Kompensations- und Reihendrosselspulen für Mittel

Kompensations- und Reihendrosselspulen
für Mittel- und Hochspannungsnetze
Wirtschaftlicher und stabiler Netzbetrieb
siemens.de/transformatoren
Netzstabilität und
Wirtschaftlichkeit mit
Drosselspulen
Eine gesicherte Stromversorgung setzt ein
gut ausgebautes Versorgungsnetz voraus.
Modernste Technik, höchste Qualität und
Zuverlässigkeit sind die Grundvoraussetzungen hierfür. Drosselspulen bieten ihrem
Betreiber Vorteile auf verschiedensten
Ebenen.
Kompensationsdrosselspule aus dem
Hause Siemens.
• Technisch: bessere Spannungskontrolle,
geringere Blindleistungsbelastung durch
optimierte Blindleistungskompensation,
Einhaltung vertraglicher Vorgaben (Kompensationsdrossel) und Kurzschlussstrombegrenzung, Impedanzanpassung eines
Leitungsabschnitts (Seriendrossel)
• Wirtschaftlich: kosteneffizienteste Lösung
zur Blindleistungskompensation bzw.
Kurzschlussstrombegrenzung, geringerer
Blindleistungsbedarf, geringere Verluste,
höhere Netzkapazität, ausgeglichene Lastflüsse/Leitungsbelastungen
• Unternehmerisch: Flexibilität und Unabhängigkeit von angeschlossenen
Netzbetreibern
Jedes Produkt wird vor Auslieferung im
Hochleistungsprüffeld getestet.
Seit Jahrzehnten zuverlässig im Einsatz
in Hochspannungsnetzen weltweit:
Drosselspulen von Siemens.
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Jedes unserer Produkte ist eine individuelle
Anfertigung und erfüllt selbstverständlich
alle Produktanforderungen an Spannung,
Leistung, Betriebsart, Geräusch- und Verlustvorgaben, Anschlusstechnik, Kühlungsart sowie Transport und Aufstellung.
Die Einsatzmöglichkeiten für Drosselspulen
sind vielfältig:
Reihendrosselspulen werden zur Kurzschlussstrombegrenzung oder Lastflussveränderung eingesetzt.
Kompensationsdrosselspulen dienen der
Spannungskontrolle und Blindleistungskompensation. Diese können auch mit Stufenschalter als variable Drosselspule ausgeführt
werden. Sie
• kompensieren kapazitive Blindleistungen
der Übertragungsleitungen – besonders
bei schwach belastetem oder leerlaufendem Netz
• setzen netzfrequente Überspannungen
bei plötzlichem Lastabfall oder leerlaufendem Netz herab
• verbessern die Stabilität und Wirtschaftlichkeit der Energieübertragung
Expertise trifft auf Kundennähe
Seit über 100 Jahren sind wir Partner angesehener Energieversorger und Netzbetreiber. Wir haben jahrzehntelange Erfahrung
im Designen und Bauen von Drosselspulen
und haben hierfür eigene Designtools entwickelt. Dank unseres Verbundes von Werken können wir die Größe unseres Konzerns
mit der Nähe zu unseren Kunden bestmöglich verbinden. So unterstützen wir unsere
Kunden täglich, um ihren Erfolg noch weiter voranzutreiben. Egal wo Sie sich befinden: Wir sind immer in der Nähe, um Ihnen
mit unseren erfahrenen Experten zur Seite
zu stehen.
Qualität mit System
Qualität ist für uns eine durchgängige Philosophie an all
unseren Standorten, die sich in allen Prozessen widerspiegelt.
Jedes unserer Werke ist einzeln nach ISO 9001 zertifiziert und
verfügt über weitere lokale Zertifizierungen, die selbstverständlich eingesehen werden können. Die gefertigten Produkte erfüllen die geforderten Normen von IEC bis ANSI
und IEEE.
