pour un prix de 515 millions de dollars[1]. Electricidade de Moçambique est Ă©galement prĂ©sent dans les nĂ©gociations. ESCOM doit alimenter en Ă©lectricitĂ© le sud du Mozambique grâce Ă  une ligne de 132 kV en Ă©change de l'approvisionnement Ă©lectrique reçu de Cahora Bassa. L'accord est suspendu dans les annĂ©es 1980 grâce Ă  la clause de force majeure.

Le poste de conversion en Afrique du Sud s'appelle Apollo, celui au Mozambique Songo.

Guerre et reconstruction

Lors de la guerre civile du Mozambique, la ligne est victime de nombreuses attaques du RENAMO. Début 1981, la ligne ne fonctionne qu'à 50 % de sa capacité à la suite du dynamitage de certains pylônes. La ligne est réparée en six mois. Des cas similaires se reproduisent alors régulièrement[1]. La liaison est hors service de 1985 à 1997 à cause de la guerre civile du Mozambique.

En 1988, HCB et ESCOM signe un accord. HCB s'engage Ă  livrer 1 450 MW d'Ă©lectricitĂ© depuis Cahora Bassa[1].

À la fin de la guerre en 1992, la ligne est fortement endommagée. La quasi-totalité de la ligne aérienne située au Mozambique doit être remplacée. Cette opération dure de 1995 à la fin de 1997 et coûte environ 130 millions de dollars américains. Elle est financée conjointement par l'Afrique du Sud, le Portugal, l'Union européenne, la banque européenne d'investissement et la Caisse française de développement. La ligne est remise en service en octobre 1997 après rénovation par Siemens et retrouve sa pleine capacité en 1998[2] - [3] - [4].

L'Afrique du Sud et HCB ne parviennent cependant pas à se mettre d'accord sur le prix de l'électricité. En effet, ESCOM a une surcapacité de production électrique et n'a que peu besoin de l'électricité du Mozambique, d'un autre HCB affirme que le prix de 2 centimes le kWh décrété en 1969 n'est plus d'actualité. La livraison d'électricité reprend donc en 1998 avant d'être rapidement interrompue. La ligne fonctionne de nouveau en , un accord provisoire est trouvé fin 2000 ce qui suspend la procédure d'arbitrage en cours. ESCOM paie alors 165 millions de Rand. Les négociations sont cependant interrompues fin 2001. En , un prix de 4,6 centimes de dollars américains par kWh est convenu[3] - [5] - [6].

Fin 2001, le Mozambique souhaite devenir majoritaire dans le capital de HCB[5]. Le mémorandum du décrète que le Mozambique devient responsable de la liaison située sur son territoire à partir de la fin 2007 en lieu et place du Portugal. Le Mozambique monte à 85 % des parts de HCB. En contrepartie, le Mozambique s'engage à verser 950 millions de dollars américain au Portugal en dédommagement pour la reconstruction et la maintenance du barrage après la guerre. Ces opérations avaient en effet forcer le gouvernement portugais à engager environ 2,5 milliards de dollars américains[1]. En 2012, le Portugal solde sa part dans HCB pour 42 millions de dollars américains[7] qui appartient dorénavant en totalité au Mozambique.

Ligne Ă  tension continue de Cahora Bassa

RĂ©novation du poste d'Apollo 2006-2009

Poste de conversion d'Apollo et une ligne de distribution. Les hauts pylĂ´nes sur la gauche son ceux de la ligne HVDC. La ligne au centre avec un seul conducteur conduit Ă  l'Ă©lectrode

En 2006, ABB remporte un contrat pour remplacer les thyristors du poste d'Apollo[8]. Le nombre de dĂ©fauts croissants sur l'installation motive la rĂ©novation. Les nouvelles valves, simples, utilisent un refroidissement Ă  eau et une isolation Ă  air. Les thyristors ont un diamètre de 125 mm pour une tension nominale de 8,5 kV. Ainsi 36 thyristors en sĂ©rie forment une valve, au lieu de 280 auparavant. La tension nominale est maintenant de 600 kV et le courant nominal de 3 300 A. Les filtres AC ont Ă©galement Ă©tĂ© remplacĂ©s[9] - [10] - [8].

Données techniques

Les thyristors du poste de Lucciana sont regroupés en six tours, dites valves doubles
Principales caractéristiques des postes de conversion[11] - [9]
Mise en service - en construction
FabricantBBC, AEG, SiemensABB
Tension nominale±533 kV±600 kV
Puissance nominale1 920 MW2500 puis 3 960 MW
Courant maximum admissible1 800 A3 300 A
Type de valvethyristorsthyristors
Refroidissement des valvesĂ  huileĂ  eau
Inductance des bobines de lissage0,83 H
Position des bobines de lissagecôté haute tension

Dans les quatre ponts installés en premier, les valves doubles sont composées de 280 niveaux de thyristors en série, chacun ayant deux thyristors en parallèle. Dans les quatre autres, elles sont composées de 192 niveaux de thyristors en série avec également deux thyristors en parallèle[11].

