海底電源ケーブル
海底電力ケーブルは、水面下で電力を運ぶための伝送ケーブルです。これらは通常、海水(海洋、海、海峡など)の下で電力を運ぶため、「潜水艦」と呼ばれますが、淡水(大きな湖や川)の下で海底電力ケーブルを使用することもできます。本土とセントローレンス川の大きな島をつなぐ後者の例があります。
設計技術
海底電力ケーブルの目的は、高電圧で電流を輸送することです。電気コアは、内部導体、電気絶縁層、保護層の同心円状のアセンブリです。現代の3芯ケーブル(例えば、洋上風力タービンの接続用)は、電気伝導体に加えて、データ伝送または温度測定用の光ファイバーをしばしば運ぶ。
導体
導体は銅線またはアルミニウム線で作られており、後者の材料は市場占有率が小さいながらも増加しています。 1200以下の導体サイズが最も一般的ですが、2400 mm2以上のサイズが時々作られています。電圧が12 kV以上の場合、導体は丸いため、絶縁体は均一な電界勾配にさらされます。導体は、個々の丸線からより線にすることも、単一の単線にすることもできます。設計によっては、プロファイルされたワイヤ(キーストーンワイヤ)がレイアップされ、ワイヤ間に非常に小さな隙間がある丸い導体を形成します。
絶縁
現在、導体の周りの3種類の電気絶縁が主に使用されています。架橋ポリエチレン(XLPE)は、最大420 kVのシステム電圧で使用されます。それは、最大約30 mmの断熱厚さで押出成形により製造されます。 36 kVクラスのケーブルの絶縁厚はわずか5.5〜8 mmです。 DCには、特定のXLPE断熱材の配合も使用できます。低圧の油入りケーブルには、紙片からラップされた絶縁体があります。ケーブルコア全体には、低粘度の絶縁流体(鉱油または合成)が含浸されています。導体の中央のオイルチャンネルは、ケーブルが暖かくてもケーブル内のオイルの流れを促進しますが、ケーブル損傷によるオイル汚染のリスクのため海底ケーブルではほとんど使用されません。大量含浸ケーブルも紙でラップされた絶縁体を持っていますが、含浸コンパウンドは非常に粘性が高く、ケーブルが損傷しても抜けません。大量含浸絶縁は、最大525 kVの大容量HVDCケーブルに使用できます。
装甲
52 kV以上のケーブルには、水の浸入を防ぐために押し出し鉛シースが装備されています。これまでのところ、他の資料は受け入れられていません。鉛合金は、長い距離で断熱材に押し出されます(50 kmを超える可能性があります)。この段階では、製品はケーブルコアと呼ばれます。シングルコアケーブルでは、コアは同心の装甲に囲まれています。 3芯ケーブルでは、装甲が適用される前に、3つのケーブルコアが螺旋状に配置されます。装甲はほとんどの場合、防錆のためにビチューメンに浸した鋼線で構成されています。 ACケーブルの交番磁界は装甲の損失を引き起こすため、これらのケーブルには非磁性金属材料(ステンレス、銅、真鍮)が装備されている場合があります。
ACまたはDC
トランスは必要に応じて電圧を簡単に変更できるため、ほとんどの電力伝送システムは交流(AC)を使用します。直流送電では、交流送電網に接続するために、直流線の両端にコンバーターが必要です。海底電力ケーブルを使用するシステムは、特にケーブルの静電容量が追加の充電電流を必要とする長いリンクで、高電圧の直流伝送を使用する場合、全体的に低コストになる可能性があります。ケーブルの内部導体と外部導体はコンデンサのプレートを形成し、ケーブルが長い場合(数十キロメートル程度)、この静電容量を流れる電流は負荷電流に比べて大きくなる可能性があります。これには、送信される使用可能な電力の特定の量に対して、より大きな、したがってより高価な導体が必要になります。
運用海底電力ケーブル
交流ケーブル
少量の三相電力を伝送する交流(AC)海底ケーブルシステムは、3つの絶縁導体すべてを1つの水中ケーブルに配置した3芯ケーブルで構築できます。ほとんどのオフショアからショアへの風力発電ケーブルはこのように構成されています。
送電量が多い場合、ACシステムは3本の独立したシングルコアの水中ケーブルで構成され、各ケーブルには1本の絶縁導体のみが含まれ、1相の3相電流が流れます。 4本の同一ケーブルが他の3本と並行して追加されることがよくあります。これは、3本の主要ケーブルの1本が損傷して交換が必要になった場合の予備としてのみです。この損傷は、たとえば、船のアンカーが不注意に落下したために発生する可能性があります。適切な電気的スイッチングシステムがあれば、4番目のケーブルは他の3つのいずれかを置き換えることができます。
接続中 | 接続中 | 電圧(kV) | ノート |
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本土ブリティッシュコロンビア州からテクサダ島、ナイルクリークターミナルまで | バンクーバー島/ダンスミュア変電所 | 525 | テクサダ島の高架交差点にある原子炉ステーション。 12の独立したオイル充填単相ケーブルを使用した2つの3相回路。海岸セクションの冷却設備。定格定格1200 MW(1600 MW-2時間の過負荷) |