Als Qualitätsführer auf dem Transformatorenmarkt definieren
wir Qualität als Zusammenspiel aus Know-how, hochwertigsten Materialien und qualifizierten Mitarbeitern in jedem
Arbeitsschritt. Jeder Fertigungsschritt wird von Qualitätskontrollen begleitet; die Endkontrolle bzw. Abnahmeprüfung
erfolgt in unseren Hochleistungsprüffeldern vor Ort. Auf
Wunsch führen wir auch gerne Sonderprüfungen durch. Hierfür laden wir regelmäßig die Auftraggeber ein, damit sie sich
selbst von der Güte ihres Produkts überzeugen können.
Im Sinne der Qualitätssicherung gehen wir mit unserem Service für unsere Kunden noch einen Schritt weiter. Wir beraten
bereits im Vorfeld über die gewünschten, notwendigen und
möglicherweise zusätzlichen Designfeatures. Projektmanagement und Auftragsabwicklung liegen an all unseren Standorten in den Händen von serviceorientierten Mitarbeitern, auf
die sich unsere Kunden stets verlassen können. Und selbstverständlich ist unser Aftersales-Service auch nach der Aus
lieferung unserer Drosselspule für Sie da.
Messbare Zuverlässigkeit
Die Validität unserer Designregeln ist durch eine hohe Anzahl
von Einheiten (über 800 in den letzten zehn Jahren) verifiziert. Wir arbeiten mit höchstmöglicher Präzision und setzen
stets hochqualitatives Material ein. Unser Qualifikationssystem für Zulieferer basiert auf den weltweit gleichen Standards, die auch für uns selbst gelten. Das Ergebnis ist eine
Fehlerrate, die sich sehen lassen kann: Gerne legen wir Ihnen
unsere aktuellen MTBF-Raten zur Einsicht vor.
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Troubleshooter
im Netz
Einsatzmöglichkeiten
Fix oder variabel?
Drosselspulen sind wahre Allround-Talente.
Im klassischen Energieübertragungsnetz
werden sie zur Spannungskontrolle, zur
Blindleistungskompensation, zur Lastflussveränderung oder zur Kurzschlussstrombegrenzung eingesetzt.
Für konstante Last- und Netzverhältnisse ist
die fixe Drossel die kostengünstigste geeignete Lösung. Bei starken Lastschwankungen
auf der Leitung, zukünftig veränderten
Netzbedingungen (beispielsweise durch
Netzausbau oder Veränderung der Erzeugungsstruktur) oder auch als flexible Ersatzeinheit ist die variable Drossel die beste
Lösung. Eine fixe Drossel würde bei steigender Last überkompensieren, was zu einem
ungewollten weiteren Spannungsabfall und
zu einem zusätzlichen induktiven Blindleistungstransport durch die Leitung führen
würde. Variable Drosselspulen können der
aktuellen Lastsituation angepasst werden
und kompensieren so stets exakt.
In der neuen Energielandschaft mit erhöhter dezentraler und fluktuierender Energieerzeugung haben sich die Einsatzgebiete
insbesondere von variablen Drosselspulen
deutlich vermehrt, z. B.
Typisches Einsatzgebiet von Drosselspulen: das Energieübertragungsnetz.
• bei der Anbindung großer Wind- und
Solarparks
• zum Ausgleich von Spannungsschwankungen durch dezentralisierte Energieerzeugung oder auch durch starke Lastschwankungen der Privathaushalte
• künftig zur Anbindung großer Speichersysteme, die bei Befüllung/Leerung zu verstärkter Last und während der Speicherung zu Leerlauf auf den Leitungen führen
• bei Topologieänderungen wie dem
Umstieg von Freileitungen auf Kabel oder
Netzerweiterungen
Wasserspeicher können sowohl zu
verstärkter Last als auch zu Leerlauf
auf den Leitungen führen.
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Des Weiteren bietet sich aufgrund der stetig
wachsenden Vielfalt an Spannung-Leistungs-Kombinationen die variable Drossel
als flexible Ersatzeinheit für mehrere Leistungsklassen gleichzeitig an, um so die
Anzahl an vorzuhaltenden Austauscheinheiten zu minimieren.
Bei der Anbindung von erneuerbaren Energien können Drosseln Spannungsschwankungen ausgleichen.
