M Erhöhte Über- tragungsfähigkeit von Freileitungen durch Umbau

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Erhöhte Übertragungsfähigkeit
von Freileitungen
durch Umbau
von Drehstrom
auf Gleichstrom
N
Zum Schutz von Personen in der
Umgebung von Freileitungen gibt es
weltweit Bestrebungen, beim Leitungsneubau niedrigere Grenzwerte für elektrische und magnetische Felder als bisher
zu berücksichtigen. Aus diesem Grund
sind die bisherigen Kostenansätze auch
für einen Umbau zu überprüfen. Es ist
dabei zu unterscheiden, welche Kosten
der Übergang von Drehstrom auf HGÜ
verursacht und welche aufgrund verschärfter Vorschriften entstehen.
Maßgebend für den Umbau
Mastkonstruktion
Unter Umbau einer bestehenden Drehstromleitung sind im folgenden Änderun-
Trassenmangel kann ein Engpaß für die Fernübertragung elektrischer
gen des Mastbildes, der Isolatorketten
Energie darstellen. Hier bietet es sich an, bestehende Drehstromleitungen
und der Bündelleiteranordnung zu verste-
in Gleichstromleitungen umzuwandeln. Diese lassen bei gleicher Trassen-
hen, nicht jedoch Änderungen der eigent-
breite eine bis zu dreieinhalbfach höhere Übertragungsleistung zu und
lichen Konstruktion des Mastes, seiner
senken gleichzeitig die spezifischen Übertragungsverluste beträchtlich.
Fundamente und der Anzahl der Maste
Die Umbaukosten liegen nur bei einem Drittel bis der Hälfte der Neubau-
(keine zusätzlichen Masten). Die Über-
kosten der Gleichstromleitung, wie Umbaubeispiele von 330-kV-Dreh-
legung geht zunächst davon aus, die
stromleitungen belegen.
vorhandenen Leiterseile wieder zu verwenden. Ob dies möglich ist, hängt vom
M
it zunehmendem Wettbewerb im
aus einem Drehstromsystem jeweils ein
der vorhandenen Leiterseile hat den Vor-
elektrischen Energiemarkt gewinnt die
HGÜ-Bipol. Durch den Umbau ließe sich
teil, daß die Belastung der Masten durch
Übertragung elektrischer Energie über
auch die Übertragungsfähigkeit der be-
das Leitergewicht gleich bleibt. Trotzdem
größere Entfernungen an Bedeutung. So
stehenden Trasse beträchtlich erhöhen.
können
haben mehrere europäische Stromver-
Bei gleicher Leiterspannung gegen Erde
sein, wenn Leiterseile höher angebracht
sorger die Errichtung einer gemeinsa-
werden.
men 1800 km langen Ost-West-Hoch-
steigt die Übertragungsleistung bereits um
¯¯¯ an [1]. Bestehende Masten
den Faktor √2
leistungsübertragung für eine Leistung
lassen jedoch oft eine wesentliche Er-
Spannungsabstände gegen Erde
von 4000 MW untersucht. Ihre Machbar-
höhung der Leiterspannung gegen Erde
Nationale oder internationale Normen-
keitsstudie zeigt, daß sich für diese Auf-
zu. Die Möglichkeiten des Umbaus von
gremien, wie VDE und CENELEC, haben
gabe besonders eine Hochspannungs-
Drehstromfreileitungen zu HGÜ-Freileitun-
bislang keine Mindestspannungsabstände
Gleichstrom-Übertragung
gen wurden daher schon früher eingehend
für Gleichstromleitungen festgelegt. Zur
untersucht [3, 4].
Orientierung mag eine Empfehlung von
Zustand der Leiterseile ab. Beibehaltung
(HGÜ)
eignet
[1]. Für die erforderlichen Stromrichtersta-
Mastverstärkungen
erforderlich
tionen gibt es weltweit zahlreiche Beispie-
EPRI in den USA [5] dienen. Ein wichtiger
le aus bewährten Anlagen. Eines davon ist
Parameter für die Festlegung der Span-
die Station Radisson 1 in Kanada, die
nungsabstände ist die maximal auftreten-
zur HGÜ-Mehrpunktanlage Quebec-New
Dr. Michael Häusler
de Überspannung. Wie die Praxis zeigt,
England gehört [2].
