Wirtschaftlicher und stabiler Netzbetrieb. Hochspannungsnetze. siemens.de/transformatoren

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1 Wirtschaftlicher und stabiler Netzbetrieb Kompensations- und Reihendrosselspulen für Mittel- und Hochspannungsnetze siemens.de/transformatoren

2 Netzstabilität und Wirtschaftlichkeit mit Drosselspulen Jedes Produkt wird vor Auslieferung im Hochleistungsprüffeld getestet. Seit Jahrzehnten zuverlässig im Einsatz in Hochspannungsnetzen weltweit: Drosselspulen von Siemens. Eine gesicherte Stromversorgung setzt ein gut ausgebautes Versorgungsnetz voraus. Modernste Technik, höchste Qualität und Zuverlässigkeit sind die Grundvoraussetzungen hierfür. Drosselspulen bieten ihrem Betreiber Vorteile auf verschiedensten Ebenen. Technisch: bessere Spannungskontrolle, geringere Blindleistungsbelastung durch optimierte Blindleistungskompensation, Einhaltung vertraglicher Vorgaben (Kompensationsdrossel) und Kurzschlussstrombegrenzung, Impedanzanpassung eines Leitungsabschnitts (Seriendrossel) Wirtschaftlich: kosteneffizienteste Lösung zur Blindleistungskompensation bzw. Kurzschlussstrombegrenzung, geringerer Blindleistungsbedarf, geringere Verluste, höhere Netzkapazität, ausgeglichene Lastflüsse/ Leitungsbelastungen Unternehmerisch: Flexibilität und Unabhängigkeit von angeschlossenen Netzbetreibern Jedes unserer Produkte ist eine individuelle Anfertigung und erfüllt selbstverständlich alle Produktanforderungen an Spannung, Leistung, Betriebsart, Geräusch- und Verlustvorgaben, Anschlusstechnik, Kühlungsart sowie Transport und Aufstellung. Die Einsatzmöglichkeiten für Drosselspulen sind vielfältig. Reihendrosselspulen werden zur Kurzschlussstrombegrenzung oder Lastflussveränderung eingesetzt. Kompensationsdrosselspule aus dem Hause Siemens. Kompensationsdrosselspulen dienen der Spannungskontrolle und Blindleistungskompensation. Sie können auch mit Stufenschalter als variable Drosselspule ausgeführt werden. Kompensationsdrosselspulen kompensieren kapazitive Blindleistungen der Übertragungsleitungen besonders bei schwach belastetem oder leerlaufendem Netz setzen netzfrequente Überspannungen bei plötzlichem Lastabfall oder leerlaufendem Netz herab verbessern die Stabilität und Wirtschaftlichkeit der Energieübertragung Expertise trifft auf Kundennähe Seit über 100 Jahren sind wir Partner angesehener Energieversorger und Netzbetreiber. Wir haben jahrzehntelange Erfahrung in der Planung und im Bau von Drosselspulen und wir haben hierfür eigene Designtools entwickelt. Dank unseres Verbundes von Werken können wir die Größe unseres Konzerns mit der Nähe zu unseren Kunden bestmöglich verbinden. So unterstützen wir unsere Kunden täglich, um ihren Erfolg noch weiter voranzutreiben. Egal wo Sie sich befinden: Wir sind immer in der Nähe, um Ihnen mit unseren erfahrenen Experten zur Seite zu stehen. 2

