Transformatoren Anforderungen und Lösungen. Referent: Jurek Aengenvoort, Pablo Cirujano, Luis del Rio, Ormazabal

Transkript

1 Transformatoren Anforderungen und Lösungen Referent: Jurek Aengenvoort, Pablo Cirujano, Luis del Rio, Ormazabal

2 Transformatoren: Anforderungen und Lösungen

3 Vorstellung Jurek Aengenvoort Produktmanager Anlagentechnik GmbH seit 2015 Verantwortlich für folgendes Produktspektrum in Deutschland: Transformatoren Schaltanlagen (Konzernprodukte) 3

4 Vorstellung Luis del Rio Entwicklungsleiter Laststufenschalter (OLTC) seit 2001 Corporate Technology seit 2004 Verantwortlich für Entwicklung OLTC Virtual Testing Lab 4

5 Vorstellung Pablo Cirujano Technical Manager Transformers Cotradis seit 2001 Verantwortlich für das Technical Department Transformers seit 2012 das Entwicklungslabor für Transformatoren die folgenden Entwicklungsprojekte Leistungstransformatoren bis 10MVA & 72,5kV neue Produktlinien transforma.smart (RONT), transforma.fine (Wind), Photovoltaik-Transformatoren 5

6 Agenda I. Anforderungen i. Ökodesign ii. dynamische Regelung II. Lösungen i. verlustreduzierte Transformatoren ii. regelbare Ortsnetztransformatoren iii. Laststufenschalter Anhang: UDEX

7 Anforderungen Ökodesign Richtlinie 2009/125/EG des eur. Parlaments und des Rates Ziel: Umweltgerechte Gestaltung von Produkten Harmonisierte Anforderungen an ein Ökodesign Verordnung (EU) Nr. 548/2014 der Kommission Ziel: Spezifizierung oben genannter Ziele in Bezug auf Transformatoren (Kategorie energierelevante Produkte) Picture 7

8 Lösungen verlustreduzierte Transformatoren Leerlaufverluste (P 0 ): Qualität der Magnetbleche Qualität des Prozesses: Schneiden der Bleche und Herstellung des magnetischen Kerns Investment in zwei neue Schneidemaschinen Kurzschlussverluste (P k ): Abhängig vom Widerstand der Leiter und vom Belastungsgrad 8

9 Anforderungen dynamische Regelung Netz der Vergangenheit Netz der Zukunft 9

10 Anforderungen dynamische Regelung aktuelle und zukünftige Herausforderungen im Netz höhere Spannungen aufgrund der Integration von Erneuerbaren Energien niedrigere Spannungen z.b. durch Wärmepumpen und Elektromobilität 10

11 Anforderungen dynamische Regelung Photovoltaik in Deutschland Bestand und Ausbau mehr als 40 GW Bestand und über 1,5 GW Zubau in

12 Anforderungen dynamische Regelung Elektromobilität in Deutschland Nationaler Entwicklungsplan Elektromobilität: 1 Million Elektrofahrzeuge in Deutschland bis 2020 Bundesregierung und Autohersteller vereinbaren Kaufprämie (Volumen1,2 Mrd. Euro) 12

13 Lösungen regelbare Ortsnetztransformatoren Verteilnetztransformatoren mit lastfrei schaltbarem Umsteller manuelle Regelung der Spannung Freischaltung des Transformators erforderlich Verteilnetztransformatoren mit unter Last schaltbarem Stufenschalter automatische Spannungsregelung Betrieb des Trafos kann aufrecht erhalten bleiben 13

14 Lösungen regelbare Ortsnetztransformatoren transforma.smart Öl-gefüllter Drehstrom-Transformator mit automatischem Stufenschalter, 50 Hz für Innenraum- und Freiluftaufstellung, mit Selbstkühlung (ONAN) Isolationspegel: bis 24 kv Nennleistung: bis 800 kva Schaltgruppe: Dyn 11 Unterspannung: z. B. 400 V Picture 14

15 Lösungen regelbare Ortsnetztransformatoren transforma.smart innovatives und kompaktes Design reduzierte Verluste gemäß EU Verordnung Nr. 548/2014 (Ökodesign). wählbare Isolierflüssigkeiten Mineralöl synthetische Ester oder natürliche biologisch abbaubare Isolierflüssigkeiten mit hohem Flammpunkt Wartungsaufwand analog zu Transformatoren mit manuellem Umsteller vergleichbarer ökologischer Fußabdruck Picture 15