ABB Calor Emag Schaltanlagen AG
ist für die HGÜ wegen ihrer modernen
Zur Realisierung von Hochleistungs-
Regeleinrichtungen
und
der
daraus
fernübertragungen bietet es sich wegen
Gernot Schlayer
resultierenden Isolationskoordination im
des gegebenen Trassenmangels an, vor-
Gerd Fitterer
ungünstigsten Fall nur mit Überspannun-
handene Drehstromfreileitungen zu HGÜ-
ABB Energieanlagenbau GmbH
gen gegen Erde zu rechnen, die das 1,7-
Freileitungen umzubauen. Hierbei entsteht
4
ABB Technik
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bis 1,8-fache der Nennspannung betra-
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1
Die HGÜ-Stromrichterstation Radisson im Norden der kanadischen Provinz Quebec wandelt elektrische Energie
aus Wasserkraftwerken von Drehstrom in Gleichstrom um.
•
gen. Nach [5] sind für Gleichstrom-
(d. h. Leiter gegen die Traverse) von
leitungen mit den heute üblichen Übertra-
2,26 m vorgeschrieben. Ein Umbau von
gungsspannungen Mindestabstände von
Drehstrom auf Gleichstrom mit einer
Die Raumladung wirkt wie ein Schirm und
2,2 m (bei 500 kV) und 3,1 m (bei 600 kV)
höheren Bemessungsspannung ist unter
vermindert die maximale Feldstärke an der
einzuhalten.
Beibehaltung der Mastkonstruktion dem-
Leiteroberfläche. In Bodennähe wirkt die
nach grundsätzlich möglich.
Raumladung
Durch den Umbau beispielsweise einer
400-kV-Drehstromleitung zu einem HGÜ-
die größten Radiostörungen treten bei
trockenem Wetter auf
dagegen
feldverstärkend.
Die Koronaentladung wird immer durch
Bipol mit ± 500 kV Gleichspannung steigt
Randfeldstärke
die Bemessungsspannung gegen Erde
Gegenüber
haben
sion mit im Feld beschleunigten freien
um den Faktor 1,46. Nach dem vorliegen-
Gleichstromleitungen folgende Besonder-
Elektronen eingeleitet. Wegen der unter-
den CENELEC-Entwurf [6] ist für Dreh-
heiten [7]:
schiedlichen
stromsysteme mit 420 kV maximaler
•
um die Leiter bildet sich ein stationärer
und negativer Ionen im elektrischen Feld
Ionisationsbelag
entstehen in der Umgebung der Leiter
eine Raumladung entsteht durch die
zwei signifikant verschiedene Koronaar-
abgegebenen Ionen um die Leiter
ten. Negative Koronaentladungen erfolgen
Betriebsspannung und einem Isolationspegel (Basic Insulation Level BIL) von
950 kV ein Mindestabstand Leiter-Erde
•
Drehstromleitungen
Ionisation neutraler Luftmoleküle bei Kollo-
Geschwindigkeit
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positiver
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Elektrisches
und magnetisches Feld
Tabelle 1:
Grenzwerte für niederfrequente elektrische
und magnetische Felder
Frequenz
Elektrisches Feld
Magnetisches Feld
Hz
kV/m
µT
50
5
100
Um Sicherheit und Gesundheit der Bevölkerung bei Aufenthalt in niederfrequenten
16 2⁄3
10
300
Feldern der Energieversorgung zu gewährleisten, haben nationale und internationale Gremien Feldwerte ermittelt, bei
deren Einhaltung nach kritischer Prüfung,
auch der neuesten Erkenntnisse, keine
Gefährdung zu befürchten ist.