Unterschied zwischen fixer und variabler Drossel:
Kompensation mit fixer Drossel
Kompensation mit variabler Drossel
Fixe Drosselspule
Variable Drosselspule
100 %
U1
U2
100 %
U1
U2
100 %
U1
U2
100 %
U1
U2
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Präzision in jedem Arbeitsschritt
Unsere Drosselspulen werden mit Ölfüllung in zwei Bauarten
hergestellt:
Reihendrosseln werden in der Regel einphasig ohne Eisenkern
(Luftkern) und nur mit magnetischem Rückschluss gefertigt.
• ohne Eisenkern, mit magnetischem Rückschluss
(Reihendrosseln bis 800 kV/1.500 MVAr)
Bei Kompensationsdrosselspulen setzt Siemens auf einen
durch Luftspalte unterteilten Eisenkern, um ein kompaktes
Design mit geringen Geräuschen, Vibrationen und Verlusten
zu erreichen. Weiterer Vorteil des Eisenkerns mit Luftspalten
ist ein Dämpfungseffekt (Kniepunkt), der die Spannung bei
starken Überströmen begrenzt. Der Kern wird aus radialgeblechten Eisenpaketen hergestellt; Abstandshalter aus Keramik sorgen für die präzise Einhaltung der Luftspalte. Zusammengehalten wird der Kern von Spannungs-Bandagen aus
Metall und/oder Holz und er wird gemeinsam mit dem Eisenjoch und Rückschlussschenkel in einen Pressrahmen eingespannt. Dabei wählt und optimiert Siemens zwischen zwei
Konzepten: Bei der Innenverspannung werden die Zugpressstangen durch Löcher im Kern geführt, was insbesondere bei
hohen Spannungen zu einem kompakten Design und durch
die optimale Kraftübertragung auch zu minimalen Geräuschen führt. Bei der Außenverspannung liegen die Zugpressstangen außerhalb von Kern und Wicklung, was bei kleinen
Spannungen oder auch bei Einphasendrosseln zu einem reduzierten Gewicht (insbesondere des Kerns) führt. Einmalig ist
die Siemens-Federtechnologie zwischen Zugstange und
Traverse, wodurch ein konstanter Kernpressdruck gewähr
leistet wird.
• mit durch Luftspalte unterteiltem Eisenkern (Kompensa
tionsdrosseln bis 800 kV/300 MVAr)
Um geringe Vibrationen, Geräusche und Verluste zu erreichen, die auch während der gesamten Betriebszeit von Drosselspulen gleich bleiben, ist Präzision gefragt. Diese erreichen
wir einerseits durch unsere jahrzehntelange Erfahrung, aber
auch durch exakte und geprüfte Berechnungsprogramme und
größtmögliche Genauigkeit in jedem einzelnen Arbeitsschritt
der Fertigung.
Bei Wicklungen, Isolation, Kessel, Überwachungsgeräten
und Anschlusstechnik ebenso wie beim Stufenschalter setzt
Siemens auf bewährte Technologien, die aus dem Transformatorenbau bekannt sind.
Das Herzstück einer Drosselspule ist jedoch der Kern, und
dieser unterscheidet sich stark von den Kernen der
Leistungstransformatoren.
Dreischenkliger Kern einer Drossel mit Luftspalten.
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Auf diese Weise erreicht Siemens konstant niedrige Vibrations- und Geräuschlevel – über die gesamte Lebensdauer der
Einheiten hinweg.
Auch der Designprozess für Drosselspulen unterscheidet sich
stark von dem für Transformatoren. Vor allem das mechanische Design kann durch den speziellen Kern sehr viel komplexer ausfallen, sodass besonderes Augenmerk auf die Beherrschung bestimmter physikalisch bedingter Charakteristika
gelegt werden muss. Deshalb ist es gerade bei diesen Produkten wichtig, dass man sich auf seinen Hersteller und dessen
Expertise verlassen kann. Siemens setzt eigens entwickelte
Software und Simulations-Tools ein, um später bei der Prüfung die garantierten Werte auch wirklich einzuhalten.
