DUH_Heinrich__WS3_07052010
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Fachworkshop „Erneuerbare ins Netz!“, Berlin, 6. - 7. Mai 2010 Fachworkshop „Erneuerbare ins Netz!“ Minimierung von elektrischen und magnetischen Feldern beim Leitungsbau Hannah Heinrich 2h - engineering & - research © 2010 • 2h-engineering • All rights reserved Fachworkshop „Erneuerbare ins Netz!“, Berlin, 6. - 7. Mai 2010 Elektrisches Feld Magnetisches Feld Formelzeichen: E Formelzeichen: H Einheit der elektrischen Feldstärke: Einheit der magnetischen Feldstärke: V/m A/m © 2010 • 2h-engineering • All rights reserved Fachworkshop „Erneuerbare ins Netz!“, Berlin, 6. - 7. Mai 2010 Elektrisches Feld Magnetisches Feld Formelzeichen: E Formelzeichen: H Einheit der elektrischen Feldstärke: Einheit der magnetischen Feldstärke: V/m A/m Feldstärken können reduziert werden durch: © 2010 • 2h-engineering • All rights reserved Fachworkshop „Erneuerbare ins Netz!“, Berlin, 6. - 7. Mai 2010 Elektrisches Feld Magnetisches Feld Formelzeichen: E Formelzeichen: H Einheit der elektrischen Feldstärke: Einheit der magnetischen Feldstärke: V/m A/m Feldstärken können reduziert werden durch: Vergrösserung des Abstands © 2010 • 2h-engineering • All rights reserved Fachworkshop „Erneuerbare ins Netz!“, Berlin, 6. - 7. Mai 2010 Elektrisches Feld Magnetisches Feld Formelzeichen: E Formelzeichen: H Einheit der elektrischen Feldstärke: Einheit der magnetischen Feldstärke: V/m A/m Feldstärken können reduziert werden durch: Vergrösserung des Abstands Reduzierung der Spannung © 2010 • 2h-engineering • All rights reserved Fachworkshop „Erneuerbare ins Netz!“, Berlin, 6. - 7. Mai 2010 Elektrisches Feld Magnetisches Feld Formelzeichen: E Formelzeichen: H Einheit der elektrischen Feldstärke: Einheit der magnetischen Feldstärke: V/m A/m Feldstärken können reduziert werden durch: Vergrösserung des Abstands Reduzierung der Spannung Reduzierung der Stromstärke © 2010 • 2h-engineering • All rights reserved Fachworkshop „Erneuerbare ins Netz!“, Berlin, 6. - 7. Mai 2010 Elektrisches Feld Magnetisches Feld Formelzeichen: E Formelzeichen: H Einheit der elektrischen Feldstärke: Einheit der magnetischen Feldstärke: V/m A/m Feldstärken können reduziert werden durch: Vergrösserung des Abstands Reduzierung der Spannung Aber: S ∼ U² Reduzierung der Stromstärke Aber: S ∼ I² © 2010 • 2h-engineering • All rights reserved Fachworkshop „Erneuerbare ins Netz!“, Berlin, 6. - 7. Mai 2010 Elektrisches Feld Magnetisches Feld Formelzeichen: E Formelzeichen: H Einheit der elektrischen Feldstärke: Einheit der magnetischen Feldstärke: V/m A/m Feldstärken können reduziert werden durch: Vergrösserung des Abstands Reduzierung der Spannung Aber: S ∼ U², d[km] ≈ U[kV] Reduzierung der Stromstärke Aber: S ∼ I² © 2010 • 2h-engineering • All rights reserved Fachworkshop „Erneuerbare ins Netz!“, Berlin, 6. - 7. Mai 2010 Besonderheiten der Drehstromtechnik: © 2010 • 2h-engineering • All rights reserved Fachworkshop „Erneuerbare ins Netz!“, Berlin, 6. - 7. Mai 2010 Besonderheiten der Drehstromtechnik: Spannungszeiger © 2010 • 2h-engineering • All rights reserved Fachworkshop „Erneuerbare ins Netz!“, Berlin, 6. - 7. Mai 2010 Besonderheiten der Drehstromtechnik: Spannungszeiger Stromzeiger © 2010 • 2h-engineering • All rights reserved Fachworkshop „Erneuerbare ins Netz!“, Berlin, 6. - 7. Mai 2010 Besonderheiten der Drehstromtechnik: Spannungszeiger Stromzeiger Bei symmetrischem Betrieb ist die Summe der Spannungs- und Stromzeiger zu jedem Zeitpunkt gleich Null !!! © 2010 • 2h-engineering • All rights reserved Fachworkshop „Erneuerbare ins Netz!“, Berlin, 6. - 7. Mai 2010 Besonderheiten der Drehstromtechnik: Spannungszeiger Stromzeiger Bei symmetrischem Betrieb ist die Summe der Spannungs- und Stromzeiger zu jedem Zeitpunkt gleich Null !!! Damit sollte die Anordung eigentlich feldfrei sein …. Woher kommt also das Restfeld ??? © 2010 • 2h-engineering • All rights reserved Fachworkshop „Erneuerbare ins Netz!“, Berlin, 6. - 7. Mai 2010 Person unter einer Drehstromfreileitung © 2010 • 2h-engineering • All rights reserved Fachworkshop „Erneuerbare ins Netz!“, Berlin, 6. - 7. Mai 2010 © 2010 • 2h-engineering • All rights reserved Fachworkshop „Erneuerbare ins Netz!