3 Qualität mit System Qualität ist für uns eine durchgängige Philosophie an all unseren Standorten, die sich in allen Prozessen widerspiegelt. Jedes unserer Werke ist einzeln nach ISO 9001 zertifiziert und verfügt über weitere lokale Zertifizierungen, die selbstverständlich eingesehen werden können. Die gefertigten Produkte erfüllen die geforderten Normen von IEC bis ANSI und IEEE. Als Qualitätsführer auf dem Transformatorenmarkt definieren wir Qualität als Zusammenspiel aus Know-how, hochwertigsten Materialien und qualifizierten Mitarbeitern in jedem Arbeitsschritt. Jeder Fertigungsschritt wird von Qualitätskontrollen begleitet; die Endkontrolle bzw. Abnahmeprüfung erfolgt in unseren Hochleistungsprüffeldern vor Ort. Auf Wunsch führen wir auch gerne Sonderprüfungen durch. Hierfür laden wir regelmäßig die Auftraggeber ein, damit sie sich selbst von der Güte des für sie gefertigten Produkts überzeugen können. Im Sinne der Qualitätssicherung gehen wir mit unserem Service für unsere Kunden noch einen Schritt weiter. Wir beraten bereits im Vorfeld über die gewünschten, notwendigen und möglicherweise zusätzlichen Designfeatures. Projektmanagement und Auftragsabwicklung liegen an all unseren Standorten in den Händen serviceorientierter Mitarbeiter, auf die sich unsere Kunden stets verlassen können. Und selbstverständlich ist unser Aftersales- Service auch nach der Auslieferung einer Drosselspule für Sie da. Messbare Zuverlässigkeit Die Validität unserer Designregeln ist durch eine hohe Anzahl von Einheiten (über 800 in den letzten zehn Jahren) verifiziert. Wir arbeiten mit höchstmöglicher Präzision und setzen stets hochqualitatives Material ein. Unser Qualifikationssystem für Zulieferer basiert auf den weltweit gleichen Standards, die auch für uns selbst gelten. Das Ergebnis ist eine Fehlerrate, die sich sehen lassen kann: Gerne legen wir Ihnen unsere aktuellen MTBF-Raten zur Einsicht vor. 3

4 Bei der Anbindung von erneuerbaren Energien können Drosseln Spannungsschwankungen ausgleichen. Troubleshooter im Netz Einsatzmöglichkeiten Drosselspulen sind wahre Allround-Talente. Im klassischen Energieübertragungsnetz werden sie zur Spannungskontrolle, zur Blindleistungskompensation, zur Lastflussveränderung und zur Kurzschlussstrombegrenzung eingesetzt. In der neuen Energielandschaft mit erhöhter dezentraler und fluktuierender Energieerzeugung haben sich die Einsatzgebiete insbesondere von variablen Drosselspulen deutlich erweitert, z. B. bei der Anbindung großer Wind- und Solarparks zum Ausgleich von Spannungsschwankungen durch dezentralisierte Energieerzeugung oder auch durch starke Lastschwankungen der Privathaushalte künftig zur Anbindung großer Speichersysteme, die bei Befüllung/Leerung zu verstärkter Last und während der Speicherung zu Leerlauf auf den Leitungen führen bei Topologieänderungen wie dem Umstieg von Freileitungen auf Kabel oder Netzerweiterungen Des Weiteren bietet sich aufgrund der stetig wachsenden Vielfalt an Spannung-Leistung- Kombinationen die variable Drossel als flexible Ersatzeinheit für mehrere Leistungsklassen gleichzeitig an, um so die Anzahl der vorzuhaltenden Austauscheinheiten zu minimieren. Fix oder variabel? Für konstante Last- und Netzverhältnisse ist die fixe Drossel die kostengünstigste geeignete Lösung. Bei starken Lastschwankungen auf der Leitung, zukünftig veränderten Netzbedingungen (beispielsweise durch Netzausbau oder Veränderung der Erzeugungsstruktur) oder auch als flexible Ersatzeinheit ist die variable Drossel die beste Lösung. Eine fixe Drossel würde bei steigender Last überkompensieren, was zu einem ungewollten weiteren Spannungsabfall und zu einem zusätzlichen induktiven Blindleistungstransport durch die Leitung führen würde. Variable Drosselspulen können an die aktuelle Lastsituation angepasst werden und kompensieren so stets exakt. 4