タリファ、スペイン (スペインとモロッコの相互接続) | モロッコ、ファルディオア ジブラルタル海峡を通って | 400 | スペインとモロッコの相互接続は、RedEléctricadeEspaña(スペイン)とOffice National de l'Électricité(モロッコ)が共同で運営する2本の400 kV AC海底ケーブルで構成されています。最初の28 km(17マイル)のケーブルは1998年に運用を開始し、2番目の長さ31 km(19マイル)のケーブルは2006年に運用を開始しました。ジブラルタル海峡を通るケーブルの全長は26 km(16マイル)で、最大水深は660 m(2,170フィート)です。 |
シチリア | マルタ | 220 | マルタとシチリアのインターコネクタ、長さ95キロメートル(59マイル)の海底ケーブルは、マルタのQalet MarkuのMagħtabから始まり、イタリアのシチリアのマリーナディラグーザまで走っています。 |
スウェーデン本土 | ボーンホルム島、デンマーク | 60 | ボーンホルムケーブル |
イタリア本土 | シチリア | 380 | メッシーナ海峡の下で、この海底ケーブルは以前の非常に長い架空線の交差点(「メッシーナの鉄塔」)に取って代わりました。 |
ドイツ | ヘリゴランド | 30 | |
ネグロス島 | フィリピン、パナイ島 | 138 | |
ダグラスヘッド、マン島、 | ビスハム、ブラックプール、イギリス | 90 | マン島からイギリスへのインターコネクタ、104 km(65 mi)の距離にわたる3芯ケーブル |
ウルフ島、カナダ | キングストン、カナダ | 245 | 2008年にWolfe Island Wind Farmに設置された7.8 km(4.8マイル)ケーブルは、245 kVの電圧定格を達成した世界初の3コアXLPE海底ケーブルでした。 |
直流ケーブル
名前 | 接続中 | 水域 | 接続中 | キロボルト(kV) | 海底距離 | ノート |
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バルト海ケーブル | ドイツ | バルト海 | スウェーデン | 450 | 250 km(160マイル) | |
バスリンク | ビクトリア州本土 | バス海峡 | オーストラリアのタスマニア州 | 500 | 290 km(180マイル) | |
ブリット | オランダ | 北海 | イギリス | 450 | 260 km(160マイル) | |
クロスサウンドケーブル | ニューヨーク州ロングアイランド | ロングアイランドサウンド | コネチカット州 | |||
東西インターコネクタ | アイルランド | アイリッシュ海 | ウェールズ/イングランド、したがってイギリスのグリッド | 186 km(116マイル) | 2012年9月20日に発足 | |
エストリンク | エストニア北部 | フィンランド湾 | フィンランド南部 | 330 | 105 km(65マイル) | |
フェノスカン | スウェーデン | バルト海 | フィンランド | 400 | 233 km(145マイル) | |
HVDCクロスチャネル | フランス本土 | 英語のチャネル | イングランド | 超高電力ケーブル(2000 MW) | ||
HVDCゴットランド | スウェーデン本土 | バルト海 | スウェーデンのゴットランド島 | 最初のHVDC海底電源ケーブル(非実験的) | ||
HVDCインターアイランド | 南島 | クック海峡 | 北島 | 40 km(25マイル) | ニュージーランドのパワーに富んだ南島(多くの水力発電)とより人口の多い北島の間 | |
HVDCイタリア-コルシカ-サルデーニャ(SACOI) | イタリア本土 | 地中海 | イタリアのサルデーニャ島と、それに隣接するフランスのコルシカ島 | |||
HVDCイタリア-ギリシャ | イタリア本土-Galatina HVDC Static Inverter | アドリア海 | ギリシャ本土-Arachthos HVDC Static Inverter | 400 | 160 km(99マイル) | ラインの全長は313 km(194マイル)です |
HVDCレイテ-ルソン島 | レイテ島 | 太平洋 | フィリピンのルソン | |||
HVDCモイル | スコットランド | アイリッシュ海 | 英国内の北アイルランド、そしてアイルランド共和国へ | 250 | 63.5 km(39.5マイル) | 500MW |
HVDCバンクーバー島 | バンクーバー島 | ジョージア海峡 | ブリティッシュコロンビア州の本土 | |||