Kern mit Luftspalten aus der Nähe.
Messen ist besser als rechnen
Nicht jedes Prüffeld, das für Transformatoren ausgelegt ist,
kann auch die erforderlichen Tests für Drosselspulen ausführen. In den Prüffeldern der Siemens-Standorte, die Drosselspulen fertigen, können stets die realen Betriebsbedingungen
bis in die höchsten Spannungs- und Leistungsebenen durchgeführt werden. Dies bedeutet beispielsweise, dass die Standorte, die dreiphasige Drosseln produzieren, auch dreiphasig
messen. Garantiewerte müssen nicht extrapoliert werden:
Bei Siemens kann man sich auf die realen Messwerte
verlassen.
Holzverspannung am Rückschlussschenkel eines Drosselkerns.
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Fünf Standorte –
ein Konzept
Siemens Transformatoren verfügt über ein großes Fertigungsnetz. Drosselspulen werden in fünf Werken auf drei
Kontinenten gefertigt. Natürlich ist jede Einheit ein nach
Kundenwünschen maßgeschneidertes Produkt. Unser Werksverbund mit einheitlichen internen Richtlinien für die Auslegung und Herstellung von Reaktoren stellt jedoch sicher, dass
unseren Kunden weltweit und unabhängig vom Standort das
gleiche umfangreiche Know-how sowie dieselbe Qualität zur
Verfügung stehen. Gleichzeitig sind unsere Werke sehr gut
mit den lokalen Standards und Gegebenheiten der Länder
vertraut, in die sie liefern.
Nürnberg
Hierdurch ergeben sich folgende Vorteile für Sie als Kunden:
• prompte Angebotserstellung
• optimiertes und durchgängiges Projektmanagement
• sehr hohe Liefertreue
• Flexibilität und Sicherheit durch Back-up-Werke
• einheitliche Dokumentation
• punktgenaue Lieferung
Linz
Weiz
Mumbai
Jundiaí
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2014 lieferte Siemens die größte Seriendrossel der Welt für den Einsatz in der 400-kV-Ebene mit 408 MVAr Nennspannung
und 2.770 MVAr Durchflussleistung.
Gesteigerte Sicherheit
dank Reihendrossel
Reihendrosselspulen werden zur Stromkontrolle und zur Steigerung der Impedanz eingesetzt. Ihrem Namen entsprechend
werden sie in Reihe mit der bestehenden Leitung geschaltet
und dienen zum Beispiel als
• Kurzschlussstrombegrenzungsdrosseln
• Drosseln zur Lastflussänderung
• Drosseln für Lichtbogenöfen
• (Motor-)Anfahrdrosseln zur Begrenzung des Einschaltstroms
Haupteinsatzgebiet ist die Strombegrenzung. Die Seriendrossel stellt im Netz eine Impedanz dar und erhöht damit den
Widerstand der Anordnung.
• Bei Kurzschlussstrombegrenzungsdrosseln wird so der mögliche Kurzschlussstrom im Fehlerfall limitiert. Die Reaktanz
der Drossel wird dabei so gewählt, dass eine effektive
Kurzschlussstrombegrenzung erreicht wird und der Spannungsabfall über der Drossel im normalen Betrieb noch
akzeptabel ist. Da Kurzschlussstrombegrenzungsdrosseln
einen Spannungsabfall bewirken und auch Auswirkung auf
das Transientenverhalten im Netz haben, müssen Ort der
Installation und Dimensionierung sorgfältig ausgewählt
werden. Unsere Kollegen von Siemens Transmission Solutions sind Ihnen dabei gerne behilflich und können die
notwendigen Netzstudien durchführen.
• Drosseln für Lichtbogenöfen liefern eine zusätzliche Reaktanz, die den Lichtbogen stabilisiert und die Effizienz des
Schmelzprozesses steigert.
• Bei Motor-Anfahrdrosseln wird der Einschaltstrom begrenzt,
gegebenenfalls in Kombination mit einem Geschwindigkeitsregler.