5 Typisches Einsatzgebiet von Drosselspulen: das Energieübertragungsnetz. Wasserspeicher können sowohl zu verstärkter Last als auch zu Leerlauf auf den Leitungen führen. Unterschied zwischen fixer und variabler Drossel Kompensation mit fixer Drossel Kompensation mit variabler Drossel Energieerzeugung Transformator Übertragungsnetz Verbraucher Energieerzeugung Transformator Übertragungsnetz Verbraucher U 1 U 2 U 1 U 2 Fixe Drosselspule Variable Drosselspule 100 % 100 % 100 % 100 % U 1 U 2 U 1 U 2 U 1 U 2 U 1 U 2 5

6 Präzision in jedem Arbeitsschritt Dreischenkliger Kern einer Drossel mit Luftspalten. Kern mit Luftspalten aus der Nähe. Holzverspannung am Rückschlussschenkel eines Drosselkerns. 6

7 Unsere Drosselspulen werden mit Ölfüllung in zwei Bauarten hergestellt: ohne Eisenkern, mit magnetischem Rückschluss (Reihendrosseln bis 800 kv/ MVAr) mit durch Luftspalte unterteiltem Eisenkern (Kompensationsdrosseln bis 800 kv/ 300 MVAr) Um geringe Vibrationen, Geräusche und Verluste zu erreichen, die auch während der gesamten Betriebszeit von Drosselspulen gleich bleiben, ist Präzision gefragt. Diese erreichen wir einerseits durch unsere jahrzehntelange Erfahrung, aber auch durch exakte und geprüfte Berechnungsprogramme und größtmögliche Genauigkeit in jedem einzelnen Arbeitsschritt der Fertigung. Bei Wicklungen, Isolation, Kessel, Überwachungsgeräten und Anschlusstechnik ebenso wie beim Stufenschalter setzt Siemens auf bewährte Technologien, die aus dem Transformatorenbau bekannt sind. Das Herzstück einer Drosselspule ist jedoch der Kern, und dieser unterscheidet sich stark von den Kernen der Leistungstransformatoren. Reihendrosseln werden in der Regel ohne Eisenkern (Luftkern) und nur mit magnetischem Rückschluss gefertigt. Bei Kompensationsdrosselspulen setzt Siemens auf einen durch Luftspalte unterteilten Eisenkern, um ein kompaktes Design mit geringen Geräuschen, Vibrationen und Verlusten zu erreichen. Weiterer Vorteil des Eisenkerns mit Luftspalten ist ein Dämpfungseffekt (Kniepunkt), der die Spannung bei starken Über strömen begrenzt. Der Kern wird aus radialgeblechten Eisenpaketen hergestellt; Abstandshalter aus Keramik sorgen für die präzise Einhaltung der Luftspalte. Zusammengehalten wird der Kern von Spannungsbandagen aus Metall und/oder Holz und er wird gemeinsam mit dem Eisenjoch und dem Rückschlussschenkel in einen Pressrahmen eingespannt. Dabei wählt und optimiert Siemens zwischen zwei Konzepten: Bei der Innenverspannung werden die Zugpressstangen durch Löcher im Kern geführt, was insbesondere bei hohen Spannungen zu einem kompakten Design und durch die optimale Kraftübertragung auch zu minimalen Geräuschen führt. Bei der Außenverspannung liegen die Zugpressstangen außerhalb von Kern und Wicklung, was bei kleinen Spannungen oder auch bei Einphasendrosseln zu einem reduzierten Gewicht (insbesondere des Kerns) führt. Einmalig ist die Siemens-Federtechnologie zwischen Zugstange und Traverse, wodurch ein konstanter Kernpressdruck gewährleistet wird. Auf diese Weise erreicht Siemens konstant niedrige Vibrations- und Geräuschlevel über die gesamte Lebensdauer der Einheiten hinweg. Auch der Designprozess für Drosselspulen unterscheidet sich stark von dem für Transformatoren. Vor allem das mechanische Design kann durch den speziellen Kern sehr viel komplexer ausfallen, sodass besonderes Augenmerk auf die Beherrschung bestimmter physikalisch bedingter Charakteristika gelegt werden muss. Deshalb ist es gerade bei diesen Produkten wichtig, dass man sich auf den Hersteller und dessen Expertise verlassen kann. Siemens setzt eigens entwickelte Software und Simulations-Tools ein, um später bei der Prüfung die garantierten Werte auch wirklich einzuhalten. Messen ist besser als rechnen Nicht jedes Prüffeld, das für Transformatoren ausgelegt ist, kann auch die erforderlichen Tests für Drosselspulen ausführen. In den Prüffeldern der Siemens-Standorte, die Drosselspulen fertigen, können stets die realen Betriebsbedingungen bis in die höchsten Spannungs- und Leistungsebenen abgebildet werden. Dies bedeutet beispielsweise, dass die Standorte, die dreiphasige Drosseln produzieren, auch dreiphasig messen. Garantiewerte müssen nicht extrapoliert werden: Bei Siemens kann man sich auf die realen Messwerte verlassen. 7