Tabelle 2:
Grenzwerte für elektromagnetische Gleichfelder (Effektivwerte)
Solche
Daten
dienen
teilweise
als
Grundlage für die Gesetzgebung. Die
deutsche Bundesregierung beispielsweise
Elektrisches Feld
Magnetisches Feld
kV/m
µT
20
21 200
hat im Dezember 1996 eine Verordnung
herausgegeben, die auf den Empfehlungen der Internationalen Strahlenschutzkommission IRPA [8] sowie auf den Empfehlungen der Deutschen Strahlenschutz-
mit hoher Wiederholrate und kleinen Ent-
4,2 cm/kV. Diese Auslegung enthält reich-
kommission
ladungsamplituden. Positive Koronaentla-
lich Reserven gegenüber ausgeführten
Grenzwerte für Felder von Niederfrequenz-
dungen sind seltener, haben jedoch eine
Leitungen wie etwa der ± 600-kV-Itaipú-
anlagen wie Freileitungen festlegt. Diese
höhere Amplitude.
Bipolleitung in Brasilien, deren Isolatoren
Anlagen sind so zu errichten und zu betrei-
mit einem spezifischen Kriechweg von nur
ben, daß die Felder die in Tabelle 1 ge-
2,7 cm/kV ausgelegt sind.
nannten Grenzwerte nicht überschreiten.
Abgesehen von den Raumladungseffekten kann man bei Gleichstromleitungen
basiert
und
verbindliche
für trockenes Wetter einen theoretischen
Wert der Randfeldstärke wie bei Drehstromleitungen berechnen.
Die Randfeldstärke von Übertragungsleitungen ist gemäß der zulässigen Radiostörung zu bemessen. Die für Drehstromleitungen empfohlenen Randfeldstärken
berücksichtigen, daß die Radiostörungen
bei Regenwetter um 10 dB zunehmen. Bei
Gleichstromleitungen nehmen die Radiostörungen hingegen bei Regenwetter ab.
Dies rechtfertigt eine Erhöhung der Randfeldstärken im Vergleich zu Drehstromleitungen. Bei Beachtung der üblichen
Grenzwerte zur Vermeidung von Radiostörungen ist der Beitrag der Koronaverluste zu den Gesamtübertragungsverlusten vernachlässigbar.
Kriechwege
Im Vergleich zu Drehstromleitungen sind
nach den bei CIGRE SC 33-WG04
vorliegenden Erfahrungen die spezifischen
Kriechwege für Gleichspannung bei konservativem Vorgehen etwa um den Faktor 2 zu erhöhen. Hieraus ergeben sich
für Leitungen in einer Umgebung mit mittlerer Verschmutzung Werte von etwa
6
ABB Technik
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330-kV-Drehstrom-Einfachleitung Sapele–Aladja in Nigeria (1982)
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Für Gleichfelder hat der deutsche
Gesetzgeber keine Vorschriften erlassen.
Unter Berücksichtigung der besonderen
Schutzbedürftigkeit empfindlicher Personen nennt die DIN VDE-Vornorm 08484/A3 [9] die in Tabelle 2 aufgeführten
Grenzwerte für Gleichfelder.
Umbauablauf
Sofern mehrsystemige Leitungen umzubauen sind, besteht bei manchen Mastformen
die
Möglichkeit,
den
Umbau
stufenweise vorzunehmen und den Übertragungsbetrieb mit dem gerade nicht
vom Umbau betroffenen System aufrechtzuerhalten.
Stufenweiser Umbau erlaubt die Anpassung an den wachsenden Bedarf an
Übertragungsleistung und reduziert die
Bauzeit und die Investitionskosten bis zum
ersten Übertragungsbetrieb mit erhöhter
Übertragungsleistung. Dieses Vorgehen
trägt dazu bei, die Energieverfügbarkeit
der Übertragungsleitung während des
Umbaus zu erhöhen.