• Eine Spezialanwendung sind Erdungsdrosselspulen. Diese
dienen dazu, die Impedanz im Sternpunkt eines Transformators zu erhöhen. Im Fehlerfall begrenzt die Drosselspule
den Fehlerstrom im Sternpunkt, kompensiert im Idealfall
genau den kapazitiven Erdschlussstrom und unterstützt die
Wiederherstellung der Leitung.
• Ein weiterer Anwendungsfall ist die einmalige Impedanz
anpassung eines Teilsystems, um die Lastflüsse zu ändern.
Für solch eine einmalige Anpassung ist die Seriendrossel
meist die kostengünstigste Lösung. Soll eine Lastflussregelung dauerhaft flexibel gestaltet werden, empfiehlt sich
eher der Einsatz eines Phasenschiebers.
Siemens Transformatoren fertigt Seriendrosseln bis 800 kV
und 1.500 MVAr zumeist als ölgefüllte Einheiten mit Luftkern.
Sie können je nach Kundenwunsch aber auch mit Eisenkern
ausgeführt werden (insb. Sternpunkterdungsdrosseln).
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Drosselspulen am Einsatzort.
Insbesondere auf langen Hochspannungsleitungen sorgen Drosseln
für Effizienz.
Effizienzsteigerung durch
Blindleistungskompensation
und Spannungskontrolle
Im Gegensatz zu Reihendrosselspulen werden Kompensationsdrosseln zwischen Übertragungsspannung und Erde
geschaltet. Ihr Einsatzort befindet sich meist am Anfang oder
Ende einer langen Freileitung oder einer Kabelstrecke oder in
zentralen Schaltanlagen. Während Freileitungen eine vergleichsweise geringe Kapazität aufweisen und dadurch erst
bei hohen Spannungen und/oder sehr langen Freileitungen
kompensiert werden muss, haben Kabelstrecken eine deutlich höhere Leiter-Erde-Kapazität (Faktor 20), sodass schon
bei deutlich niedrigeren Spannungen und kurzen Kabelstrecken kompensiert werden sollte.
Kompensationsdrosselspulen erfüllen maßgeblich drei
Funktionen:
• Sie schützen Hochspannungsbetriebsmittel durch Reduzierung lokaler Überspannungen
• Sie reduzieren unnötigen Blindleistungstransport durch
Kompensation kapazitiver Blindleistung (etwa von
Hochspannungskabeln/-Freileitungen, angeschlossenen
Erzeugern oder Industrie) und sparen so Verluste ein und
erhöhen den möglichen Wirkleistungstransport durch die
Leitung
• Sie kompensieren den Ferranti-Effekt
• Bei leerlaufenden Freileitungen und Kabeln steigt die Spannung über die Leitungskapazität stark an. Drosselspulen
passen die Spannung auf den Nennwert an
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Die Vorteile der fixen Kompensationsdrosseln von Siemens
liegen klar auf der Hand: Drosselspulen sind ein einfaches
Betriebsmittel. Kompaktes Design kombiniert mit geringstem
Wartungsbedarf der Einheiten bedeutet für den Kunden eine
kostengünstige Möglichkeit zur Effizienzsteigerung, die bei
Bedarf einfach zugeschaltet wird. Unsere einmalige Federtechnologie, gepaart mit hochqualitativen Materialien und
präziser Verarbeitung durch unser geschultes Fachpersonal,
bietet unseren Kunden ein fortwährend leistungsstarkes
Produkt, das über Jahrzehnte hinweg zur Wertsteigerung
beiträgt.
Variable Drosselspule mit Stufenschalter.
Der Stufenschalter ermöglicht volle Flexibilität und höhere Effizienz.
Hohe Wirtschaftlichkeit durch
volle Flexibilität
Variable Drosselspulen vereinen das bewährte Design von
Kompensationsdrosseln mit der Zuverlässigkeit von Stufenschaltern, die im Transformatorenbau seit Jahrzehnten erfolgreich eingesetzt werden. Gerade bei unterschiedlich großen
Spannungs- und Lastschwankungen spielen variable Drosselspulen ihre Vorteile aus: Bei einer Bandbreite von 20–100 %
Regelbarkeit bieten variable Drosseln dem Betreiber volle Flexibilität, sodass er größtmögliche Effizienz erreichen kann.
