HGÜ-Transformatoren

Stromrichter-Transformatoren für HGÜ-Systeme

Beschreibung
Details
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HGÜ-Transformatoren sind Schlüsselkomponenten in Hochspannungs-Übertragungsstationen. Diese stehen an den Endpunkten von Gleichstrom-Fernleitungen und Gleichstrom-Seekabeln.
HGÜ-Transformatoren sind das verbindende Element zwischen den angeschlossenen Wechselstromnetzen und den Hochleistungsgleichrichtern. Sie gleichen die Spannung an, schirmen den Gleichrichter vom Wechselstromnetz ab und generieren eine Phasenverschiebung.

Neue HGÜ-Verbindungen entstehen zwischen bestehenden, bereits etablierten Netzwerken. HGÜ-Anlagen können zwei verschiedene Wechselstromnetze miteinander verbinden, selbst wenn diese unterschiedliche Frequenzen haben. Beide Netzwerknutzer können dank verschiedener Zeitzonen oder unterschiedlicher Lebensumstände profitieren, da die Lastspitzen sich unterscheiden.

Derartige Lösungen helfen dabei, Netzwerke zu stärken und zu optimieren. Der gesellschaftliche und ökonomische Wandel führt zu mehr und mehr Möglichkeiten für HGÜ, und Siemens hat die richtigen Lösungen, seinen Kunden sowohl ganze HGÜ-Anlagen als auch Stromrichter-Transformatoren als Einzelkomponenten zu liefern.

Design-Optionen bei HGÜ-Transformatoren

Abhängig von der übertragenen Leistung können die Transformatoren als 3- oder 1-phasige Einheiten gebaut werden und haben ein bis zwei Ventilwicklungen pro Phase. Diese sind Wechsel- und Gleichstrom-Belastung ausgesetzt und müssen deshalb besonders isoliert werden. Zudem enthält der angelegte Strom viele Oberschwingungen, die zu größeren Verlusten und einem höheren Geräuschpegel führen. Um die Wicklungen zu prüfen, werden spezielle Gleichstrom- und Polaritäts-Umkehrungs-Tests durchgeführt.

Technische Besonderheiten von HGÜ-Transformatoren

Neben den üblichen Parametern eines Transformators müssen für den Bau eines HGÜ-Transformators besondere Parameter bekannt sein. Diese werden üblicherweise vom Entwickler einer HGÜ-Station gemeinsam mit dem Transformatoren-Entwickler festgelegt, um ein kosteneffizientes Design sowohl für den Transformator als auch für die HGÜ-Station zu erreichen.

Xiangjiaba – Shanghai, China: 6400 MW UHVDC

2009 baute Siemens den weltweit größten HGÜ-Transformator mit einer Kapazität von 800kV für Umformstationen in China. Im Vergleich zum vorher üblichen 500kV-Level bedeutet die Stufe 800 kV einen 60-prozentigen Anstieg der Bemessungsspannung – eine bis dato ungesehene Steigerung. Die Verluste in den neuen 800-kV-Systemen sind ebenfalls extrem gering. Das bedeutet, es ist eine Übertragungsleistung von mehr als 7000 MW möglich. Ultra-HGÜ kann in dieser Anwendung in der Region 33 Mio. t Co2 jährlich einsparen. Mit einer Länge von über 2000 km und einer Übertragungsleistung von 6400 mW ist diese Strecke im Moment die längste und leistungsstärkste HGÜ-Verbindung der Welt.

Drei-Schluchten-Staudamm, China

Strom über lange Distanzen durch nahezu unbegehbares Terrain zu transportieren ist eine typische Herausforderung der Energieübertragung, und auf diesem Gebiet ist die Effizienz von HGÜ-Leitungen unschlagbar. Ein typisches Beispiel ist das Dreischluchten-Pojekt. Das Überland-HGÜ-System überbrückt eine Entfernung von mehr als 1000 km. Siemens lieferte 14 HGÜ-Transformatoren 283,7 MVA sowie drei Glättungsdrosseln 0,27 H, 500 kV, für die Umrichterstation Zhengping, die zwischen Shanghai und Nanjing steht.

Basslink, Australien–Tasmanien

2005 ging die längste Unterwasser-HGÜ-Verbindung ans Netz. Der 295 km lange Basslink ist in der „Bass-Straße“ verlegt und liefert Strom aus Wasserkraft von Tasmanien in den australischen Staat Victoria. Er kann jedoch auch für die Lieferung von Strom aus Victoria nach Tasmanien genutzt werden. Das Projekt wurde nach ausführlichen Umweltstudien 2002 gestartet. Siemens übergab als Konsortialführer das 500-MW-System im Jahr 2005 an den Kunden. Siemens lieferte acht HGÜ-Transformatoren à 196 MVA.