3
330-kV-Drehstrom-Doppelleitung Aba–Afam in Nigeria (1982)
Beim Austausch des ersten Drehstromsystems gegen einen ersten HGÜ-Bipol
werden dabei die beiden Gleichstromleiter
lichen Aufwand für den Umbau. Folgende
sind
übereinander auf einer Seite des Mastes
Beispiele für den Umbau von 330-kV-
nötig. Für eine grobe Kostenschätzung
weitergehende
aufgelegt. Der unter dem positiven Leiter
Drehstromleitungen in Nigeria geben erste
wird angenommen, daß die Masten der
durch die Raumladung bedingte Feld-
Anhaltspunkte für die erforderlichen Um-
von ABB errichteten Einfachleitung Sa-
verstärkungseffekt ist deutlich geringer als
baukosten. Im konkreten Anwendungsfall
pele–Aladja
2
Untersuchungen
und der Doppelleitung
unter dem negativen Leiter. Daher ist es
vorteilhaft, den positiven Leiter an der
unteren Traverse anzubringen.
Im nächsten Schritt wird das zweite
Drehstromsystem
durch
den
zweiten
HGÜ-Bipol ersetzt. Werden hierbei die
Tabelle 3:
Isolatorketten für die Mastbilder nach 4 und 5
Spannung
Polaritäten der Leiter gegenüber dem
330 kV ~
330 kV ~
4a
5a
±500 kV =
4b und 5b
18 Glaskappen
20 Glaskappen
F12P
F12P
4x1500 Line Posts
40 Glaskappen
F 1600 P/C 146 DC
ersten Bipol vertauscht, erhält man geringere Feldstärken in Bodennähe, jedoch
Isolatortyp
höhere Randfeldstärken an den Leiteroberflächen. Bei gleichen Polaritäten sind
die Auswirkungen gerade umgekehrt. Die
zweckmäßigste Anordnung der Leiter-
Kettenlänge
(nur Isolation)
m
2,62
2,92
5,84
Kriechweg
mm
8010
8900
22 000
Spez. Kriechweg
cm/kV
2,2 1)
2,5 1)
4,4 2)
polaritäten ist fallweise zu entscheiden.
Beispiele für den Umbau
von Drehstromleitungen in
HGÜ-Leitungen
1)
Die jeweils vorhandenen Drehstromleitun-
2)
bezogen auf Um nach IEC 71, hier 362 kV
bezogen auf maximale Betriebsgleichspannung Udmax, hier 500 kV
gen bestimmen wesentlich den erforder-
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Aba–Afam 3 auf einen bzw. zwei HGÜ-
Sie liegen damit beide weit über dem
Kriechweg entspricht dem oben geforder-
Bipole mit einer Übertragungsspannung
nach [5] empfohlenen Mindestabstand,
ten Wert für mittlere Verschmutzung. Ta-
von ± 500 kV umgerüstet werden. Beide
selbst für 600 kV Gleichspannung. Auch
belle 3 enthält zum Vergleich die Daten
Masttypen sind mit 2er-Bündeln des Typs
beim Abstand des oberen Leiters zur
der Isolatorketten für die Drehstrom- und
Gleichstrom-Leitungsmaste.
ACSR
»BISON« 1)
beseilt (Gleichstrom-
unteren Traverse des HGÜ-Doppel-Bipols
Widerstand der Teilleiter 0,07574 Ω/km),
besteht eine ausreichende Sicherheits-
die nach Möglichkeit wieder zu verwenden
marge.
sind.