“, Berlin, 6. - 7. Mai 2010 Restfeld an einem beliebigen Punkt wird durch die Abstandsunsymmetrien zu den einzelnen Leiterseilen verursacht. a11 ≠ a12 ≠ a13 ≠ a21 ≠ a22 ≠ a23 a13 a23 a11 a21 a22 a12 © 2010 • 2h-engineering • All rights reserved Fachworkshop „Erneuerbare ins Netz!“, Berlin, 6. - 7. Mai 2010 Restfeld an einem beliebigen Punkt wird durch die Abstandsunsymmetrien zu den einzelnen Leiterseilen verursacht. a11 ≠ a12 ≠ a13 ≠ a21 ≠ a22 ≠ a23 a13 a23 a11 a21 a22 Verkleinerung der Abstandsunsymmetrien reduziert die Feldemissionen !!! a12 © 2010 • 2h-engineering • All rights reserved Fachworkshop „Erneuerbare ins Netz!“, Berlin, 6. - 7. Mai 2010 Verkleinerung der Abstandsunsymmetrien reduziert die Feldemission © 2010 • 2h-engineering • All rights reserved Fachworkshop „Erneuerbare ins Netz!“, Berlin, 6. - 7. Mai 2010 Verkleinerung der Abstandsunsymmetrien reduziert die Feldemission © 2010 • 2h-engineering • All rights reserved Fachworkshop „Erneuerbare ins Netz!“, Berlin, 6. - 7. Mai 2010 Verkleinerung der Abstandsunsymmetrien reduziert die Feldemission Abstandsunsymmetrien können auch durch Optimierung der Phasen- und Systembelegungen verkleinert werden Keine neuen Mastformen erforderlich ! © 2010 • 2h-engineering • All rights reserved Fachworkshop „Erneuerbare ins Netz!“, Berlin, 6. - 7. Mai 2010 E [kV/m] 5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 -150 -100 -50 0 50 100 150 x [m] Verdrillung Y © 2010 • 2h-engineering • All rights reserved Fachworkshop „Erneuerbare ins Netz!“, Berlin, 6. - 7. Mai 2010 Optimierung der Phasenbelegung reduziert Feldemission 5 4,5 4 E [kV/m] 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 -150 -100 -50 0 50 100 150 x [m] Verdrillung Y Opt. Phasenbelegung © 2010 • 2h-engineering • All rights reserved Fachworkshop „Erneuerbare ins Netz!“, Berlin, 6. - 7. Mai 2010 “Schirmeffekt” von Mitnahmeleitungen reduziert Feldemission Vorhandene Trassen optimal ausnutzen 5 4,5 4 E [kV/m] 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 -150 -100 -50 0 50 100 150 x [m] Verdrillung Y Y mit 110 kV Mitnahmeltg. © 2010 • 2h-engineering • All rights reserved Fachworkshop „Erneuerbare ins Netz!“, Berlin, 6. - 7. Mai 2010 Reduzierung fällt noch stärker aus, wenn die Phasenbelegung optimiert ist 5 4,5 4 E [kV/m] 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 -150 -100 -50 0 50 100 150 x [m] Opt. Phasenbelegung Opt. mit 110 kV Mitnahmeltg. © 2010 • 2h-engineering • All rights reserved Fachworkshop „Erneuerbare ins Netz!“, Berlin, 6. - 7. Mai 2010 Übersicht über die durch Phasen- und Systemoptimierung erreichbaren Reduzierungen der Emissionen 5 4,5 4 E [kV/m] 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 -150 -100 -50 0 50 100 150 x [m] Verdrillung Y Opt. Phasenbelegung Y mit 110 kV Mitnahmeltg. Opt. mit 110 kV Mitnahmeltg. © 2010 • 2h-engineering • All rights reserved Fachworkshop „Erneuerbare ins Netz!“, Berlin, 6. - 7. Mai 2010 Auch für magnetische Felder sind Reduktionen in ähnlicher Grössenordnung zu erreichen 100 B [µT] 10 1 0,1 0,01 -250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250 m [x] Verdrillung Y Y mit 110 kV Mitnahmeltg. Opt. Phasenbelegung Opt. mit 110 kV Mitnahmeltg. © 2010 • 2h-engineering • All rights reserved Fachworkshop „Erneuerbare ins Netz!“, Berlin, 6. - 7. Mai 2010 Kabel © 2010 • 2h-engineering • All rights reserved Fachworkshop „Erneuerbare ins Netz!“, Berlin, 6. - 7. Mai 2010 © 2010 • 2h-engineering • All rights reserved Fachworkshop „Erneuerbare ins Netz!“, Berlin, 6. - 7. Mai 2010 Max. Flussdichte: 37 µT (1m über dem Boden) © 2010 • 2h-engineering • All rights reserved Fachworkshop „Erneuerbare ins Netz!“, Berlin, 6. - 7. Mai 2010 Opt. Cross-Bonding reduziert Feldemission © 2010 • 2h-engineering • All rights reserved Fachworkshop „Erneuerbare ins Netz!“, Berlin, 6. - 7. Mai 2010 Max. Flussdichte: 13 µT (1m über dem Boden) © 2010 • 2h-engineering • All rights reserved Fachworkshop „Erneuerbare ins Netz!“, Berlin, 6. - 7. Mai 2010 Achtung !!! Bei mehreren benachbarten Systemen muss der Energietransport immer in die gleiche Richtung erfolgen, da sich sonst die Feldemission erheblich erhöht ! © 2010 • 2h-engineering • All rights reserved