8 Fünf Standorte ein Konzept Siemens Transformatoren verfügt über ein großes Fertigungsnetz. Drosselspulen werden in fünf Werken auf drei Kontinenten gefertigt. Natürlich ist jede Einheit ein nach Kundenwünschen maßgeschneidertes Produkt. Unser Werksverbund mit einheitlichen internen Richtlinien für die Auslegung und Herstellung von Reaktoren stellt jedoch sicher, dass unseren Kunden weltweit und unabhängig vom Standort das gleiche umfangreiche Know-how sowie dieselbe Qualität zur Verfügung stehen. Gleichzeitig sind unsere Werke sehr gut mit den lokalen Standards und Gegebenheiten der Länder vertraut, in die sie liefern. Hierdurch ergeben sich folgende Vorteile für Sie als Kunden: prompte Angebotserstellung optimiertes und durchgängiges Projektmanagement sehr hohe Liefertreue Flexibilität und Sicherheit durch Back-up- Werke einheitliche Dokumentation punktgenaue Lieferung Nürnberg, Deutschland Weiz, Österreich Linz, Österreich Mumbai, Indien Jundiaí, Brasilien 8

9 Gesteigerte Sicherheit dank Reihendrossel 2014 lieferte Siemens die größte Seriendrossel der Welt für den Einsatz in der 400-kV-Ebene mit 408 MVAr Nennspannung und MVAr Durchflussleistung. Reihendrosselspulen werden zur Stromkontrolle und zur Steigerung der Impedanz eingesetzt. Ihrem Namen entsprechend werden sie in Reihe mit der bestehenden Leitung geschaltet und dienen zum Beispiel als: Kurzschlussstrombegrenzungsdrosseln Drosseln zur Lastflussänderung Drosseln für Lichtbogenöfen (Motor-)Anfahrdrosseln zur Begrenzung des Einschaltstroms Haupteinsatzgebiet ist die Strombegrenzung. Die Seriendrossel stellt im Netz eine Impedanz dar und erhöht damit den Widerstand der Anordnung. Bei Kurzschlussstrombegrenzungsdrosseln wird so der mögliche Kurzschlussstrom im Fehlerfall limitiert. Die Reaktanz der Drossel wird dabei so gewählt, dass eine effektive Kurzschlussstrombegrenzung erreicht wird und der Spannungsabfall über der Drossel im normalen Betrieb noch akzeptabel ist. Da Kurzschlussstrombegrenzungsdrosseln einen Spannungsabfall bewirken und auch Auswirkungen auf das Transientenverhalten im Netz haben, müssen Ort der Installation und Dimensionierung sorgfältig ausgewählt werden. Unsere Kollegen von Siemens Transmission Solutions sind Ihnen dabei gerne behilflich und können die notwendigen Netzstudien durchführen. Drosseln für Lichtbogenöfen liefern eine zusätzliche Reaktanz, die den Lichtbogen stabilisiert und die Effizienz des Schmelzprozesses steigert. Bei Motor-Anfahrdrosseln wird der Einschaltstrom begrenzt, gegebenenfalls in Kombination mit einem Geschwindigkeitsregler. Eine Spezialanwendung sind Erdungsdrosselspulen. Diese dienen dazu, die Impedanz im Sternpunkt eines Transformators zu erhöhen. Im Fehlerfall begrenzt die Drosselspule den Fehlerstrom im Sternpunkt, kompensiert im Idealfall genau den kapazitiven Erdschlussstrom und unterstützt die Wiederherstellung der Leitung. Ein weiterer Anwendungsfall ist die einmalige Impedanzanpassung eines Teilsystems, um die Lastflüsse zu ändern. Für solch eine einmalige Anpassung ist die Seriendrossel meist die kostengünstigste Lösung. Soll eine Lastflussregelung dauerhaft flexibel gestaltet werden, empfiehlt sich eher der Einsatz eines Phasenschiebers. Siemens Transformatoren fertigt Seriendrosseln bis 800 kv und MVAr zumeist als ölgefüllte Einheiten mit Luftkern. Sie können je nach Kundenwunsch aber auch mit Eisenkern ausgeführt werden (insbesondere Sternpunkt erdungsdrosseln). 9

