Publikationen / Ergebnisse
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Supraleitende Strombegrenzer (SSB) nutzen den Übergang des Supraleiters vom supraleitenden in den normalleitenden Zustand. Die kleine Impedanz eines SSB im supraleitenden Normalbetrieb erlaubt es, an sich widersprüchliche Forderungen nach kleiner Netzimpedanz bei gleichzeitig kleinen Kurzschlussströmen zu realisieren.Der Inhalt des Projektes für 2002 umfasste folgende Zielsetzungen:- Erstellen einer praxisorientierten Übersicht über die Anwendungsmöglichkeiten von SSB und Identifikation der vielversprechendsten Anwendungen unter Berücksichtigung der derzeitigen technischen Realisierungsmöglichkeiten.- Zusammenstellung der technischen Anforderungen an SSB.Die im Jahr 2002 durchgeführten Arbeiten zeigen, dass durch den Einsatz von SSB ein z.T. beachtliches Kosteneinsparpotential realisiert werden könnte, insbesondere bei Neuanlagen und Erweiterungen von bestehenden Anlagen. Die technischen Eigenschaften von heute realisierbaren Strombegrenzern erfüllen die Anforderungen von Anwendungen in Netzkupplungen. Für die Anwendung in Einspeisungen und Abgängen müssten noch sowohl die Begrenzungscharakteristik als auch die Verfügbarkeit nach einem Kurzschluss verbessert werden.Für 2003 ist eine Abschätzung des Marktpotentials und ?volumens für die ermittelten attraktivsten Anwendungen vorgesehen.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
ABB Consulting AG
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Lakner,Martin
Braun,D.
Zugehörige Dokumente
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Schlussbericht
(Deutsch)
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Supraleitende Strombegrenzer (SSB) nutzen den Übergang des Supraleiters vom supraleitenden in den normalleitenden Zustand. Die kleine Impedanz eines SSB im supraleitenden Normalbetrieb erlaubt es, an sich widersprüchliche Forderungen nach kleiner Netzimpedanz bei gleichzeitig kleinen Kurzschlussströmen zu realisieren. Mit dem Projekt wurde das Ziel verfolgt Anwendungsmöglichkeiten für SSB im Verteilnetz von Netzbetreibern und in Industrienetzen zu finden und das zugehörige Marktpotential abzuschätzen.Bei den SSB wird zwischen resistivem und induktivem Konzept unterschieden. Beim resistiven Typ wird der Supraleiter direkt vom Strom des zu schützenden Netzwerks durchflossen, beim induktiven Typ ist der Supraleiter induktiv an diesen Kreis angekuppelt. Im Vergleich zu induktiven Strombegrenzern erlaubt das resistive Konzept eine wesentlich kompaktere und leichtere Bauform. Die Entwicklung bei ABB geht zur Zeit in Richtung des resistiven Typs. Dieses Modell besteht aus parallel und seriell geschalteten Modulen, die aus Bi2212-Kompositen aufgebaut sind und mit flüssigem Stickstoff auf die Temperatur von 77 _K gekühlt werden.Strombegrenzer können auf verschiedene Arten realisiert werden. Der SSB ist eine davon. Die Vorteile der SSB gegenüber anderen Strombegrenzern sind, dass sie lediglich im Falle eines Kurzschlusses in den Betrieb des Netzes eingreifen, dass sie selbstgetriggert wirken und dass sie wiederverwertbar sind. Ein Nachteil des SSB ist der aufwand für die Kühlung.Im Rahmen des Projektes wurden mittels Simulationen die Einsatzmöglichkeiten von SSB in Verteilnetzen und Industrienetzen ermittelt. Bei den Simulationen wurden die drei Einsatzmöglichkeiten, SSB in der Kupplung zwischen zwei Netzen, SSB in der Einspeisung und SSB in den Abgängen von Unterwerken in realen Mittel- und Hochspannungsnetzen betrachtet.Das Marktpotential von SSB wurde mittels Interviews bei Betreibern von elektrischen Netzen ermittelt. Diese Interviews fanden mit mehreren Verteilnetzbetreibern von grossen und mittleren Städten der Schweiz sowie mit zwei Industrienetzbetreiber statt. Die Interviews zeigten, dass ausser dem Einsatz von standardisierten Transformatoren die elektrischen Netze sehr verschieden aufgebaut sind und auch entsprechend unterschiedlich betrieben werden. Trotzdem können für die Einsatzmöglichkeiten von SSB gemeinsame Schlussfolgerungen aus den Interviews gezogen werden.Wesentlich ist, dass die Betreiber von elektrischen Netzen prinzipiell offen für den Einsatz von SSB in ihren Netzen sind. Es gibt allerdings Einschränkungen, wie diese, dass eine ausgereifte Technik gefordert wird oder dass zur Zeit kein Bedarf besteht. Dem gegenüber konnten auch konkrete Einsatzmöglichkeiten herauskristallisiert werden. Die hauptsächliche Einsatzmöglichkeit liegt im Mittelspannungsnetz. Spezielle Anwendungen sind auch auf dem Hochspannungsnetz möglich. Im Niederspannungsnetz besteht jedoch kein Bedarf für SSB.Die häufigste Einsatzmöglichkeit von SSB liegt in der Kupplung von MS-Netzen. Diese Kupplung in den Unterwerken oder im Verteilnetz ausserhalb der Unterwerke wird angestrebt um eine Leistungserhöhung im Netz oder um eine Verbesserung der Verfügbarkeit der elektrischen Versorgen der Verbraucher zu erreichen, ohne dass damit auch ein Anstieg des Kurzschlussstromes verbunden ist. Eine weitere Einsatzmöglichkeit von SSB ist die Platzierung in Serie mit beim sekundärseitigen Transformatorschalter im Unterwerk. Damit kann der Kurzschlussstrom im MS-Netz auch nach einem Ersatz durch einen leistungsstärkeren Transformator auf dem alten Wert gehalten werden, so dass Leitungs- und Anlagenverstärkungen im MS-Netz nicht notwendig sind. Die Einsatzmöglichkeit von SSB in der Einspeisung einzelner Stationen, zur Beibehaltung des maximalen Kurzschlussstromes innerhalb der Station trotz steigender Kurzschlussleistung im Verteilnetz, beschränkt sich eher auf Anwendungen in der Industrie.Im Zusammenhang mit dem Einsatz von SSB wurden die Auswirkungen, d.h. die möglichen Kostenreduktionen, auf die Transformatoren, die Mittelspannungsschaltanlagen sowie die Kabel im Verteilnetz untersucht. Relevante Einsparungen zeichnen sich dabei bei Hochspannungstransformatorenund Hochspannungskabeln ab. Einsparungen, wenn auch in geringerem Mass, sind bei Niederspannungskabel mit grossen Querschnitten möglich.Die im Rahmen des Projektes durchgeführten Arbeiten zeigen, dass durch den Einsatz von SSB ein z.T. beachtliches Kosteneinsparpotential realisiert werden könnte, insbesondere bei Neuanlagen und Erweiterungen von bestehenden Anlagen.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Schnyder Ingenieure AG
ABB Schweiz AG
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Mauchle,Peter
Lakner,Martin
Braun,D.
Schnyder,Gilbert
Zugehörige Dokumente
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