Siemens HVDC Technology

Siemens HVDC Technology Aufzeichnung und Fehleranalyse bei der Hochspannungs- Gleichstrom-Übertragung May 7 th 2010 Schutzvermerk / Copyright-Vermerk Siemens Power Transmission

Einordnung der HGÜ Anlagen 2 05/2010 Copyright Siemens

Viele Vorteile HGÜ ist eine einheitliche Lösung für viele Anwendungen Lange Überlandleitungen mit hoher Übertragungskapazität und wenig Platzverbrauch Lange Kabel Übertragungen Reduzierte Verluste bei langer Übertragung Asynchrone Verbindung von Netzen Neue Verbindungen in Netzen mit stark begrenzter Kurzschlussleistung DC System Schnelle Kontrolle des Energieflusses System 1 System 2 3 05/2010 Copyright Siemens

Anwendungen Große Entfernung HGÜ ist die ökonomischste Lösung für Entfernungen > 600 km. System A DC Line System B DC Kabel System A DC Cable System B HGÜ ist die Lösung für lange Seekabel-Verbindungen Kurzkupplung System A System B HGÜ ist die einzige Lösung für die Verbindung asynchrone Netze, z.b. 50Hz mit 60 Hz. 4 05/2010 Copyright Siemens

Beispiel einer klassischen HGÜ Anlage DC Hall Control Building Valve Hall Transformers, AIS Switchyard DC Cable Entry Filters 5 05/2010 Copyright Siemens

Kernkomponenten einer bipolaren HGÜ Station System A System B Controls, Protection, Monitoring DC filter To/ from other terminal Pole 1 1. Converter Valves 2. Transformers 3. Filters filter DC filter Pole 2 4. Smoothing Reactors and DC Filters 5. DC Switchyard 6 3 2 1 4 5 6. Switchyard 6 05/2010 Copyright Siemens

Kernkomponente: Stromrichter Ventile Transformator Ventile Syste m Y I DC I Ph1 I Ph2 I Ph3 = 7 05/2010 Copyright Siemens

Kernkomponente: Stromrichter Ventile - Thyristor Thyristor Technologie mit direkt lichtgezündeten Thyristoren Nennspannung bis 800 kv Ölfrei und schwer entflammbar Effiziente und korrosionsfreie Wasserkühlung Exzellente Erbeben Sicherheit Thyristor 8 05/2010 Copyright Siemens

Kernkomponente: Einphasige, 3-Wickler-Stromrichter-Transformeren Siemens HGÜ Stromrichter Transformatoren - herausragende Performance seit 1977 400 MVA 1-ph / 3-w 354 MVA 1-ph / 3-w 9 05/2010 Copyright Siemens

Filter Kreise HVDC Station Filters System -Filter Type 1 -Filter Type 2 -Filter Type 3 Hauptfunktion: Absorbieren harmonischer Ströme Kompensation von Blindleistung Abgestimmte Filter: Kapazitiv Induktiv Single Tuned (ST) Double Tuned (DT) Triple Tuned (TT) Widerstand 10 05/2010 Copyright Siemens

Leittechnik Erste Generation mit neuer Win-TDC Technik Win-TDC* Erster Simulator Aufbau begonnen in 2001 mit iba Transient Fault Recorder * SIMATIC WinCC and SIMATIC TDC (Technology and Drive Control) 11 05/2010 Copyright Siemens

Siemens HGÜ mit iba Störschreiber (Transient Fault Recording) 2007 Neptune 2010 BritNed 2010 Storebælt 2009 Ballia-Bhiwadi 2010 Trans Bay Cable ibascope 2011 Adani 2010 Yunnan- Guangdong ibapda V6 2011 COMETA 2006 Basslink Die Entwicklung des iba Störschreibers für HGÜ startete in 2001. Die erste Anlage Basslink ging 2006 in kommerziellen Betrieb. 12 05/2010 Copyright Siemens

500MW 400kV Basslink, Australia 2006 Customer Project name National Grid Australia Basslink Interconnector Location Type of plant Power rating Transmission Voltage levels Thyristor voltage Australia - Tasmania Long distance Sea Cable 500 MW, monopolar 350 km 400 kv DC, 500 / 220 kv, 50 Hz Direct-light-triggered 8 kv 13 05/2010 Copyright Siemens

5000MW 800kV China Southern Grid Company, 2010 Costumer Project Name Location Power Rating Type of Plant Voltage Levels Type of Semiconductors China Southern Power Grid Yunnan - Guangdong Chuxiong City/ Yunnan Zengcheng City/ Guangdong 5000MW Long Distance Bipole 1418km ± 800kV DC 525kV, 50Hz LTT 8kV (5760) 14 05/2010 Copyright Siemens

iba Transient Fault Recorder Anforderung und Lösung bei HGÜ Anlagen Controls, Protection, Monitoring zur Gegenstation DC filter Pole 1 Control SIMATIC TDC iba VMEbus filter DC filter Pole 2 Schnittstellenkarte SM128V 110V 380 kv 1000A 1A 2000A DC 150mV LO5 800 kv DC 5V digital 16 Bit Parallel Analog Digital Umsetzer PADU16M iba Rackline Industrie PC (Daten-Erfassungs-PC) 15 05/2010 Copyright Siemens

Win-TDC Messwert-Erfassung Hybrid-optische DC Strom-Messung Shunt Sensor Head Box TFR cubicle Fibre optic connection Box Fibre optic cable Fibre optic cable 16 05/2010 Copyright Siemens

5000MW 800kV Yunnan - Guangdong Umfang des iba Störschreibers bei einer Großanlage Signalumfang: 1200 Analogsignale 1300 Binärsignale 600 Trigger 1-2 ms Sampling Performance: 100 µs Sampling. Bei Triggerung 7 sec Aufzeichnung. 60 MB Daten je Aufzeichnung. 100 µs Sampling 17 05/2010 Copyright Siemens

Beispiel spezieller Messwerte Aufzeichnung der Ströme auf der Ventilseite IacY Stern Wicklung / Max = Id Id Id IacD Dreieck Wicklung / Max = 2/3 Id Id 2/3 Id 18 05/2010 Copyright Siemens

Aktuelle Verbesserungen Einsatz der modernen Datenerfassungs-Software ibapda Die ibapda Software wurde um die Anforderungen für HGÜ Störschreiber erweitert und wird aktuell in 3 Anlagen eingeführt. Damit sind auch die neuen FOB4i-D und FOB4o-X PCI Karten mit DMA Speicherzugriff nutzbar. Vorteile: Wesentlich bessere Performance, d.h. mehr Systemreserven Kompaktere Störschreiber Einfachere Handhabung beim Setup und der Trigger-Verwaltung Längere Lebensdauer der Harddisk durch Speicherverwaltung Zeitzoneneinstellung für Nutzung der lokalen Ortszeit Zusätzliche Diagnosesignale der HGÜ Messung Zweite Generation der HGÜ iba Störschreiber 19 05/2010 Copyright Siemens

Zukünftige Entwicklung Einsatz der ibapadu-s Familie für HGÜ Störschreiber ibapadu-s iba PADU16M Ersatz Dritte Generation der HGÜ iba Störschreiber 20 05/2010 Copyright Siemens