Wenn die Leiterseile der Drehstromleitung wiederverwendet werden, ist die
Die höhere Leiterspannung der Gleich-
wirkungsvollste Maßnahme zur Reduzie-
Um die Traversen der gegebenen
stromleitungen verlangt einen größeren
rung der Randfeldstärke der Gleichstrom-
Mastkonstruktion für ± 500 kV Gleich-
Sicherheitsabstand der Leiterseile gegen
leitungen die Erhöhung der Teilleiterzahl
spannung auszunützen, wird der Abstand
Erde. Deswegen und wegen der länge-
und
der Leiter gegen die Mastkonstruktion
ren Isolatorketten ist eine Anhebung der
Maßnahmen führen mit 3er-Bündeln zu
fixiert 4b , 5b . Der minimale Abstand
Leiterseile um 4,3 bzw. 4,4 m erforderlich
einer akzeptablen Randfeldstärke von ma-
zwischen Leiter und Traverse des Mastes
(Maß M in 4b und 5b ). Die bei ABB
ximal 29,6 kV/cm bei 500 kV Gleichspan-
der Einfach-Bipolleitung beträgt 5,72 m,
verfügbare Technik ermöglicht ohne wei-
nung (Tabelle 4). 3er-Bündel erlauben die
derjenige des HGÜ-Doppel-Bipols 4,83 m.
teres eine entsprechende Masterhöhung
vollständige Wiederverwendung der vor-
[10].
handenen Seile.
Beide
Das Seil »BISON« nach British Standard (BS 215,
Part 2) entspricht voll dem Typ Al/St 380/50 nach
DIN 48 204.
1)
Gleichstrommasttypen
des
Leitermittenabstands.
Beide
haben
Mit 4er-Bündeln läßt sich die Rand-
nahezu gleichlange Aufhängungen der
feldstärke auf 24,6 kV/cm verringern.
Leiterseile.
Diese Konstruktion bietet sich an, wenn
Der
gewählte
spezifische
4
Mastbilder der Leitung Sapele–Aladja vor und nach dem Umbau
a
b
Vorher: 330-kV-Drehstrom-Einfachleitung mit 2er-Bündeln (BISON)
Nachher: ± 500-kV-Gleichstrom-Bipol mit 3er-Bündeln (BISON)
M
Masterhöhung 4,3 m
7.85
5.89
6.97
ABB Technik
11.00
M=4.30m
38.84
11.00
8.50
7.37
sag+75°C=17.85m span 450m
0.3
a
8
2
5.7
11.00
sag+75°C=17.85m span 450m
3.00 80
34.54
25.22
11.00
6.74
5.52
7.85
5.52
7.85
7.85
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b
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6.35
5.82
6.67
8.90
15.00
5.63
6.10
4.84
6.10
0.45
7.00
33.25
5.82
M=4.40m
6.67
5.22
sag+75°C=17.85m span 450m
50.25
6.90
0.05
6.20
sag+75°C=17.85m span 450m
7.00
~9.80
~9.80
7.37
8.50
45.85
28.85
2.00
6.35
3.58
7.50
7.50
2.00
6.35
6.35
a
b
5
Mastbilder der Leitung Aba–Afam vor und nach dem Umbau
a
b
Vorher: 330-kV-Drehstrom-Doppelleitung mit 2er-Bündeln (BISON)
Nachher: ± 500-kV-Gleichstrom-Doppelbipol mit 3er-Bündeln
M
Masterhöhung 4,4 m
bei
gleicher
eine noch höhere Leistung als etwa
gegenüber den Ausführungen nach
2300 MW zu übertragen ist. Mit 4er-
und 5 eine weitere Anhebung der Leiter-
rücksichtigung
Bündeln ließe sich auch eine Über-
seile erforderlich. Diese Maßnahme wäre
gleich große Verluste auf. Unter Be-
tragungsspannung von 600 kV reali-
im vorliegenden Fall auch bei Umbau der
rücksichtigung
sieren. Dadurch nähme die Übertra-
Drehstromleitung selbst nötig, um den
ergeben sich sogar 3,2 % niedrigere
gungsfähigkeit
Grenzwert des elektrischen Feldes nach
Leitungsverluste
Tabelle 1 einzuhalten.
