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Siemens hat einen Leistungstransformator für Höchstspannungsnetze entwickelt, der innerhalb von einer Woche installiert werden kann. Heute dauert ein solcher Vorgang mehrere Wochen. Der neue Transformatoren-Typ stellt somit die Stromversorgung im Fall von Störungen in bisher nicht möglich erscheinender, kurzer Zeit wieder her.
Leistungstransformatoren stellen die Übertragung elektrischer Energie mit über hundert Kilovolt (kV) Spannung über weite Strecken bis zum Endkunden sicher. Fällt einer dieser Transformatoren einer Großstadt aus, kann das mehrere tausende Menschen betreffen. Bis ein neuer Transformator bestellt und geliefert ist, vergehen aber meist mehr als sechs Monate.
Um die Versorgung sicherzustellen, wird im Idealfall der Strom für diese Zeit über andere Netzteile umgeleitet. Das funktioniert umso stabiler, je mehr redundante Strukturen ein Stromnetz aufweist. In manchen Regionen halten die Versorger von Ballungszentren deshalb zur Sicherheit einen Ersatztransformator bereit. Allerdings dauert es auch mehrere Wochen, um einen Transformator dieser Leistungsklasse vor Ort in Betrieb zu nehmen. Die mobile Lösung von Siemens reduziert diesen Zeitraum auf weniger als eine Woche.
Mit dem Alter steigt das Ausfallrisiko
Leistungstransformatoren sind für einen jahrzehntelangen Betrieb ausgelegt. Oft bleiben sie über ihre garantierte Lebenszeit hinaus im Einsatz. Dann aber erhöht sich die Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls. Auch besondere Belastungen aufgrund beschädigter Leitungen oder anderer Netzstörungen – beispielsweise bei Naturkatastrophen – können zu Ausfällen führen. Mit Hilfe moderner Systeme, die den Zustand des Transformators permanent erfassen, kann man einen drohenden Ausfall frühzeitig erkennen. Viele Anlagen verfügen jedoch nicht über diese Überwachungsmöglichkeit (sogenanntes Condition Monitoring). In Regionen mit einem relativ alten Stromnetz oder einem hohen Risiko für extreme Wetterereignisse können daher weitere Ersatztransformatoren für zusätzliche Sicherheit sorgen.
Transformatoren mit einer Leistung von einigen hundert Megavoltampere (MVA) wiegen bis zu mehreren hundert Tonnen. Um sie zum Einsatzort zu bringen, muss ein Schwertransport organisiert werden. Zudem sind die Transformatoren mit Mineralöl gefüllt. Diese Öle können sich im Fehlerfall entzünden und im Falle vom unkontrollierten Austritt die Umwelt schädigen. Für den Transport wird das Mineralöl abgelassen. Zwei bis drei Wochen dauert auch der Anschluss an das Netz, wenn die meterlangen, starren Stromdurchführungen mit Kränen in Position gebracht, millimetergenau justiert und aufwändig verschraubt werden.
Plug & Play-Anschlüsse sparen einige Wochen Zeit
In Zusammenarbeit mit einigen Kunden entwickelte Siemens einen mobilen Transformator für eine Spannung von 345 kV, der in bisher nicht möglich erscheinender Zeit in Betrieb gehen kann. Die Innovation liegt dabei in der intelligenten Kombination mehrerer etablierter Technologien. Der Trafo wird über Durchführungen mit dem Stromnetz verbunden. Diese mussten bisher aufwendig im Inneren des Transformators mit den Wicklungen verbunden werden. Durch die nun von Siemens entwickelte Lösung können Plug & Play-Durchführungen auch für die 345kV Spannungsebene verwendet werden. Die neuen Durchführungen rasten über Steckverbindungen ein; so dauert die Installation nur mehr einen Tag.
Zudem erleichtert sich der Transport. Die meisten Leistungstransformatoren sind dreiphasig ausgeführt. Das heißt sie verarbeiten alle Wechselströme, die mit drei verschobenen Phasen über die Leitung transportiert werden. Die mobile Lösung besteht aus drei wesentlich kleineren einphasigen Transformatoren, deren Transport sich dadurch wesentlich vereinfacht. Zudem kann die mobile Anlage auf Kundenwunsch mit umweltfreundlichem Esteröl isoliert werden. Die Flüssigkeit kann während des Transports im Tank bleiben, so dass das Ablassen und Befüllen entfällt.
Insgesamt sieben „Plug & Play“-Transformatoren hat Siemens bereits im Auftrag von Kunden entwickelt. Die Anlagen transformieren Spannung von 345 kV auf 136 kV sowie von 132 kV auf 68 kV. „Plug & Play“-Transformatoren sind in verschiedenen Spannungsebenen einsetzbar.
Kontakt:
Herr Dr Norbert Aschenbrenner
Redaktion
Siemens AG
norbert.aschenbrenner@siemens.com
Originalartikel im Internet:
https://www.siemens.com/innovation/de/home/pictures-of-the-future/energie-und-ef...
Durch den Einsatz mobiler “Plug & Play"-Transformatoren kann die Ausfallsicherheit von Schaltanlagen ...
Criteria of this press release:
Journalists
Electrical engineering
transregional, national
Transfer of Science or Research
German
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