Hochspannungstechnik als Grundlage für die zukünftige ...€¦ · CIGRE, 2013. 27 Uwe SCHICHLER...

12.02.2014

Hochspannungstechnik als Grundlage für die zukünftige

Entwicklung von Übertragungsnetzen

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Uwe SCHICHLER

Institut für Hochspannungstechnik und Systemmanagement Technische Universität Graz

13. Symposium Energieinnovation Institut für Elektrizitätswirtschaft und Energieinnovation

Technische Universität Graz Graz, 12.-14.02.2014

Uwe SCHICHLER 13. Symposium Energieinnovation, Graz, 12.02.2014

Institut für Hochspannungstechnik und Systemmanagement

Hochspannungstechnik - Isolierstoffe und Isoliersysteme: Beanspruchungen und Eigenschaften - Elektrische Felder: statisch und transient - Hochspannungsprüfungen (AC, DC, SI/LI) - Hochspannungsmesstechnik - Elektrische Betriebsmittel Übertragungsnetze: Gegenwart und Ausblick - Erste Gleichstromübertragung, 1882 - Erste Drehstromübertragung, 1891 - HGÜ-Anwendungen - HVDC GIS/GIL - UHV: 1100 (1200) kV AC - Alternative Isoliergase - GIL und Freileitungen

Übersicht

Hochspannungs- technik

Beanspruchung von Isolierstoffen und

Isoliersystemen

Eigenschaften von Isolierstoffen und Isoliersystemen

Elektrische Felder (statisch und transient)

Elektrische Betriebsmittel

Hochspannungs- messtechnik

Hochspannungs- prüfungen

Physik

Informationstechnik

Verfahrenstechnik

Maschinenbau

Mathematik

Chemie

Elektrotechnik

Elektronik

Materialwissenschaften

Hochspannungstechnik - Übersicht

Elektrische Feldberechnung mit FEM-Tools

Wechselspannung Gleichspannung Polaritätswechsel

Untersuchung des Öl/Papier-Isoliersystems eines HGÜ-Transformators

lle: M

Grundlagenforschung an Isolierstoffen

Untersuchungen an alternativen Isoliergasen

lle: I

Hochspannungsprüfung an VPE-Kabeln

Materialtests, Qualitätssicherung und Untersuchung der Lebensdauer

lle: M

Hochspannungsprüfungen

500-kV-HGÜ-Isolatorketten mit Mastnachbildung 800-kV-Durchführung

lle: M

Entwicklungsprüfungen an Prototypen

Blitzeinschlag und Blitzschutzmaßnahmen

Spannungsbeanspruchung und Schutz von Betriebsmitteln bzw. Gebäuden

lle: M

Zustandsbewertung an Betriebsmitteln

Diagnosemessungen für die Ermittlung des Betriebszustands

(Alterungsverhalten der Isoliersysteme)

lle: M

Hochspannungstechnik und Übertragungsnetze

lle: S

Länge = 57 km, U = 2 kV, P = 1,5 PS

Erste Gleichstromübertragung: Miesbach - München, 1882

lle: W

Erste Gleichstromübertragung: Miesbach - München, 1882

lle: W

später: 15.000 Volt

Erste Drehstromübertragung: Lauffen - Frankfurt/Main, 1891

lle: W

Drehstromgenerator in Lauffen mit Schalttafel

lle: W

ø 230 mm, ölgefüllt

175 km, 3000 Masten, 9000 Öl-Isolatoren, 60 t Kupferdraht (Ø 4 mm)

lle: W

HGÜ - Ergebnis des Netzentwicklungsplans

lle: R

HGÜ - Hybridtower

lle: R

HGÜ - Feldversuch in Datteln (Hybridtower)

lle: R

HGÜ Xiangjiaba - Shanghai, China: ± 800 kV DC, 2.100 km, 6.400 MW

HGÜ - Anlagentechnik

lle: S

HGÜ - Freileitung für ± 800 kV DC

lle: S

DC GIS

DC GIL Bedarf

HGÜ - HVDC GIS/GIL

lle: S

kapazitiv resistiv

Feldverteilung

lle: R

DC GIS

DC GIL

HGÜ - HVDC GIS/GIL

lle: S

DC GIS

DC GIL

DC GIS

DC GIL

HGÜ - HVDC GIS/GIL: Entwicklungsprüfung

lle: S

lle: R

1100 kV Jin Dong Nan Substation, China (seit 2009 in Betrieb)

UHV 1100 kV AC

lle: A

1200-kV-Teststation in Bina, Indien und 1200-kV-Hybrid-GIS (ABB)

UHV 1200 kV AC

ca. 1000 m

lle: C

Reduzierung der max. Feldstärke um 30 % >>> GIS-Durchmesser kleiner

Zukünftige GIS mit Funktionswerkstoffen (FGM)

lle: O

GIL im Kavernenkraftwerk Wehr, Schluchsee, 1974 380 kV, 2000 A, 700 m, 100% SF6

Gasisolierte Übertragungsleitung (GIL)

lle: S

N2/SF6-Mischgas: 80% / 20% GIL München, 380 kV, 2014

GIL der 2. Generation

lle: S

GIL Kelsterbach, Frankfurt/Main 380 kV, 2750 A, 950 m, erdverlegt, 2011

lle: S

100% SF6 0,5 MPa Gehäuse Ø 400 mm

20% SF6 / 80% N2 0,5 MPa Gehäuse Ø 560 mm

100% N2 0,5 MPa Gehäuse Ø 1600 mm

20% SF6 / 80% N2 0,7 MPa Gehäuse Ø 400 mm

100% N2 2,0 - 2,5 MPa Gehäuse Ø 400 mm

lle: S

Novec 1230TM 1,7 49 1 low BP, Toxicity NEU:

SF6 und alternative Isoliergase

lle: K

Optimierte 380-kV-Freileitungen

(Mastbild und Seildurchhang)

Freileitungen

lle: S

380-kV-Freileitung mit Raumbedarf einer 110-kV-Trasse durch optimierte Verbundisolatoren (ESKOM, Südafrika)

Freileitungen

lle: L

Energiewende und Hochspannungstechnik

Hochspannungstechnik ist Basis für Übertragungsnetze

lle: S

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