leitungen. Auf der anderen Seite steigen
der
Leitung
nochmals
um 20% zu. Die Randfeldstärke würde
4
Stromdichte
der
der
für
ohne
Be-
Stromverdrängung
Stromverdrängung
die
Gleichstrom-
auf 29,4 kV/cm ansteigen, entsprechend
Zum Vergleich sind in Tabelle 4 Über-
die Übertragungsleistungen der Gleich-
dem Wert bei 3er-Bündeln und ± 500 kV
tragungsverluste und Übertragungslei-
stromleitungen (Einfach- und Doppel-
Gleichspannung.
stung der Drehstrom- und Gleichstrom-
Bipol) bei ± 500 kV Gleichspannung
leitungen
un-
gegenüber der Drehstrom-Einfachleitung
nach
verändertem Leitungsquerschnitt (Gleich-
und der Drehstrom-Doppelleitung jeweils
Tabelle 2 nicht zu überschreiten, ist
stromleitungen mit 3er-Bündeln) treten
auf 260 % an.
Um den Bemessungswert des elektrischen
Feldes
in
Bodennähe
gegenübergestellt.
Bei
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Die Belegung der HGÜ-DoppelbipolTabelle 4:
Gegenüberstellung der elektrischen Daten beim Umbau
von 330-kV-Drehstromleitungen zu Gleichstromleitungen mit ± 500 kV
leitung mit 4er-Bündeln erfordert zwar
zusätzlich 33 % Leitermaterial, steigert
jedoch
die
Übertragungsfähigkeit
bei
± 500 kV Gleichspannung auf 350 %
a) Umbau einer Einfachleitung Typ Sapele–Aladja
System
Drehstrom
der Bezugsdrehstromleistung. Die Übertragungsverluste nehmen aber nur um
Gleichstrom
30 % zu.
Spannung
330 kV
Die angegebenen Verluste für die
± 500 kV
Drehstromleitung gelten nur für die meist
Art
1 System
1 Bipol
Beseilung
3×2×ACSR
«BISON»
2×3×ACSR
«BISON»
höchstens 300 km. Für größere Strecken
Randfeldstärke in kV/cm
15,4
28,7
die Verluste (und die Kosten !) der für
Leiterseilanhebung in m
0 bzw. 4
0 bzw. 2
Max. elektr. Feldstärke
am Erdboden in kV/m
ohne/mit Traversenerhöhung
üblichen Übertragungsentfernungen von
kommen bei Drehstromleitungen noch
die Übertragung erforderlichen Blindleistungskompensation hinzu. Bei Gleichstromübertragung erhöhen sich die Über-
8,96/4,6
tragungsverluste um die Verluste in den
24,2/17,6
Stromrichterstationen.
Max. magn. Feldstärke
am Erdboden in µT1)
56,0/29,6
72,0/55,1
Übertragungsleistung
bei ca. 1 A/mm2
437 MVA
1145 MW
Therm. Grenzleistung
892 MVA
2340 MW
Verluste bei
ca. 1 A/mm2 auf 300 km
Sie
liegen
bei
1,4 % bezogen auf die Übertragungsleistung.
Ein Vorteil des Umbaus langer Drehstromleitungen
in
Gleichstromleitungen
besteht weiter darin, daß die thermische
Grenzleistung voll ausnutzbar wird. Dies
21,6 MW
bedeutet erhöhte Verfügbarkeit beson-
20,9 MW
ders für Doppel-Bipolsysteme. Bei Ausfall
einer Gleichstromleitung kann das ver-
b) Umbau einer Doppelleitung Typ Aba–Afam
bleibende Bipolsystem ohne weiteres die
System
Drehstrom
Gleichstrom
Gleichstrom
doppelte
Leistung
übertragen.
Lange
Drehstromleitungen lassen sich dagegen
Spannung in kV
330
± 500
± 500
in vielen Fällen aus Stabilitätsgründen
Art
2 Systeme
2 Bipole
2 Bipole
nicht bis zur thermischen Grenzleistung
Beseilung
6×2×ACSR
«BISON»
2×3×ACSR
«BISON»
2×4×ACSR
«BISON»
Randfeldstärke in kV/cm
16,4
29,6
24,6
Leiterseilanhebung in m
0 bzw. 3
0 bzw. 1
0 bzw. 1
Max. elektr. Feldstärke
am Erdboden in kV/m
ohne/mit Traversenerhöhung
Max. magn. Feldstärke
am Erdboden in µT1)
Übertragungsleistung bei
ca. 1 A/mm2
belasten.