10 Effizienzsteigerung durch Blindleistungskompensation und Spannungskontrolle Drosselspulen am Einsatzort. Insbesondere an langen Hochspannungsleitungen sorgen Drosseln für Effizienz. Im Gegensatz zu Reihendrosselspulen werden Kompensationsdrosseln zwischen Übertragungsspannung und Erde geschaltet. Ihr Einsatzort befindet sich meist am Anfang oder Ende einer langen Freileitung oder einer Kabelstrecke oder in zentralen Schaltanlagen. Während Freileitungen eine vergleichsweise geringe Kapazität aufweisen und dadurch erst bei hohen Spannungen und/oder sehr langen Freileitungen kompensiert werden muss, haben Kabelstrecken eine deutlich höhere Leiter-Erde- Kapazität (Faktor 20), sodass schon bei deutlich niedrigeren Spannungen und kurzen Kabelstrecken kompensiert werden sollte. Kompensationsdrosselspulen erfüllen maßgeblich drei Funktionen: Sie schützen Hochspannungsbetriebsmittel durch Reduzierung lokaler Überspannungen Sie reduzieren unnötigen Blindleistungstransport durch Kompensation kapazitiver Blindleistung (etwa von Hochspannungskabeln/-freileitungen, angeschlossenen Erzeugern oder Industrie), minimieren so Verluste und erhöhen den möglichen Wirkleistungstransport durch die Leitung Sie kompensieren den Ferranti-Effekt Bei leerlaufenden Freileitungen und Kabeln steigt die Spannung über die Leitungskapazität stark an, Drosselspulen passen die Spannung auf den Nennwert an Die Vorteile der fixen Kompensationsdrosseln von Siemens liegen klar auf der Hand: Drosselspulen sind ein einfaches Betriebsmittel. Kompaktes Design kombiniert mit geringstem Wartungsbedarf der Einheiten bedeutet für den Kunden eine kostengünstige Möglichkeit zur Effizienzsteigerung, die bei Bedarf einfach zugeschaltet wird. Unsere einmalige Federtechnologie, gepaart mit hochqualitativen Materialien und präziser Verarbeitung durch unser geschultes Fachpersonal, bietet unseren Kunden ein fortwährend leistungsstarkes Produkt, das über Jahrzehnte hinweg zur Wertschöpfung beiträgt. 10