16 Lösungen regelbare Ortsnetztransformatoren transforma.smart entwickelt gemäß den folgenden aktuellen Regelwerken IEC 60076: Leistungstransformatoren. IEC 60214: Stufenschalter IEC 61000: Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) EU Verordnung Nr. 548/2014 (Ökodesign). Picture 16

17 Lösungen regelbare Ortsnetztransformatoren transforma.smart 1. Tank gefüllt mit Isolierflüssigkeit 2. Mittel- und Niederspannungswicklungen 3. ferromagnetischer Kern 4. Mittelspannungsdurchführungen 5. Niederspannungsdurchführungen 6. Stufenschalter (OLTC = On-Load Tap Changer) 7. Reaktoren des Stufenschalters 8. Motor des Stufenschalters 9. Stufungsanzeige des Stufenschalters 10. Temperatur-Sensor (4-20 ma). Picture 17

18 Lösungen regelbare Ortsnetztransformatoren 18

19 Lösungen regelbare Ortsnetztransformatoren Quelle: 19

20 Lösungen Laststufenschalter OLTC OLTC Stufungsanzeige Anzahl der Stufen des autom. Laststufenschalters: bis zu 9 Stufen (+10%, -10%) Motor Bauart des autom. Stufenschalter: elektromechanisch mit Vakuum-Röhren und Strombegrenzung 20

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28 Lösungen Laststufenschalter 28

29 Lösungen Laststufenschalter Steuerschrank hohe Benutzerfreundlichkeit: kein Laptop notwendig um Daten zu visualisieren oder Parametrierungen vorzunehmen Dauer einer automatischen Stufung: 0,9 s minimale Zeit zwischen zwei Stufungen: 3 s. Schnittstellen: Ethernet, RS232, RS485, USB Protokolle: IEC und MODBUS TCP (optional: DNP3, OPC UA) Abmessungen (BxHxT): 380x300x155 Gewicht: 9kg. Schutzklasse: IP65 29

30 Lösungen Laststufenschalter niedrige Temperatur Stufenschalter blockiert Betriebstemperatur Stufenschalter arbeitet hohe Temperatur Transformator abgeschaltet 30

31 Lösungen Laststufenschalter Steuerschrank zukunftsweisender Algorithmus zur korrekten Spannungsregelung Betriebszustände: normaler Betrieb (z.b. 0,9-1,1 pu) Schnellbetrieb (z.b. 0,8 1,2 pu) Betrieb blockiert (z.b. 0,2-1,8 pu) 31

32 Lösungen Laststufenschalter SCADA-Anbindung Visualisierung und Parametrierung aus der Ferne (remote control) Datentransfer mittels FTP (File Transfer Protocol) möglich Analyse der OLTC Operationen -Alarm möglich Cyber-Sicherheit: dynamische Passwörter, Firewalls, Datenaufbereitung 32

33 Vielen Dank! Muchas gracias! 33

34 UDEX Unique Experimentation Network ein Ormazabal Versuchsnetz, Speisung durch das angrenzende Hochleistungsprüffeld, das öffentliche Versorgungsnetz oder mittels Dieselgenerator flexibles Konzept: individuell konfigurierbar (bis 36 kv, 50/60 Hz ) über 15 km Mittelspannungskabel, 450m Freileitung und 2 km Niederspannungskabel Fernüberwachung und Fernsteuerung vorbereitet für zukünftige Adaptionen Prüffeld für schnelle und kundenspezifische Prüfaufbauten Picture 34

35 UDEX Entwicklung und Prüfung von neuen Lastmanagement erw. Messinfrastruktur Ladeinfrastrukutur für Elektroautos elektrische Energiespeicher Technologien, Produkten und Dienstleistungen in einem sicheren und Oberschwingungen / Verzerrung Windturbinen kontrollierten Umfeld variable Energieversorgnung HPL: Kurzschlussleistung dezentrale Erzeugung neue Komponenten Blindleistungskompensation 35

36 UDEX Integration von Erneuerbaren Energien PV-Dachanlage verfügbare Leistung: 100 kw Windturbine vertikale Rotorachse langsam drehend <100 U/min geringe Geräuschentwicklung 36

37 UDEX zusätzliche Infrastruktur Elektrofahrzeuge, Lademodi: Schnellladung (CHAdeMO) Semi-Schnellladung (Mennekes) langsame Ladung (Schuko) Energiespeicher Power Electronics: 2x30kW VRLA Batterien (168kWh) 37