Der Einsatz von variablen Drosselspulen ist besonders dann
empfehlenswert, wenn es entweder auf der Abnehmerseite
zu Schwankungen kommen kann (beispielsweise Belastungsunterschiede zwischen Tag und Nacht) oder auf der Erzeugerseite. Insbesondere durch den Ausbau von erneuerbaren
Energien ist dies in immer mehr Netzen der Fall. Je nach
Bedarf kann die Blindleistung den aktuellen Netzverhältnissen
angepasst und der Blindleistungsbezug gegebenenfalls reduziert werden. Interessante Nebeneffekte der Flexibilität:
Hierfür setzt Siemens auf die zuverlässigen VACUTAP VRGSchalter der Maschinenfabrik Reinhausen, die sich bereits im
Transformatorenbau bewährt haben. Sie können bis zu
300.000 Schaltereignisse wartungsfrei durchführen. Variable
Kompensationsdrosseln von Siemens sind somit nicht nur für
regelmäßige Anpassung an geänderte Netzverhältnisse ausgelegt (beispielsweise durch fluktuierende Lastverhältnisse),
sondern haben dabei weiterhin einen minimalen Wartungsbedarf.
• Beim Einschalten der variablen Drossel mit reduzierter
Blindleistung entsteht ein kleinerer Schaltstoß
• Wird die variable Drossel weniger stark belastet, profitiert
der Betreiber von geringeren Verlusten und geringeren
Geräuschen
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Wirtschaftlichkeit und
Beispielrechnungen
Der Anschaffung vor allem von fixen Drosselspulen liegt
meist ein technischer Bedarf zugrunde, doch die Einheiten
sind stets auch ein Mittel zur Effizienzsteigerung.
Im Gegensatz zu einem Betrieb ohne Drosselspule muss weniger Blindleistung bezogen werden, die unter Umständen
sonst zugekauft werden müsste. Zudem kann der Blindleistungstransport minimiert werden, wodurch Leitungsverluste
reduziert werden und die Wirkleistungskapazität der Leitungen erhöht wird.
Mit der Anschaffung einer variablen Kompensationsdrosselspule können die Kosten für den Betreiber oft sogar noch
weiter gesenkt werden. Diverse Vorteile führen zu einer
raschen Amortisation des erhöhten Anschaffungspreises:
• weiter reduzierter Bezug von Blindleistung
• reduzierte Verluste von Übertragungsleitungen und
angeschlossenem Equipment
Beispielrechnung: fixe oder variable Drosselspule?
Insbesondere wenn für den Bezug von Blindleistung Kosten
anfallen, ist die Anschaffung einer (variablen) Drosselspule
meist wirtschaftlich rentabel. Das Beispiel zeigt exemplarisch
eine kombinierte Einspeisung aus Wind- und Solarenergie in
das 380-kV-Netz über einen 380/110-kV-Netztransformator
und eine 110-kV-Kabelstrecke. In Grün ist die Wirkleistungseinspeisung am 380-kV-Netztransformator dargestellt. Der
Blindleistungsbedarf ist in Rot eingezeichnet. Eine fixe Drossel ist für den maximalen Blindleistungsbedarf ausgelegt. Bei
erhöhter Einspeisung überkompensiert die fixe Drossel die
Kabelkapazität, es muss zusätzliche kapazitive Blindleistung
aus dem Netz bezogen und bezahlt werden. Weiterhin verursacht der kapazitive Blindleistungstransport im 400-kV-Netz
zusätzliche Verluste. Eine variable Drossel erlaubt hingegen
die ideale Anpassung der Blindleistung; es entstehen keine
Blindleistungskosten.