Les valves ne sont pas situées dans un bâtiment propre comme pour la plupart des installations à courant continu, mais à l'extérieur. Le refroidissement à huile est également original, seul le poste de Shin Shinano utilise une technologie similaire.

Tous les transformateurs sont monophasĂ©s Ă  deux enroulements. Au poste d'Apollo, ils ont une puissance apparente de 90,8 MVA, la tension cĂ´tĂ© courant alternatif est 322 kV, le rĂ©gleur en charge a une plage de ±16 %. Au poste de Songo, ils ont une puissance de 96,7 MVA, la tension cĂ´tĂ© courant alternatif est 220 kV et le rĂ©gleur en charge a Ă©galement une plage de ±16 %[11].

Lignes

Deux lignes en parallèle relient les deux postes de conversion. Chacune porte quatre conducteurs de section 565 mm2 pour le transfert de puissance et un câble de garde de section 117 mm2[11].

Électrodes

L'Ă©lectrode au Mozambique est distante de 15 km du poste de Songo. Elle est formĂ©e de cinq barres de graphite de diamètre 100 mm et d'une longueur de 60 m. Elles sont placĂ©es dans du charbon jusqu'Ă  une profondeur de 30 m et espacĂ©es de 10 m entre elles. La rĂ©sistance totale de l'Ă©lectrode est de 0,03 ohm. En Afrique du Sud, l'Ă©lectrode se trouve Ă  km du poste d'Apollo. Elle est aussi constituĂ©e de barres de graphique au nombre de quatre, d'un diamètre de 300 mm. Elles descendent jusqu'Ă  une profondeur de 130 m[11].

Coordonnées

Site Coordinates
Poste de conversion d'Apollo25° 55′ 11″ S, 28° 16′ 34″ E
Électrode en Afrique du Sud25° 50′ 04″ S, 28° 24′ 02″ E
Frontière pour la ligne connectĂ© au pĂ´le 122° 32′ 06″ S, 31° 20′ 39″ E
Frontière pour la ligne connectĂ© au pĂ´le 222° 31′ 15″ S, 31° 20′ 22″ E
Poste rĂ©pĂ©teur de Gamaboi23° 55′ 36″ S, 29° 38′ 32″ E
Poste rĂ©pĂ©teur de Catope18° 01′ 00″ S, 33° 12′ 18″ E
Électrode au Mozambique15° 43′ 20″ S, 32° 49′ 04″ E
Poste de conversion de Songo15° 36′ 41″ S, 32° 44′ 59″ E

Voir aussi

Articles connexes

Références

  1. Allen Isaacman et Chris Sneddon, Portuguese Colonial Intervention, Regional Conflict and Post-Colonial Amnesia :Cahora Bassa Dam, Mozambique 1965-2002, Institute for African Development (lire en ligne)
  2. (en) F.P. Venter, D.A. Marshall, C. Cuedes et G. Oberholzer, Re-commissioning experience with the Apollo - Cahora-Bassa HVDC scheme, Paris, CIGRÉ, coll. « 14-111 »,
  3. (en) H. Oliveira, L. Sintra, J. Lokala, I.E. Pembele, I.E. Lubini, P.V. Goossen et S. Bhana, Operating experiences in the HVDC systems of the Southern African power pool Cahora-Bassa: Apollo and Inga-Shaba, Paris, CIGRÉ, coll. « 14-111 »,
  4. (en) « HVDC – High Voltage Direct Current Transmission » (consulté le )
  5. (en) Africa South of the Sahara 2004, Europa Publications, (lire en ligne), p. 751
  6. (en) « Still no end in sight for Cahora Bassa Tussle », sur engineering news (consulté le )
  7. (en) « Portugal to Sell 15% Stake in Cahora Bassa Dam to Mozambique », sur bloomberg (consulté le )
  8. (en) P. Goosen, C. Reddy, B. Jonsson, T. Holmgren, O. Saksvik. et H. Bjorklund, Upgrade of the Apollo HVDC converter station, Le Cap, CIGRÉ, coll. « 107 », (lire en ligne)
  9. (en) « Cahora Bassa », sur ABB (consulté le )
  10. (en) S. Narain, V. Naidoo et R. Vajeth, Upgrading the performance of the Apollo – Cahora Bassa 533kV links, Paris, CIGRÉ, coll. « B2-301 »,
  11. (en) Compendium of HVDC schemes, t. 3, CIGRÉ, coll. « Brochure », (lire en ligne), p. 99

Bibliographie

  • (en) Jos Arrillaga, High Voltage Direct Current Transmission, Institution of Electrical Engineers, (ISBN 0-85296-941-4)
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