Jahresbericht 2007 - FGE - RWTH Aachen University

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