11 Hohe Wirtschaftlichkeit durch volle Flexibilität Variable Drosselspule mit Stufenschalter. Der Stufenschalter ermöglicht volle Flexibilität und höhere Effizienz. Variable Drosselspulen vereinen das bewährte Design von Kompensationsdrosseln mit der Zuverlässigkeit von Stufenschaltern, die im Transformatorenbau seit Jahrzehnten erfolgreich eingesetzt werden. Gerade bei unterschiedlich großen Spannungs- und Lastschwankungen spielen variable Drosselspulen ihre Vorteile aus: Bei einer Bandbreite von % Regelbarkeit bieten variable Drosseln dem Betreiber volle Flexibilität, sodass er größtmögliche Effizienz erreichen kann. Der Einsatz von variablen Drosselspulen ist besonders dann empfehlenswert, wenn es entweder auf der Abnehmerseite zu Schwankungen kommen kann (beispielsweise Belastungsunterschiede zwischen Tag und Nacht) oder auf der Erzeugerseite. Insbesondere durch den Ausbau von erneuerbaren Energien ist dies in immer mehr Netzen der Fall. Je nach Bedarf kann die Blindleistung an die aktuellen Netzverhältnisse angepasst werden und der Blindleistungsbezug kann gegebenenfalls reduziert werden. Interessante Nebeneffekte der Flexibilität: Beim Einschalten der variablen Drossel mit reduzierter Blindleistung entsteht ein kleinerer Schaltstoß Wird die variable Drossel weniger stark belastet, profitiert der Betreiber von geringeren Verlusten und geringeren Geräuschen Hierfür setzt Siemens auf die zuverlässigen VACUTAP VRG-Schalter der Maschinenfabrik Reinhausen, die sich bereits im Transformatorenbau bewährt haben. Sie können bis zu Schaltereignisse wartungsfrei durchführen. Variable Kompensationsdrosseln von Siemens sind somit nicht nur für regelmäßige Anpassung an geänderte Netzverhältnisse ausgelegt (beispielsweise durch fluktuierende Lastverhältnisse), sondern haben darüber hinaus einen minimalen Wartungsbedarf. 11

12 Wirtschaftlichkeit und Beispielrechnungen Blindleistungsverhalten im Tagesverlauf [MW] /MVAr Mit der Anschaffung einer variablen Kompensationsdrosselspule können die Kosten für den Betreiber oft sogar noch weiter gesenkt werden. Diverse Vorteile führen zu einer raschen Amortisation des erhöhten Anschaffungspreises: Referenztag [h] Wirkleistung 380-kV-Leitung 380-kV-Netzbetreiber NET Tx 380/110 kv 400 MVA 110-kV-Kabel Blindleistung Ohne Kompensation Mit variabler Drossel Mit fixer Drossel 110-kV-Netzbetreiber Erneuerbare Erzeugung 50 km 50 km 270 MW 115 MW weiter reduzierter Bezug von Blindleistung reduzierte Verluste von Übertragungsleitungen und angeschlossenem Equipment geringere mittlere Verluste der variablen Drossel im Vergleich zur fixen Drossel flexible Reaktion auf Netzverhältnisse möglich Beispielrechnung: fixe oder variable Drosselspule? Insbesondere wenn für den Bezug von Blindleistung Kosten anfallen, ist die Anschaffung einer (variablen) Drosselspule meist wirtschaftlich rentabel. Das Beispiel zeigt exemplarisch eine kombinierte Einspeisung aus Wind- und Solarenergie in das 380-kV-Netz über einen 380/110-kV-Netztransformator und eine 110-kV-Kabelstrecke. In Grün ist die Wirkleistungseinspeisung am 380-kV-Netztransformator dargestellt. Der Blindleistungsbedarf ist in Rot eingezeichnet. Eine fixe Drossel ist für den maximalen Blindleistungsbedarf ausgelegt. Bei erhöhter Einspeisung überkompensiert die fixe Drossel die Kabelkapazität, es muss zusätzliche kapazitive Blindleistung aus dem Netz bezogen und bezahlt werden. Weiterhin verursacht der kapazitive Blindleistungstransport im 400-kV- Netz zusätzliche Verluste. Eine variable Drossel erlaubt hingegen die ideale Anpassung der Blindleistung; es entstehen keine Blindleistungskosten. Der Anschaffung vor allem von fixen Drosselspulen liegt meist ein technischer Bedarf zugrunde, doch die Einheiten sind stets auch ein Mittel zur Effizienzsteigerung. Im Gegensatz zu einem Betrieb ohne Drosselspule muss weniger Blindleistung bezogen werden, die unter Umständen sonst zugekauft werden müsste. Zudem kann der Blindleistungstransport minimiert werden, wodurch Leitungsverluste reduziert werden und die Wirkleistungskapazität der Leitungen erhöht wird. 12