• geringere mittlere Verluste der variablen Drossel im
Vergleich zur fixen Drossel
• flexible Reaktion auf Netzverhältnisse möglich
Blindleistungsverhalten im Tagesverlauf
NET Tx
380-kV-Leitung 380/110 kV
400 MVA
[MW] /MVAr
300
250
50 km
110-kV-Kabel
50 km
Erneuerbare
Erzeugung
270 MW
200
115 MW
150
380-kV-Netzbetreiber
100
50
0
–50
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
Referenztag [h]
Wirkleistung
12
Blindleistung
ohne Kompensation
mit variabler Drossel
mit fixer Drossel
110-kV-Netzbetreiber
Beispielrechnung fixe Drosselspule
Bei der Wirtschaftlichkeitsberechnung für den gezeigten Fall
schlagen auf der Kostenseite neben dem Kaufpreis der Drosselspule sowohl die Verluste der Einheit als auch die Betriebskosten zu Buche. Die Ersparnisse durch Reduzierung der
benötigten Blindleistung und die geringeren Verluste im
angeschlossenen Netztransformator und der Hochspannungs-
leitung sind jedoch so hoch, dass sich die Anschaffung der
fixen Drosselspule bereits nach fünf Monaten amortisiert
hat.
Wenn Blindleistung bezahlt werden muss, lohnt die Investition in eine Kompensationsdrosselspule in jedem Fall.
Bestandteile der
Geschäftswertberechnung
Betrag
Annahmen
Investment für eine fixe Drosselspule
110 kV/70 MVAr
–1.100 TEUR (einmalig)
• Investment inkl. Fundament und Anschlussbetriebsmittel
Zusätzliche Verluste der Drossel
–5,83 TEUR
• Drossel ist dauerhaft in Betrieb mit 135 kW Verlusten
• Stromerzeugungskosten von 6 ct/kWh (Durchschnitt DE)
Betriebskosten
–0,2 TEUR (pro Monat)
Reduzierung von Blindleistungseinkauf
+225,8 TEUR (pro Monat)
• Reduzierung um 941 MVArh pro Tag am POC – ermittelt durch Netzwerksimulation eines Standardtages und auf einen Monat hoch
gerechnet (4d/Monat entspricht einem Lastfaktor erneuerbarer
Energien von ca. 13 %)
• Blindleistungspreis 6 ct/kVArh
Reduzierte Verluste im nachgelagerten
Netztransformator und in der 380-kVLeitung
+0,76 TEUR (pro Monat)
• Reduzierung der Verluste im Netztransformator und in der 380-kVLeitung um –0,42 MWh pro Tag, ermittelt durch Simulation eines
Standardtages und auf einen Monat hochgerechnet
• Stromerzeugungskosten von 6 ct/kWh (Durchschnitt DE)
Gesamtersparnis
+221 TEUR (pro Monat)
• Abzinsungsfaktor für die Berechnung des abgezinsten Geldflusses:
9 % p. a.
Beispielrechnung variable Drosselspule
Vergleicht man die Anschaffung einer fixen mit der einer
variablen Drosselspule, ergibt sich zunächst natürlich ein
höherer Kaufpreis. Im Betrieb bietet die variable Drossel
allerdings ausschließlich Vorteile: Durch die verhältnismäßig
geringen Verluste der Einheit genauso wie durch geringeren
Blindleistungsbedarf und geringere Verluste im angrenzenden Transformator und HS-Netz amortisiert sich der Mehrpreis schnell.
Die Mehrkosten für die Anschaffung einer variablen
anstelle einer fixen Drosselspule hätte der Betreiber im
u. g. Beispiel bereits nach drei Monaten eingespart.
Im operativen Betrieb hat die variable Drossel ausschließlich Vorteile. Bei fluktuierender Erzeugung stellt eine
variable Drosselspule die wirtschaftlichste Lösung dar.
