Jahresbericht 2007 - FGE - RWTH Aachen University
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• Kurzschlussströme<br />
Kabel weisen geringere Impedanzen als Freileitungen<br />
auf. In reinen Kabelnetzen sind aus diesem<br />
Grund höhere Kurzschlussströme als in Freileitungsnetzen<br />
zu erwarten. Ob ein üblicher maximal<br />
erlaubter Kurzschlussstrom von I k ’’= 31,5 kA ausreicht<br />
oder gegebenenfalls andere Maßnahmen zur<br />
Beherrschung der Kurzschlussströme zu ergreifen<br />
sind – wie z. B. der Einsatz von Kurzschlussstrombegrenzern<br />
– ist zu untersuchen.<br />
• Netzplanungskonzepte<br />
Für ländliche reine 110-kV-Kabelnetze bestehen<br />
derzeit noch keine allgemein anerkannten Planungskriterien<br />
wie sie für 110-kV-Freileitungsnetze<br />
existieren. Durch die Verkabelung sind möglicherweise<br />
andere Netzplanungskonzepte für ländliche<br />
110-kV-Netze wirtschaftlich sinnvoll oder technisch<br />
sogar notwendig.<br />
• Versorgungszuverlässigkeit<br />
Allgemein ist die Ausfallhäufigkeit von Kabeln gegenüber<br />
Freileitungen geringer, da Kabel gegen<br />
atmosphärische Störungen geschützt sind. Kommt<br />
es jedoch zu einer Störung mit Schaden an einem<br />
Kabel, ist die Unterbrechungsdauer aufgrund von<br />
nötigen Erdarbeiten länger als die von Freileitungen.<br />
Die in Bild 2 aus der VDN-Statistik [1] aufgeführte<br />
Schadenshäufigkeit von Kabeln ist ein<br />
Durchschnittswert, der alle Kabeltechnologien einschließt.<br />
Es ist zu erwarten, dass durch den großflächigen<br />
Einsatz von VPE-Kabeln in der 110-kV-<br />
Ebene die Nichtverfügbarkeit gesenkt werden kann<br />
und die Versorgung von atmosphärischen Einflüssen<br />
unabhängig wird. Mögliche Auswirkungen und<br />
deren Wechselwirkung mit den Netzplanungskonzepten<br />
werden in dieser Forschungsarbeit mittels<br />
probabilistischer Zuverlässigkeitsanalyse [3] bewertet.<br />
3<br />
1/100 km<br />
1<br />
0<br />
ohne Schaden<br />
mit Schaden<br />
Kabel Freileitung<br />
Bild 2: Häufigkeit von Störungen mit und ohne<br />
Schaden [1]<br />
FORSCHUNGSPROJEKTE<br />
• Sternpunktbehandlung<br />
In Deutschland wird der überwiegende Teil der<br />
110-kV-Netze mit kompensiertem Sternpunkt betrieben<br />
um die Auswirkungen einpoliger Fehlerströme,<br />
die z. B. durch atmosphärische Einwirkung<br />
entstehen können, zu minimieren. Erdschlüsse in<br />
Kabelnetzen führen zur Zerstörung der Isolation und<br />
müssen deshalb frühzeitig durch den Schutz detektiert<br />
und unverzüglich abgeschaltet werden. Um<br />
dies bei reinen Kabelnetzen sicherzustellen, ist eine<br />
starre bzw. niederohmige Sternpunkterdung in diesen<br />
Netzen notwendig.<br />
• Wirtschaftliche Aspekte<br />
Die Aufwendungen für ein 110-kV-VPE-Kabel und<br />
seine Verlegung übersteigen die Kosten für die Errichtung<br />
einer Freileitung. Die in der Literatur angegebenen<br />
Mehrkostenfaktoren weisen eine hohe<br />
Bandbreite auf und sind sehr fallspezifisch. In dieser<br />
Arbeit sind für die Kabellegung Kostensätze<br />
speziell für ländliche Gebiete anzunehmen. Neben<br />
den Aufwendungen für die Trasse unterscheiden<br />
sich Instandhaltungskosten und Verluste der reinen<br />
Kabelnetze ebenfalls von denen, die sich für Freileitungsnetze<br />
ergeben. Um einen Vergleich unter wirtschaftlichen<br />
Gesichtspunkten durchzuführen, sind<br />
neben den erwähnten auch die Aufwendungen einzubeziehen,<br />
die aufgrund systemtechnischer Einflüsse<br />
der jeweiligen Übertragungstechnik entstehen.<br />
5 Literatur<br />
[1] Verband der Netzbetreiber (VDN) e.V. beim<br />
VDEW<br />
VDN-Störungs- und Verfügbarkeitsstatistik<br />
Berichtsjahr 2004, 1. Ausgabe November 2005<br />
[2] Maurer, C.<br />
Integrierte Grundsatz- und Ausbauplanung für<br />
Hochspannungsnetze, Dissertation <strong>RWTH</strong> <strong>Aachen</strong><br />
ABEV Bd. 101, Klinkenberg Verlag, <strong>Aachen</strong>, 2004<br />
[3] Cheng, S.; Sengbusch, K. v.; Vennegerts, H.<br />
Rechnergestützte probabilistische Zuverlässigkeitsanalyse<br />
– Weiterentwicklung von RAMSES<br />
<strong>Jahresbericht</strong> 2003, ABEV Bd. 92<br />
Klinkenberg Verlag, <strong>Aachen</strong>, 2003<br />
IAEW – <strong>FGE</strong> – JAHRESBERICHT <strong>2007</strong> 87