Ein neues Zeitalter in der HGÜ-Technologie

Erfolgreicher Test des weltweit ersten 1100-kV-UHVDC-Transformators. Der leistungsstärkste HGÜ Transformator der Welt wurde jüngst in Nürnberg erfolgreich getestet. Der Transformator ermöglicht erstmals die verlustarme Hochspannungs-Gleichstromübertragung (HGÜ) über eine Rekordreichweite von 3.284 Kilometern mit einer Übertragungsleistung von zwölf Gigawatt. Siemens Transformers hat damit eine völlig neue Dimension der Hochspannungs-Gleichstromübertragung erreicht: Dank des Transformators kann weltweit zum ersten Mal Gleichstrom mit gigantischen 1.100 Kilovolt übertragen werden. Der Transformator ermöglicht nicht nur die Übertragung bei einem Rekordspannungspegel, sondern ist mit einer Leistung von 587 Megavoltampere der leistungsstärkste getestete Transformator der Welt. Die HGÜ-Linie von Changji nach Guquan wird von dem chinesischen Netzbetreiber State Grid Corporation (SGCC) betrieben.

Herausforderung

Wechselstrom kann bei hohen Spannungen mit geringen Verlusten vom Kraftwerk zu den Verbrauchern transportiert werden. Dies gilt jedoch nur für Entfernungen bis zu ca. 600 Kilometer. Über längere Strecken verursacht Wechselspannung überproportionale Verluste. Die Gleichstromübertragung wird stattdessen als kosteneffektiver Weg verwendet, um eine verlustarme Stromversorgung sicherzustellen und die erzeugte elektrische Energie effizienter zu nutzen.

 

HGÜ-Transformatoren sind Teil der Konverterstation, die am Anfang der Übertragungsleitung Wechselstrom in Gleichstrom umwandeln, und am Ende der Leitung wieder zurück umwandeln. Die Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom hilft, die Energie verlustarm zu transportieren (Reduktion der Leitungsverluste um 30-50%). Als Kernkomponente der HGÜ-Linie Changji-Guquan bringt der geprüfte Transformator die Spannung auf 1.100 kV DC.

Lösung

Siemens hat alle Schlüsselkomponenten für seine 1.100-kV-Konvertertransformatoren auf der Basis langjähriger Erfahrung im Bau von HGÜ-Transformatoren komplett neu entwickelt. Die größte Herausforderung war das Isoliersystem. Zum Beispiel sind beide Durchführungen, durch die der Strom von dem Transformator in die Ventile fließt, ungefähr 19 Meter lang. Insgesamt sind die Transformatoren 37,5 Meter lang, 14,4 Meter hoch und 12 Meter breit. Im Betrieb wiegt der Transformator 909 Tonnen. Der Wirkungsgrad des Konverter-Transformators liegen deutlich über 99% der Nennleistung.

Vorteile

„Mit dem ersten erfolgreich getesteten 1100-kV-UHGÜ-Transformator haben wir unsere Position als Innovationsführer unter Beweis gestellt. Unsere bahnbrechende Transformatortechnologie unterstützt ein globales Stromnetz. Mit dieser Innovation ermöglichen wir die Zusammenschaltung der globalen Ultrahochspannungs-Drehstromnetze und Ultrahochspannungs-Gleichstromnetze auf dem 1.100-kV-DC- und 1.050-kV-AC-Pegel. Die hier umgesetzten Innovationen werden unserer gesamten Produktpalette zugutekommen“, fasst Dr. Beatrix Natter, CEO von Siemens Transformers zusammen.