Nelson River DC Transmission System , znany również jako Manitoba Bipole , to zestaw dwóch linii HVDC w prowincji Manitoba w Kanadzie i obsługiwany przez firmę Manitoba Hydro . Jest częścią projektu hydroelektrycznego na rzece Nelson i ma na celu transport energii z tam na rzece Nelson na północy do miast na południu. System składa się z dwóch dwubiegunów HVDC: stacje prostownicze noszą nazwę Radisson, niedaleko Gillam i Henday, niedaleko Sundance , a stacja falowników nazywa się Dorsey, niedaleko Rosser, 26 km od Winnipeg, największego miasta w prowincji. Długość linii wynosi około 900 km , napięcie używane przez dwubiegunowy 1 wynosi ± 450 kV, a jego moc 1620 MW , dwubiegunowy 2 ma napięcie ± 500 kV i moc 1800 MW .
Na pierwszej linii zastosowano zawory rtęciowe , jest to jednocześnie ostatnia tego typu instalacja na świecie i największa. Drugi dwubiegunowy to pierwszy tyrystorowy układ HVDC chłodzony wodą. W sumie są cztery linie transmisyjne, po dwie na dwubiegunowy.
W 2014 roku planowana jest budowa trzeciego dwubiegunu.
Budowa w 1966 roku oddalonej od centrów poboru energii elektrowni Kettle Rapids wymagała budowy długiej linii elektroenergetycznej. Moc elektrowni wynosi wówczas 1272 MW . Rząd Kanady decyduje się sfinansować budowę linii HVDC, a Manitoba Hydro musi spłacić zadłużenie, gdy linia stanie się rentowna. Pierwsza linia, zbudowana przez English Electric, zostaje uruchomiona17 czerwca 1972.
W tym czasie Bipole 1 był przekształtnikiem HVDC o najwyższym napięciu ± 450 kV i największej mocy na świecie. Zawory rtęciowe są również największymi, jakie kiedykolwiek opracowano dla tego zastosowania. Długa linia przesyłowa jest utrzymywana przez 3900 słupów elektrycznych utrzymywanych na miejscu za pomocą kabli i 96 samonośnych.
Manito Hydro spłaca swój dług wobec rządu kanadyjskiego w 1992 r. W 1997 r. Tornado uszkodziło 19 słupów.
W dwubiegunową 1 zawiera konwerter paliw Radisson i Dorsey i dwie linie przesyłowe napięcia odpowiednie +450 kV i -450 kV . Jego maksymalna moc to 1620 MW . Został zbudowany w okresie od marca 1971 do października 1977.
Każda faza słupa składa się z trzech zaworów 150 kV połączonych szeregowo.
Po remoncieW latach 1992–1993 zawory rtęciowe z bieguna 1 zostały zastąpione zaworami tyrystorowymi dostarczonymi przez firmę Alstom .
Zawory rtęciowe o biegunie 2 zostały zastąpione przez tyrystory w latach 2003-2004 przez firmę Siemens . Zaproszenie do składania ofert odbyło się w 2000 roku. Awarie faktycznie narastały w latach 1995-2000, powodując liczne przerwy w świadczeniu usług. Nowe zawory mają napięcie znamionowe 166,7 kV , chociaż działają tylko przy 154,5 kV . Celem jest umożliwienie w przyszłości zwiększenia napięcia linii do 500 kV . Po remoncie moc bipola 2 to 1800 MW . Pozostałe elementy i konstrukcja stacji zostały zachowane, aby prace były krótkie.
Bipole 2 zawiera stacje przekształtnikowe Henday i Dorsey oraz linię przesyłową o długości 937 km . Jego moc wynosi 2000 MW, a napięcie ± 500 kV . Każdy z jego biegunów jest mostkiem 12-pulsowym, to znaczy tylko 4 zawory są wbudowane szeregowo. Tyrystory chłodzone wodą tworzą zawory, jest to pierwsza technika. Został zbudowany przez Siemens, AEG i BBC . Uruchomienie bipola 2 odbyło się w trzech fazach: w październiku 1978 r. Zaczęło pracować 1000 MW , w październiku 1984 r. Dodatkowe 500 MW, a ostatecznie w 1985 r. Ostatnie 500 MW .
Zawory są podzielone na trzy czworozawory: po jednym na fazę. Każdy zawór składa się z 96 tyrystorów połączonych szeregowo, podzielonych na 16 modułów, z czego 91 jest potrzebnych do normalnej pracy. Dodatkowo każdy zawór posiada również 8 modułów reaktywnych.
W 1996 roku burza uszkodziła oba dwubiegunowe 1 i 2, grożąc odcięciem zasilania Winnipeg. Tylko połączenie elektryczne z sąsiednią Minnesotą pozwoliło uniknąć blackoutu. Aby zapobiec ponownemu wystąpieniu tego zdarzenia, Manitoba Hydro planuje od tego czasu budowę trzeciego dwubiegunu, aby poprawić bezpieczeństwo elektryczne. Na przedmieściach musi powstać nowa podstacja. Odbyły się debaty na temat układu linii. Nowy dwubiegunowy powinien umożliwić ewakuację energii z nowych zapór w Wuskwatim, Keeyask i Conawapa . Jego moc również musi wynosić 2 GW, a napięcie ± 500 kV . Jego uruchomienie planowane jest na 2017 rok.
Jedną z trudności napotkanych podczas budowy tego nowego dwubiegunu jest skrajna słabość sieci na północ od linii. To sprawia, że budowa podstacji z technologią LCC jest skomplikowana. Według ABB zbudowanie VSC jest w tym przypadku łatwiejsze. Manitoba Hydro oświadcza, że nie zdecydował.
Przetarg ogłoszono pod koniec 2013 roku 18 września 2014, Manitoba Hydro ogłasza, że konsorcjum Siemens - Mortenson zostało wybrane do budowy linii kosztem około 800 milionów dolarów kanadyjskich. Ostatecznie preferowano technologię LCC.
Stacje Nelson River są skonfigurowane jako dwubiegunowe, więc elektrody nie przesyłają prądu podczas normalnej pracy. W przypadku awarii jednego z biegunów pozwalają jednak na utrzymanie aktywnego drugiego bieguna, unikając całkowitego odcięcia. W tym przypadku prąd zamiast powracać przewodem elektrycznym przepływa między dwiema elektrodami.
Dwubiegunowe 1 i 2 mają wspólną elektrodę pierścieniową o średnicy 305 mi 21,9 km od podstacji Dorsey. Jest połączona ze stacją linią napowietrzną na drewnianych słupach. Dwubiegunowy 1, po stronie Radissona, jest podłączony do elektrody tego samego typu o średnicy 381 m, oddalonej o 11,2 km od podstacji. Wreszcie dwubiegunowy 2, po stronie Henday, ma elektrodę o średnicy 548 m, również znajdującą się 11,2 km od podstacji.