DUH_Heinrich__WS3_07052010

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
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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
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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:
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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
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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
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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
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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
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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
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Besonderheiten der Drehstromtechnik:
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Besonderheiten der Drehstromtechnik:
Spannungszeiger
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Besonderheiten der Drehstromtechnik:
Spannungszeiger
Stromzeiger
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Besonderheiten der Drehstromtechnik:
Spannungszeiger
Stromzeiger
Bei symmetrischem Betrieb ist die Summe der Spannungs- und Stromzeiger
zu jedem Zeitpunkt gleich Null !!!
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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 ???
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Person unter einer Drehstromfreileitung
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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
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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
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Verkleinerung der Abstandsunsymmetrien reduziert die Feldemission
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Verkleinerung der Abstandsunsymmetrien reduziert die Feldemission
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Verkleinerung der Abstandsunsymmetrien reduziert die Feldemission
Abstandsunsymmetrien können auch durch Optimierung der
Phasen- und Systembelegungen verkleinert werden
Keine neuen Mastformen erforderlich !
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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
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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
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“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.
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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.
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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.
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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.
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Kabel
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Max. Flussdichte: 37 µT (1m über dem Boden)
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Opt. Cross-Bonding reduziert Feldemission
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Max. Flussdichte: 13 µT (1m über dem Boden)
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Achtung !!!
Bei mehreren benachbarten Systemen muss der
Energietransport immer in die gleiche Richtung erfolgen,
da sich sonst die Feldemission erheblich erhöht !
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