13 Beispielrechnung fixe Drosselspule Bei der Wirtschaftlichkeitsberechnung für den gezeigten Fall schlagen auf der Kostenseite neben dem Kaufpreis der Drosselspule sowohl die Verluste der Einheit als auch die Betriebskosten zu Buche. Die Ersparnisse durch die Reduzierung der benötigten Blindleistung und die geringeren Verluste im angeschlossenen Netztransformator und in der Hochspannungsleitung sind jedoch so hoch, dass sich die Anschaffung der fixen Drosselspule bereits nach fünf Monaten amortisiert hat. Wenn Blindleistung bezahlt werden muss, lohnt die Investition in eine Kompensationsdrosselspule in jedem Fall. Bestandteile der Betrag Annahmen Geschäftswertberechnung Investment für eine fixe Drosselspule TEUR (einmalig) Investment inkl. Fundament und Anschlussbetriebsmittel 110 kv/70 MVAr Zusätzliche Verluste der Drossel 5,83 TEUR Drossel ist dauerhaft in Betrieb mit 135 kw Verlusten Stromerzeugungskosten von 6 ct/kwh (Durchschnitt DE) Betriebskosten 0,2 TEUR (pro Monat) Reduzierung von Blindleistungseinkauf +225,8 TEUR (pro Monat) Reduzierung um 941 MVArh pro Tag am POC ermittelt durch Netzwerksimulation eines Standardtages und auf einen Monat hochgerechnet (4 d/monat entspricht einem Lastfaktor erneuerbarer Energien von ca. 13 %) Blindleistungspreis 6 ct/kvarh Reduzierte Verluste im nachgelagerten Netztransformator und in der 380-kV-Leitung +0,76 TEUR (pro Monat) Reduzierung der Verluste im Netztransformator und in der 380-kV-Leitung um 0,42 MWh pro Tag, ermittelt durch Simulation eines Standardtages und auf einen Monat hochgerechnet Stromerzeugungskosten von 6 ct/kwh (Durchschnitt DE) Gesamtersparnis +221 TEUR (pro Monat) Abzinsungsfaktor für die Berechnung des abgezinsten Geldflusses: 9 % p. a. Beispielrechnung variable Drosselspule Vergleicht man die Anschaffung einer fixen mit der einer variablen Drosselspule, muss zunächst natürlich ein höherer Kaufpreis berücksichtigt werden. Im Betrieb bietet die variable Drossel allerdings ausschließlich Vorteile: Durch die verhältnismäßig geringen Verluste der Einheit genauso wie durch geringeren Blindleistungsbedarf und geringere Verluste im angrenzenden Transformator und HS-Netz amortisiert sich der Mehrpreis schnell. Die Mehrkosten für die Anschaffung einer variablen anstelle einer fixen Drosselspule hätte der Betreiber im u. g. Beispiel bereits nach drei Monaten eingespart. Im operativen Betrieb hat die variable Drossel ausschließlich Vorteile. Bei fluktuierender Erzeugung stellt eine variable Drosselspule die wirtschaftlichste Lösung dar. Bestandteile der Geschäftswertberechnung Zusatzinvestment für eine variable Drossel 110 kv/28 70 MVAr Reduzierte Verluste der variablen Drossel im Vergleich zur fixen Drossel Reduzierung von Blindleistungseinkauf (im Vergleich zur fixen Drossel) Weiter reduzierte Verluste im nachgelagerten Netztransformator und in der 380-kV-Leitung Betrag 300 TEUR (einmalig zusätzlich zur fixen Drossel) Annahmen Zusatzinvestment für eine variable Drossel 110 kv/28 70 MVAr im Vergleich zu einer fixen Drossel 110 kv/70 MVAr +1,26 TEUR (pro Monat) Reduzierung um 0,7 MVArh pro Tag an der Kuppelstelle im Vergleich zur fixen Drossel ermittelt durch Netzwerksimulation eines Standardtages und auf einen Monat hochgerechnet (30 Tage pro Monat) Stromerzeugungskosten von 6 ct/kwh (Durchschnitt DE) +92,4 TEUR (pro Monat) Reduzierung um 385 MVArh pro Tag an der Kuppelstelle im Vergleich zur fixen Drossel ermittelt durch Netzwerksimulation eines Standardtages, hochgerechnet auf einen Monat (4 d/monat entspricht einem Lastfaktor erneuerbarer Energien von ca. 13 %) Blindleistungspreis 6 ct/kvarh +0,95 TEUR (pro Monat) Reduzierung der Verluste im Netztransformator und in der 380-kV-Leitung um 0,53 MWh pro Tag, ermittelt durch Simulation eines Standardtages und auf einen Monat hochgerechnet Stromerzeugungskosten von 6 ct/kwh (Durchschnitt DE) Gesamtersparnis +94,6 TEUR (pro Monat) Abzinsungsfaktor für die Berechnung des abgezinsten Geldflusses: 9 % p. a. 13