Bestandteile der
Geschäftswertberechnung
Betrag
Annahmen
Zusatzinvestment für eine variable
Drossel 110 kV/28–70 MVAr
–300 TEUR
(einmalig zusätzlich zur
fixen Drossel)
• Zusatzinvestment für eine variable Drossel 110 kV/28–70 MVAr im
Vergleich zu einer fixen Drossel 110 kV/70 MVAr
Reduzierte Verluste der variablen Drossel
im Vergleich zur fixen Drossel
+1,26 TEUR (pro Monat)
• Reduzierung um 0,7 MVArh pro Tag an der Kuppelstelle im Vergleich zur
fixen Drossel – ermittelt durch Netzwerksimulation eines Standardtages
und auf einen Monat hochgerechnet (30 Tage pro Monat)
• Stromerzeugungskosten von 6 ct/kWh (Durchschnitt DE)
Reduzierung von Blindleistungseinkauf
(im Vergleich zur fixen Drossel)
+92,4 TEUR (pro Monat)
• Reduzierung um 385 MVArh pro Tag an der Kuppelstelle im Vergleich
zur fixen Drossel – ermittelt durch Netzwerksimulation eines Standard
tages, hochgerechnet auf einen Monat (4 d/Monat entspricht einem
Lastfaktor erneuerbarer Energien von ca. 13 %)
• Blindleistungspreis 6 ct/kVarh
Weiter reduzierte Verluste im nach
gelagerten Netztransformator und in
der 380-kV-Leitung
+0,95 TEUR (pro Monat)
• Reduzierung der Verluste im Netztransformator und in der 380-kVLeitung um –0,53 MWh pro Tag, ermittelt durch Simulation eines
Standardtages und auf einen Monat hochgerechnet
• Stromerzeugungskosten von 6 ct/kWh (Durchschnitt DE)
Gesamtersparnis
+94,6 TEUR (pro Monat)
• Abzinsungsfaktor für die DCF Berechnung: 9 % p. a.
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Referenzen
1. Variable Drosselspule für Zypern
Zwei Einheiten 132 kV/27–75 MVAr (in 18 Stufen), um die Blindleistung entsprechend
den variierenden Lastzyklen des zypriotischen Netzes anzupassen. Das Geräuschlevel ist
mit 60 dB extrem gering. Der Kunde bereitet sich mit den Einheiten bereits auf einen
weiteren Ausbau der erneuerbaren Energien mit steigender Volatilität vor.
2. Verlustarme Kompensationsdrosseln für Amerika
Lieferung von 40 Einheiten (765/√3 kV, 100 MVAr) über zehn Jahre hinweg, um Spannungen anzupassen und Leitungskapazitäten zu kompensieren. Die Einheiten sind mit
146 kW besonders verlustarm.
3. Reihendrosselspulen für Singapur
Siemens lieferte die ersten Reihendrosseln für das Netz des Stadtstaates. Drei
Einheiten mit je 500 MVA für die 230-kV-Ebene zur Kurzschlussstrombegrenzung
wurden geliefert.
4. Volle Flexibilität fürs deutsche Netz (aktuelles Projekt)
Hohem Kompensierungsbedarf aufgrund von Erzeugung aus erneuerbaren Energien
wird mit bis zu fünf Einheiten 400 kV/50–250 MVAr Rechnung getragen. Gleichzeitig
liefert die Lösung bleibende Flexibilität bei weiterem Ausbau. Die hohe Regulierung
wird besonders für einen eventuellen Neustart nach dem Ausfall eines Windparks
benötigt.
5. Geringe Vibration für Indien
Für einen Kunden auf dem indischen Subkontinent lieferte Siemens Transformatoren
acht Einheiten mit 50 MVAr/420 kV mit extrem geringen Vibrationen von durchschnittlich 5 µm.
6. Drosselspulen für ein zuverlässiges Netz in Argentinien
Um die Stabilität und Zuverlässigkeit des argentinischen Übertragungsnetzes zu
erhöhen, lieferte Siemens Transformatoren 44 Drosselspulen (28x 8,33 MVAr +
12x 16,66 MVAr + 4x 26,66 MVAr), die die wichtigsten Verbrauchszentren
Argentiniens zu einem Ringnetz zusammenschließen.
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Die Informationen in diesem Dokument
enthalten allgemeine Beschreibungen der
technischen Möglichkeiten, welche im
Einzelfall nicht immer vorliegen. Die
gewünschten Leistungsmerkmale sind
daher im Einzelfall bei Vertragsschluss
festzulegen.

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