Kii Channel HVDCシステム | 本州 | 紀伊チャンネル | 四国 | 250 | 50 km(31マイル) | 2010年には、世界最高容量の長距離海底電力ケーブル(定格1400メガワット)。この電源ケーブルは、日本本土の2つの大きな島を接続します |
コンテック | ドイツ | バルト海 | デンマーク | |||
コンティスカン | スウェーデン | バルト海 | デンマーク | 400 | 149 km(93マイル) | |
ニモリンク | ベルギー | 北海 | イギリス | 400 | 140 km(87マイル) | |
海王星ケーブル | ニュージャージー州 | 大西洋 | ニューヨーク州ロングアイランド | 345 | 103 km(64マイル) | |
NordBalt | スウェーデン | バルト海 | リトアニア | 300 | 400 km(250マイル) | 2016年2月1日に運転が開始され、最初の送電は30 MWでした。 |
NorNed | Eemshaven、オランダ | フェダ、ノルウェー | 450 | 580 km(360マイル) | 2012年に700 MWの最長海底電力ケーブル | |
スカゲラク1-4 | ノルウェー | スカゲラク | デンマーク(ユトランド) | 500 | 240 km(150マイル) | 4本のケーブル-全部で1700 MW |
SwePol | ポーランド | バルト海 | スウェーデン | 450 | ||
Western HVDC Link | スコットランド | アイリッシュ海 | ウェールズ | 600 | 422 km(262マイル) | 最長2200 MWケーブル、最初の600kV海底ケーブル |
建設中の海底電力ケーブル
- デラウェア州とニュージャージー州の間、大抵はバージニア州とニューヨーク州の間の大西洋風接続
- 500 MWの容量、165 km DCの海上送電カナダのニューファンドランド州とラブラドール州とノバスコシア州を結ぶリンク。
- 2016年2月1日、デンマークおよびオランダのオペレーター(Energinet.dkおよびTenneT)は、294キロの海底ケーブルであるCOBRAcableの建設契約をシーメンスおよびプリスミアンに授与し、2019年から320 kV DCで700 MWの送電を提供しました。
提案されている海底電力ケーブル
- EuroAsiaインターコネクト、1,520 kmの海底電力ケーブル、海面下で最大3 km(1.9マイル)の深さに達し、アジアとヨーロッパ(イスラエル-キプロス-ギリシャ)を接続する2,000メガワットの電力を伝送する能力
- シャンプレーンハドソンパワーエクスプレス、335マイルライン。オンタリオ州トロントのTransmission Developers Companyは、「ハドソン川を最も野心的な水中伝送プロジェクトに使用することを提案しています。モントリオールの南から始まり、335マイルのラインがシャンプレーン湖の底に沿って走り、次にベッドを下ります。ハドソンからニューヨークまでずっと。」
- パワーブリッジ、ハワイ
- メイン州パワーブリッジ
- プエルトリコからバージン諸島
- 400 kV HVDCインドからセイロン
- 220 kV HVAC、225メガワット、117 kmマルタ–マルタのマグタブとシチリアのラグーサを結ぶシチリアのインターコネクタ。
- 58.9 km、161 kV台湾からP湖諸島への海底電力ケーブルシステム(TPケーブル)、このレベルでの台湾電力会社(Taipower)の最初の海底プロジェクトは、2014年に完了する予定です。2010年12月24日に、 Taipowerの台湾-湖海底ケーブルプロジェクトは、台湾島の送電網を中華人民共和国(ROC)のhu湖諸島に接続するために承認されました。
- 英国とアイスランドの政府は、スコットランドとアイスランドの間に地熱を運ぶためのケーブル(Icelink)を建設するために「活発な議論」をしていると思われます。
- ノルウェーとドイツの電力会社は、2018年までに両国間で最大1,400 MWを伝送する海底ケーブルであるNORD.LINKの構築に同意しました。
- 英国とデンマークの電力会社(それぞれNational GridとEnerginet.dk)は、2022年までに両国に1,400 MWの送電を提供する740 kmのケーブルであるViking Linkの研究に合意しました。
- 英国とノルウェーの電力会社(National GridとStatnett)は、7301 kmのNSN Linkを共同で建設し、2021年までに両国に1,400 MWの送電を提供することに合意しました。このようなケーブルは、世界で最も長く、 1 1/2および20億ユーロ。
- チャネル諸島のオルダニー島経由のイギリスとフランス間のFAB。
- EuroAfrica Interconnector、1,707 kmの海底電力ケーブル、海面下で最大3 km(1.9マイル)の深さに達し、アフリカとヨーロッパを接続する2,000メガワットの電力を伝送する能力(エジプト-キプロス-ギリシャ)