14 Referenzen 1. Variable Drosselspule für Zypern Zwei Einheiten 132 kv/27 75 MVAr (in 18 Stufen), um die Blindleistung entsprechend den variierenden Lastzyklen des zypriotischen Netzes anzupassen. Das Geräuschlevel ist mit 60 db extrem gering. Der Kunde bereitet sich mit den Einheiten bereits auf einen weiteren Ausbau der erneuerbaren Energien mit steigender Volatilität vor. 2. Verlustarme Kompensationsdrosseln für USA Lieferung von 40 Einheiten (765/ 3 kv, 100 MVAr) über zehn Jahre hinweg, um Spannungen anzupassen und Leitungskapazitäten zu kompensieren. Die Einheiten sind mit 146 kw besonders verlustarm. 3. Reihendrosselspulen für Singapur Siemens lieferte die ersten Reihendrosseln für das Netz des Stadtstaates. Drei Einheiten mit je 500 MVA für die 230-kV-Ebene zur Kurzschlussstrombegrenzung wurden geliefert. 4. Volle Flexibilität fürs deutsche Netz (aktuelles Projekt) Hohem Kompensierungsbedarf aufgrund von Erzeugung aus erneuerbaren Energien wird mit bis zu fünf Einheiten 400 kv/ MVAr Rechnung getragen. Gleichzeitig liefert die Lösung bleibende Flexibilität bei weiterem Ausbau. Die hohe Regulierung wird besonders für einen eventuellen Neustart nach dem Ausfall eines Windparks benötigt. 5. Geringe Vibration für Indien Für einen Kunden auf dem indischen Subkontinent lieferte Siemens Transformatoren acht Einheiten mit 50 MVAr/420 kv mit extrem geringen Vibrationen von durchschnittlich 5 µm. 6. Drosselspulen für ein zuverlässiges Netz in Argentinien Um die Stabilität und Zuverlässigkeit des argentinischen Übertragungsnetzes zu erhöhen, lieferte Siemens Transformatoren 44 Drosselspulen (28x 8,33 MVAr + 12x 16,66 MVAr + 4x 26,66 MVAr), die die wichtigsten Verbrauchszentren Argentiniens zu einem Ringnetz zusammenschließen. 14

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16 Published by Siemens AG 2017 Energy Management Freyeslebenstraße Erlangen, Deutschland Wünschen Sie mehr Informationen, wenden Sie sich bitte an unser Customer Support Center. Tel.: Fax: (Gebühren in Abhängigkeit vom Provider) support.energy@siemens.com Artikel-Nr. EMTR-B Gedruckt in Deutschland Dispo-Nr fb 7433 WS 0517 Gedruckt auf elementar chlorfrei gebleichtem Papier. Änderungen vorbehalten. Die Informationen in diesem Dokument enthalten allgemeine Beschreibungen der technischen Möglichkeiten, welche im Einzelfall nicht immer vorliegen. Die gewünschten Leistungsmerkmale sind daher im Einzelfall bei Vertragsschluss festzulegen.