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Infotag der Bundesnetzagentur zum Netzentwicklungsplan 2024 Markus Thiel Stuttgart, 27.04.2015
Technische Grundlagen
Gliederung
n Aufbau des deutschen Stromnetzes n Übertragungstechnologien n Wechselstrom / Drehstrom n Gleichstrom
n Übertragungsmedien n Freileitung n Erdkabel
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Aufbau des deutschen Stromnetzes
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Netzstrukturdaten 2013 Spannungsebene Stromkreis-
länge in km Höchstspannung 34.979
Hochspannung 96.308
Mittelspannung 509.866
Niederspannung 1.156.785
Gesamtlänge 1.797.938 Quelle: Monitoringbericht 2014, Bundesnetzagentur & Bundeskartellamt
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Übertragungstechnologien
n Wechsel- /Drehstrom n Drehbewegung von
Generatoren erzeugt sinusförmige Spannung
n Im Transport- und Verteilnetz ist Dreiphasenwechselstrom (Drehstrom) der Standard
n Gleichstrom n Kein Polaritätswechsel
des Stromes n Polarität bleibt solange
konstant wie die Richtung der Leistungsübertragung gleich bleibt
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Eigenschaften der Drehstromübertragung
Vorteile n Spannungshöhe durch
Transformatoren leicht variierbar
n Der Nulldurchgang des sinusförmigen Stroms begünstigt das Schalten unter Last
n Im Vergleich zur Gleichstromtechnik günstiger
Nachteile n Neben ohmschen
Verlusten treten im Drehstromsystem zusätzlich kapazitive und induktive Verluste auf
n Die Leitungslänge wird durch diese Verluste begrenzt
n Kompensations-einrichtungen bei längeren Leitungen nötig
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Eigenschaften der Gleichstromübertragung
Vorteile n Nahezu verlustfreie
Energieübertragung über große Distanzen
n Höhere Übertragungs-kapazität, wodurch die Anzahl notwendiger Trassen reduziert wird
n Möglichkeit der gezielten Steuerung von Leistungsflüssen
Nachteile n Zusätzlicher
Flächenbedarf für die Konverter
n Zusätzliche Kosten der Konverter
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heute in 10 Jahren Quelle: ÜNB
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Übertragungsmedium Höchstspannungsleitungen
6,50 6,50 9,00 6,506,509,00 6,50 9,00 6,509,00 9,00 9,00
11,00 11,00 11,0011,00
9,00 9,00
28,7
011
,00
11,0
02 ,
508,
00
61,2
0
28,7
011
,00
2,50
8,00
50,2
0
28,7
03,
208,
00
39,9
0
6,84 6,84 6,84
Einebenenmast
Donaumast
Tonnenmast
Schutzstreifenbreite für 400 m Spannfeld und 46 N/mm2 Mittelzugspannung:
≈ 70 m ≈ 57 m ≈ 48 m Quelle: IEH (Institut für Energieversorgung und Hochspannungstechnik), Universität Hannover
Freileitungen
Vorteile n Kostengünstig zu
errichten n Geringere Reparatur-
und Ausfallkosten n Im Fehlerfall kürzere
Ausfallzeit n Kurzfristige
Überlastungen zulässig
Nachteile n Dauerhafte Land-
schaftsveränderung n Schneisenbildung n Störanfälligkeit
gegenüber Witterungs- einflüssen
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Übertragungsmedium Kabel
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Quelle: nkt cables
Quelle: Amprion
Drehstrom: Verkabelungsgrad nach Spannungsebenen 2013 Spannungsebene Anteil in % Höchstspannung 0,5 %
Hochspannung 9,0 %
Mittelspannung 78,8 %
Niederspannung 89,0 %
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Erdkabel
Vorteile n Elektrisches Feld praktisch
nicht vorhanden n Magnetisches Feld nimmt
mit Entfernung rascher ab als bei Freileitungen
n Geringerer ohmscher Widerstand als bei Freileitungen
n Geringere Störanfälligkeit gegenüber Blitzschlag
n Geringerer Eingriff ins Landschaftsbild
Nachteile n Trassen müssen von tief
verwurzelnden Pflanzen frei gehalten werden
n Schneisenbildung n Beeinflussung der
Bodenbeschaffenheit und des Bewuchs durch Erwärmung
n Höhere Ausfallzeiten n Zwei- bis zehnfach höhere
Investitionskosten n Bei Drehstrom u. U.
Blindleistungskompen-sationseinrichtungen
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