Umbau- und Neubaukosten
Beim Umbau einer Leitung von Drehstrom
auf Gleichstrom entstehen mindestens
Kosten durch:
8,2/5,0
21,1/18,2
23,5/20,0
a) Demontage und Montage der Leiterseile
40,5/25,0
873 MVA
51,4/44,2
2291 MW
68,0/58,5
3054 MW
•
•
Austausch der Isolatorketten
eventuell erforderliche Mast- und Fundamentverstärkungen wegen höherer
Umbruchkräfte höher gehängter Leiter
Therm. Grenzleistung
Verluste bei ca.
1 A/mm2 auf 300 km
1783 MVA
4680 MW
6240 MW
oder zusätzlicher Teilleiter
Zusätzliche
43,2 MW
41,8 MW
55,8 MW
Kosten
können
entstehen
durch:
b) Austausch der Leiterseile, weil die vor-
1)
bei thermischer Grenzleistung
handenen Leiterseile wegen Alterung
nicht mehr verwendbar sind
10
ABB Technik
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•
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Ergebnisse
Transmission & Stations Planning & Ope-
Erhöhung der Teilleiterzahl eines Bün-
Vorhandene Drehstromfreileitungen lassen
ration Subsection, Canadian Electrical
delleiters
sich grundsätzlich zu HGÜ-Freileitungen
Association Toronto, March 1986.
umbauen. Bei Übertragungsspannungen
[4] Clerici, A.; Paris, L.; Danfors, P.:
der heute empfohlenen elektrischen
von ± 500 kV können sie bei gleicher
HVDC conversion of HVAC lines to pro-
Feldstärke
Stromdichte mehr als das Zweieinhalb-
vide substantial power upgrading. IEEE
Ein Vergleich der Kosten für den Umbau
fache
Transactions on Power Delivery, Vol. 6,
von Drehstrom- auf Gleichstromleitungen
übertragen. Hierbei ist die Wiederverwen-
No 1, January 1991.
Mehraufwand
an
Leitermaterial
bei
c) Anhebung der Leiterseile zur Einhaltung
der
früheren
Drehstromleistung
gegenüber den Kosten bisher üblicher
dung der bisherigen Leiterseile und die
[5] EPRI: Transmission Line Reference
Drehstromleitungen sollte nur die Aufwen-
Beibehaltung der tragenden Mastkon-
Book HVDC to ± 600 kV. Based on HVDC
dungen
speziell
struktion vorausgesetzt. Die spezifischen
Transmission Research Project RP 104,
durch die Verwendung als Gleichstromlei-
Übertragungsverluste werden um mehr
Palo Alto, USA (1976).
tung entstehen. Umbaukosten wegen
als die Hälfte reduziert.
[6] CLC/TC11(sec)36 Dez. 95: General
berücksichtigen,
die
Design and Requirements of Overhead
heute erhöhter Anforderungen der mecha-
Die grob geschätzten Umbaukosten
nischen Festigkeit sowohl bei Drehstrom-
würden bei Anwendung der bisherigen
Electrical Lines Exceeding 45 kV (AC).
als auch bei Gleichstromleitungen sind
Leitungsbauvorschriften im günstigsten
[7] C.I.S.P.R. Publication 18 –1: Radio in-
dem Umbau als solchem nicht anzulasten.
Fall nur etwas mehr als ein Drittel der
terference
Zusatzkosten für die Anhebung der Leiter-
Neubaukosten
power lines and high-voltage equipment.
seile, um niedrigere Feldwerte einzuhalten,
betragen. Entsprechend höhere Kosten
treten sowohl bei Umbau der Drehstrom-
entstehen, wenn die vorhandenen Leiter
[8] Newi, G.: Konsequenzen der Fest-
leitungen selbst wie auch bei Umbau von
zu stark gealtert sind. Aber auch ein
legung von Feld-Grenzwerten auf die
der
Gleichstromleitung
characteristic
of
overhead
First Edition 1982, Geneva.
