Supraleitende Geräte in Mittelund Hochspannungsnetzen

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1 Supraleitende Geräte in Mittelund Hochspannungsnetzen 4. Braunschweiger Supraleiter-Seminar, 12. bis 13. Mai 2009 Technische Universität Braunschweig Institut f. Hochspannungstechnik u. Elektrische Energieanlagen Institut f. Oberflächentechnik

2 Inhalt 1. Vorstellung 2. E.ON Avacon als Netzbetreiber 3. Anforderungen eines Netzbetreibers an Betriebsmittel 4. Unterschiede zu der industriellen Sichtweise 5. Was bedeutet dies für die Einführung neuer Technologien in den Versorgungsnetzen 2

3 Harald Waitschat Seit Leiter des neuen Bereiches Geschäftsentwicklung bei der E.ON Avacon AG Vom bis Mai 2008 Technischer Geschäftsführer der Energienetze Braunschweig GmbH Von 1993 bis 1999 verantwortlich für den Bereich Stromverteilung bei der Braunschweiger Versorgungs-AG Von 1989 bis 1993 Gruppenleiter in der Produktentwicklung bei der Siemens AG, Kabel- und Leitungswerk Neustadt/Coburg 3

4 Wertschöpfungskette und Kostenbegriff Wertschöpfung in der Energiewirtschaft Energieversorgungsunternehmen bewegen sich innerhalb folgender Wertschöpfungskette: wettbewerbliche Teilmärkte Marktentwicklung, -druck Erzeugung / Gewinnung Großhandel Transportund Verteilnetze Energie- Vertrieb natürliches Monopol Regulierung 4

5 E.ON Avacon seit Netz (DSO/NB) Technischer Netzservice Shared Services Vertrieb E.ON Avacon Netz GmbH 100% Tochtergesellschaft der EAV Geschäftsentwicklung E.ON Best Service GmbH 100% Tochtergesellschaft der EAV,EDI, EHA, EWA E.ON Avacon Vertrieb GmbH 100 % Tochtergesellschaft der EAV E.ON Vertrieb Deutschland GmbH Gemeinschaftsunternehmen E.ON Energie und ReVU Informationsveranstaltung der kommunalen Aktionäre 6. Mai

6 Netzgebiet 6

7 Kennzahlen Stromnetz 2008 Stromkreislänge in km Freileitung Kabel Gesamt Hochspannung Mittelspannung Niederspannung Anlagen in Stück Umspannwerke HS/MS 152 Schaltstationen MS 439 7

8 Anforderungen eines Netzbetreibers an Betriebsmittel Life-Cycle-Costs: Betrachtung über 40 Jahre! Investition Kosten für Betrieb und regelmäßige Wartung Rückbau / Entsorgung Dies ist nur die halbe Wahrheit Zuverlässigkeit Notbetriebseigenschaften Reparaturkosten Ersatzteilverfügbarkeit 8

9 Zuverlässigkeit 110-kV-LS, Löschmedium Öl, Typ H639, Fabrikat Siemens, Bj kV-LS, Löschmedium Öl, Typ MMO, Fabrikat Elprom (Bulgarien), Bj

10 Notbetriebseigenschaften Einwirkung auf Umgebung Notfunktion Manuelle Überbrückung Ersatzteil sofort einsetzbar 10

11 Reparaturkosten 20-kV-LS, Löschmedium Öl, Typ H515, Fabrikat Siemens, Bj Ersatzteilverfügbarkeit 20-kV-LS, Löschmedium Öl, Typ DKU, Fabrikat Sachsenwerk (AEG), Bj

12 Unterschiedliche Betrachtungsweise Industrielle Anwendung Einsatz im Netzbetrieb Beanspruchung: Funktion Beanspruchung: Stillstand Kriterium: Verschleiß Kriterium: Funktion bei Bedarf Überprüfung: Kontinuierlich Überprüfung: Diskret 12

13 Einführung neuer Technologien in Versorgungsnetzen Einsatz erst nach 20 Jahren Betriebserfahrung Gesicherte Überprüfung der Herstellerangaben für die erwartete Lebensdauer Neue Technologien haben es schwer im Netzbetrieb 13

14 Entwicklungsgeschichte des Supraleitenden Strombegrenzers CURL10 der Fa. Nexans 1999 Machbarkeitsstudie 2000 Erfolgreiche Tests an Kleinproben 2001 Erfolgreiche Tests an bifilaren Spulen 2002 Erfolgreiche Tests an Serienschaltungen bifilarer Spulen 2003 Erster erfolgreicher Test des 10MVA Strombegrenzers im Prüffeld 2004 Feldtest des 10 MVA Strombegrenzers bei RWE in Netphen Laufzeit: 04/ /2005 Ort: Netzkupplung zweier 10kV/15MVA Netze: anfänglich leichte Probleme mit der Kühlanlage (Temperaturschwankungen im flüssigen Stickstoff) Geplante Laufzeit: 1 Jahr Förderung durch BMBF. Kein Kurzschluss während der Laufzeit aufgetreten. EVU wollte keinen Kurzschluss provozieren. Danach weitere Tests im Labor im Forschungszentrum Karlsruhe und im FGH Prüffeld in Mannheim 14

15 Welche Anforderungen müssen erfüllt werden: Betrachtung der gesamten Lebensdauer Individuelle Lebensdauer der Komponenten/Teilsysteme. Welche Komponenten müssen wann getauscht werden? Wie lange werden Originalersatzteile vorgehalten? Welche Alternativen gibt es für die Zeit danach? Notfunktionsmöglichkeiten Wie kann das Netzelement bei einer Funktionsstörung weiter betrieben werden? Welche Risiken sind damit verbunden? 15

16 Supraleitende Geräte in Mittel- und Hochspannungsnetzen Gemeinsames Verständnis über Vorteile der neuen Technologie Gemeinsame Ermittlung/Abschätzung der der gesamten Life-cyclecosts Gemeinsame Risikobetrachtung Gemeinsame Verifizierung der Eigenschaften über einen langen Zeitraum 16