HVDC Itaipu

The HVDC Itaipu is a high-voltage direct currentoverhead line transmission system in Brazil from the Itaipuhydroelectric power plant to the region of São Paulo. The project consists of two ±600 kV bipoles, each with a rated power of 3150 MW, which transmit power generated at 50 Hz from the Paraguay side of the Itaipu Dam (near Foz do Iguaçu in Paraná) to the Ibiúna converter station near São Roque, São Paulo. The system was put in service in several steps between 1984 and 1987, and remains among the most important HVDC installations in the world.^[1]

When the first bipole was completed in 1985, it became the world's largest HVDC system by both power transmission capacity and voltage, titles which it would hold for 25 years until the completion, in 2010, of the ±800 kV, 6400 MW HVDC link from Xiangjiaba Dam to Shanghai in China. It also contained important innovations in real-time control systems, being one of the first HVDC schemes to use digital control equipment using microprocessors. Nevertheless, it suffered reliability problems in its first few years of operation, with numerous converter transformer failures and one serious converter fire, although reliability is now reported to be much improved.^[2]

High Voltage Direct Current (HVDC) was chosen both because this technique allows long transmission lines with little loss compared to other systems (like AC), and also allows interchange of the Paraguayan 50 Hz input and the Brazilian 60 Hz input and user grid. Both lines operate at ±600 kV and are built as overhead lines with a length of 818 (North line) and 807 (South line) kilometers. Away from their terminal stations, the two lines are at least 10 km apart to reduce risks. Each one is designed for 3150 MW at ± 600 kV D.C. and 2625 A. The lines are 4 x 689 mm² (about 30 mm ∅) ACSR^[3]

The incoming supply is 500 kV AC from the 50 Hz generators at the hydro dam (Foz do Iguaçu). The outgoing power is 345 and 500 kV, 60 Hz AC into the South/Southeastern grid (Ibiúna, São Paulo).

The converter equipment, supplied by ABB, uses thyristor valves arranged in two, twelve-pulse bridges per pole.

Paralelamente al sistema HVDC, dos líneas de CA de 765 kV  transportan energía desde los generadores de 60 Hz  en el lado brasileño de la represa hasta la región de São Paulo. A 1/3 de la ruta, en Ivaiporã , hay una ramificación a 500 kV, 60 Hz CA, que  suministra energía a la red sur. Mediante la introducción, en 1989 y posteriormente, de capacitores en serie en Ivaiporã (a 1/3 de la línea) e Itaberá (a 2/3 ) , la capacidad aumentó de 4300 MW a 6300 MW. ^{[ 4 ]}

En sus primeros años, el proyecto sufrió numerosas fallas en los transformadores convertidores: seis en el primer año de operación comercial y doce en los primeros cuatro años. Fue necesario modificar todos los transformadores del sistema, lo que resultó en una mejora notable del rendimiento, sin fallas entre los años 4 y 10. ^{[ 2 ]}

El 29 de mayo de 1989, un incendio, originado por una fuga de agua en una tubería de refrigeración, destruyó por completo una válvula cuatrivalente del convertidor 5 de la estación convertidora de Foz do Iguaçu. El convertidor afectado permaneció fuera de servicio durante 14 meses. Incidentes similares en el proyecto Rihand-Delhi en 1990 y en la estación convertidora de Sylmar del proyecto de interconexión de corriente continua del Pacífico en 1993 llevaron a CIGRÉ a publicar directrices sobre el diseño de válvulas de tiristores para reducir los riesgos de incendio. ^{[ 5 ]}

Cada bipolo puede funcionar también como monopolo y está equipado con un electrodo de puesta a tierra. Las líneas de electrodos de ambos bipolos están instaladas en postes de madera y constan de 2 conductores de 689  mm² ^{y 1272 MCM.}

Los electrodos para la estación Foz do Iguaçu están situados en Santa Terezinha de Itaipu en 25°29′58″S 54°24′03″W / 25.49944°S 54.40083°W / -25.49944; -54.40083 ( Electrodo de puesta a tierra de Santa Terezinha de Itaipu ) y en Alvorada do Iguaçu en 25°23′32″S 54°27′43″W / 25.39222°S 54.46194°W / -25.39222; -54.46194 ( Electrodo de puesta a tierra de Alvorada do Iguaçu ) y están conectados a la estación convertidora a través de líneas de 15,5 km y 16 km de longitud respectivamente.  

Los electrodos para la estación de São Roque están situados en Córrego Boa Vista en 23°35′51″S 47°37′37″W / 23.59750°S 47.62694°W / -23.59750; -47.62694 ( Electrodo de puesta a tierra oeste de Córrego Boa Vista ) y en 23°35′49″S 47°37′06″W / 23.59694°S 47.61833°W / -23.59694; -47.61833 ( Electrodo de puesta a tierra este de Córrego Boa Vista ) y están conectados a la estación convertidora a través de líneas de 66 km y 67,2 km de longitud respectivamente.  

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