Drehstrom auf Gleichstrom auf. Sie kön-
kompletter Neubau bliebe angesichts des
Praxis der Stromversorgung. Elektrizitäts-
nen daher für einen Kostenvergleich un-
Gewinns an Übertragungsleistung sehr
wirtschaft 94 (1995), 1336 –1341.
berücksichtigt bleiben.
attraktiv.
[9] Sicherheit in elektromagnetischen Fel-
Eine grobe Schätzung für die verbleibenden
Kostenanteile
1995.
leitungen wie auch der zu berücksich-
[10] Krischke, W.: Freileitungsmaste der
der Neubau-
tigenden elektrischen und magnetischen
110-kV-Ebene
einer
Felder überarbeitet worden. Erhöhte An-
chung erhöhen. ABB Technik 4/95, 26-30.
folgende
Werte:
Umbau nach a)
ca.
kosten
Gleich-
stromleitung
bei baulichen Veränderungen bestehender
baukosten einer Gleich-
Drehstromleitungen wie auch beim Um-
stromleitung, abhängig
bau zu Gleichstromleitungen. Die resultie-
von
renden
der
Ausführung
des Bündelleiters (4erBündel, 3er-Bündel)
ca.
1⁄ 2
der Neubau-
ohne
Betriebsunterbre-
forderungen führen zu Mehrkosten sowohl
zusätzlich nach b) ca. 1⁄ 7 bis 1⁄10 der Neu-
Umbau nach c)
dern. Vornorm DIN VDE 0848-4/A3, Juli
zur mechanischen Belastbarkeit von Frei-
ergibt
1⁄ 3
In jüngster Zeit sind die Vorschriften
Umbau-
oder
Neubaukosten
lassen sich daher nicht ohne weiteres
mit bisher üblichen Leitungskosten vergleichen.
kosten
Adressen der Autoren
Im Einzelfall ist im Hinblick auf die Zusatz-
Dr. Michael Häusler
kosten zu prüfen, ob ein Neubau statt
Literaturhinweise
ABB Calor Emag Schaltanlagen AG
eines Umbaus in Frage kommt.
[1] Berger, F.; Brumshagen, H.; Gam-
Postfach 100 351
Die absoluten Kosten für einen Lei-
penrieder, R.; Ring, H.-J.; Zollenkopf, K.:
D-68128 Mannheim
tungsneubau sind vor allem wegen der
HGÜ im Verbundbetrieb. ETG-Tage ’95,
Telefax: +49 (0) 621 386-2785
Lohnkosten und wegen der Geländever-
ETG-Fachbericht 60 (1995), 113 –128.
E-mail:
hältnisse stark länderabhängig. Bei einem
[2] Lagerkvist, M.: Quebec – New Eng-
[email protected]
Neubau in westeuropäischen Ländern ist
land Multiterminal HVDC Project. Int.
für eine Einfach-Bipol-Gleichstromleitung
Symp. HVDC Transmission Across Dense-
Gernot Schlayer
gemäß 4 mit Kosten von etwa 350 000
ly Populated Areas. Warschau – Jadwisin.
Gerd Fitterer
DM/km zu rechnen. Für eine Doppel-
24. – 26. 03.1993.
ABB Energieanlagenbau GmbH
Bipol-Gleichstromleitung gemäß 5 muß
[3] McConnach, J.S.; Ringler, K.G.: Fea-
Postfach 240 162
man etwa 550 000 bis 600 000 DM/km
sibility study of converting one circuit of a
D-68197 Mannheim
ansetzen.
double-circuit AC line to DC operation.
Telefax: +49 (0) 621 8101-263
ABB Technik
3/1997
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