Neue Energieübertragungssysteme in Deutschland

Neue Energieübertragungssysteme in
Deutschland –
Exposition in elektrischen und magnetischen
Gleichfeldern
A + A – EMF-Veranstaltung in Düsseldorf, 27.10.2015
Dr. Christoph Dörnemann,
Amprion GmbH, Dortmund
Warum neue leistungsstarke GleichstromVerbindungen (HGÜ)?
-
Wegfall der KKW im Süden und Integration
insbesondere der Windenergie im Norden
(off- und onshore) erfordert hohe
Transportkapazitäten über größere
Entfernungen
-
Geringere Verluste bei HGÜ gegenüber
Drehstrom bei hohen Leistungstransporten
über größere Entfernungen
Hinweis EMF: Gleichfelder
X
X
- elektrisch: Sekundäreffekte (Aufladungen)
- magnetisch: Lokale Veränderungen des
Erdmagnetfeldes
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Neue Energieübertragungssysteme in Deutschland, Dörnemann | 27. Oktober 2015, A + A, Düsseldorf
X
Magnetische Flussdichte bei Erdkabelverlegung
•
Ackerverlegung in
freier/landwirtschaftlicher Fläche
•
Beispiel einer Verlegeart der
HGÜ: symmetrischer Monopol
70
60
50
40
Erdmagnetfeld
Magnetische Flussdichte in
0,2m Höhe über dem
Boden bei 1 GW
Übertragungsleistung
30
20
-Vergleich zur Freileitung:
10
•
Maximum höher
•
örtlich begrenzter
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HGÜ-Projekt „Ultranet“
Bipolbetrieb, zur
Erhöhung der
Verfügbarkeit
Konversion
von 380-kV-Wechselstrom
in ±380-kV-Gleichstrom
AD
DD
DD
AD
+
+
n
n
Länge: ca. 400km
-
@ ±380kV & 2700A
 Leistung 2…2,3GW
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-
VSC-Technik: Dauerstrom >1350A pro Konverter
Bei paralleler Konverterverbindung sind >2700A möglich.
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Magnetische Flussdichte:
Vergleich AC- und DC- Freileitung
a)
Drehstrom- & Gleichstromleiter:
4 x Al/St 265/35
Mastbelegung
L1
L2
0
L3
380 kV
Drehstrom
Erdmagnetfeld
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±400 kV
Gleichstrom
Minimaler
Bodenabstand
elektrische DC Feldstärke
a)
Drehstrom- & Gleichstromleiter:
4 x Al/St 265/35
L1
berechnetes DC E-Feld
L2
0
L3
9.0
Höhe 12 m
380 kV
Drehstrom
8.0
±400 kV
Gleichstrom
Minimaler
Bodenabstand
7.0
6.0
5.0
•
E-Feldstärke variiert mit der
Ionenkonzentration.
•
Ionenkonzentration abhängig von
Leitungsparametern + Wetterlage
4.0
3.0
2.0
1.0
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 Wetterlage beeinflusst
E-Feld + Ionenkonzentration
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HGÜ-Versuch
• verschiedene Seiltypen, Seilhöhen, definierte Beregnung
• Fokus: elektrische Feldstärken- und Ionenstrommessungen
• elektrische Feldstärken: 8 - 12 kV/m
Zwei Leiterseile
Leiterseile (4er
(4er Bündel)
Bündel)
Zwei
• Ionenstromdichten: 50 - 120 nA/m2
Beregnungsanlage
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Wahrnehmbarkeit von E-Feldern und Ionenstrom
n = Ionenkonzentration [106/cm3]
Studie Kanada, 1996:
• 25 Frauen + 23 Männer (Alter: 18-57)
• im Sitzen getestet
• bei trockener Umgebung
Ergebnis/Empfehlung:
• elektrische Feldstärke < 25 kV/m
• Ionenstromdichte < 100 nA/m2
Wahrnehmbarkeit [%]
Forschungsbedarf:
Durchführung einer Wahrnehmbarkeitsstudie (Probanden) zur Ableitung von
(J.P. Blondin et al., Bioelectromagnetics 17: 1996, pp. 230-241)
(CIGRE Brochure 388, 2010 / CIGRE Brochure 473, 2011)
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Empfehlungen für Immissions- und
Arbeitsschutz
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