sebastian stadler, leiter marketing & sales, grid...

© ABBSlide 1March 13, 2015

Erdverkabelung im Bereich der HGÜ-Leitungen

Sebastian Stadler, Leiter Marketing & Sales, Grid Systems, ABB AG 14.03.2015

© ABBSlide 2March 13, 2015

Wer wir sindWeltweit führend bei Energie- und Automationstechnik

~150.000Mitarbeiter

Vertreten

in

Ländern+100

Entstanden

19881988 durch die Fusion von

Technologieunternehmen aus der

Schweiz und Schweden

Umsatz(2013)

Milliarden42$

© ABBSlide 3March 13, 2015

Inhalt

Hochspannungskabel – Entwicklung & Anwendungsgebiete

Erdverkabelung bei Hochspannungs-Gleichstrom-Projekten

525 kV kunststoff-isoliertes Gleichstromkabel

Zusammenfassung

© ABBSlide 4March 13, 2015

HochspannungskabelEntwicklung und Anwendungsgebiete

© ABBSlide 5March 13, 2015

Grundlegendes zur HGÜWas ist ein HGÜ System ?

AC-Ü

bert

ragu

ngsn

eetz

HVDC Classic

HVDC Light

Freileitungen

MI-See- oder Landkabel

XLPE See- oder Landkabel

HVDC Classic

HVDC Light

gesteuerter Leistungsfluss

AC-Ü

bert

ragu

ngsn

etz

AC-Ü

bertragungsnetzAC

-Übertragungsnetz

© ABBSlide 6March 13, 2015

HochspannungskabelReferenzprojekte im Bereich HGÜ-Erdkabel (XLPE)

Projekt Land Projektart Jahr Spannung Länge*Trasse / Kabel

Anzahl Muffen

Gotland SE Interkonnektor 1998 ± 80 kV 70 km / 150 km ~ 150

Directlink AU Interkonnektor 1999 ± 80 kV 65 km / 390 km ~ 430

Murraylink AU Interkonnektor 2002 ± 150 kV 180 km / 360 km ~ 400

Estlink EE / FI Interkonnektor 2006 ± 150 kV 31 km / 62 km ~ 100

BorWin1 DE Offshore Wind 2009 ± 150 kV 75 km / 150 km ~ 200

EWIP UK Interkonnektor 2014 ± 250 kV 76 km / 152 km ~ 200

South-West Link SE Embedded DC 2014 ± 300 kV 195 km / 780 km ~ 550

DolWin1 DE Offshore Wind 2014 ± 320 kV 90 km / 180 km ~ 220

DolWin2 DE Offshore Wind 2015 ± 320 kV 90 km / 180 km ~ 230

NordBalt SE / LT Interkonnektor 2015 ± 300 kV 50 km / 100 km ~ 130

Gesamt: > 900 km / > 2.500 km > 2.500

© ABBSlide 7March 13, 2015

HochspannungskabelKabeltypen

Landkabel

Seekabel

Gleichstrom MI-Kabel XLPE-Kabelbis 525 kV bis 525 kV

XLPE-Kabel Wechselstrombis 420 kV

© ABBSlide 8March 13, 2015

ErdverkabelungImpressionen von deutschenHGÜ-Baustellen

© ABBSlide 9March 13, 2015

Arbeiten auf der Baustelle (DolWin2, Kunde: TenneT)Grabenaushub

Civil works - Trenching

1.5m

0.7m

~2.5m

DIN 4124 - „Baugruben und Gräben –Böschungen, Verbau, Arbeitsraumbreiten“

safety Zone

site access

© ABBSlide 10March 13, 2015

Arbeiten auf der Baustelle (DolWin2, Kunde: TenneT) HDD Bohrungen

safety Zone

site access

entry pit

© ABBSlide 11March 13, 2015

Arbeiten auf der Baustelle (DolWin2, Kunde: TenneT) Baustraßen und Verlegung

rollers

© ABBSlide 12March 13, 2015

Arbeiten auf der Baustelle (DolWin2, Kunde: TenneT) Kabelzug, Landkabelverlegung

© ABBSlide 13March 13, 2015

Arbeiten auf der Baustelle (DolWin2, Kunde: TenneT) Kabelzug, Landkabelverlegung

© ABBSlide 14March 13, 2015

Arbeiten auf der Baustelle (DolWin2, Kunde: TenneT) Mit Sand verfüllen – „Absanden“

© ABBSlide 15March 13, 2015

Arbeiten auf der Baustelle (DolWin2, Kunde: TenneT) Muffenmontage (1)

© ABBSlide 16March 13, 2015

Arbeiten auf der Baustelle (DolWin2, Kunde: TenneT) Muffenmontage (2)

© ABBSlide 17March 13, 2015

Arbeiten auf der Baustelle (DolWin2, Kunde: TenneT) Sektion nach Bauabschluss

© ABBSlide 18March 13, 2015

525 kV XLPE Gleichstromkabel

© ABBSlide 19March 13, 2015

© ABBSlide 20March 13, 2015

© ABBSlide 21March 13, 2015

© ABBSlide 22March 13, 2015

Die Situation gestern …Kunststoff-isolierte Gleichstromkabel bis 320 kV

Kunststoff-isolierte Gleichstromkabel hatten bisher folgende Eigenschaften:

Max. Betriebsspannung: 320 kV

Max. Übertragungsleistung:~ 1.000 MW (Aluminium)~ 1.500 MW (Kupfer)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

1000 1500 2000 2500 3000

Leis

tung

[MW

]

Leiterquerschnitt [mm2]

320 kV

Copper

Aluminum

Alle Berechnungen basieren auf folgenden grundlegenden, typischen Annahmen:

1,5 m Verlegetiefe

1 K*m/W thermischer Widerstand

15°C Bodentemperatur

„nahe“ Verlegung (mit Ausnahme bei 3.000 mm² Kupfer, 0,5 m Abstand)

© ABBSlide 23March 13, 2015

Die Situation heute …Kunststoff-isolierte Gleichstromkabel bis 525 kV

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

1000 1500 2000 2500 3000

Leis

tung

[MW

]

Leiterquerschnitt [mm2]

525 kV

Aluminum

Copper

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

320 525

Leis

tung

[MW

]

Spannung [kV]

0,0%

0,5%

1,0%

1,5%

2,0%

0 100 200 300 400 500 600

Kabe

lver

lust

e

Betriebsspannung [kV]

Neue kunststoff-isolierte Gleichstromkabel haben folgende Eigenschaften:

Max. Betriebsspannung: 525 kV

Max. Übertragungsleistung: bis zu 2.000 MW (Aluminium) bis zu 2.600 MW (Kupfer)

© ABBSlide 24March 13, 2015

Erdverkabelung für 2 GW HGÜ-LeitungenVerschiedene Möglichkeiten im prinzipiellen Vergleich

525 kV MI 320 kV XLPE 525 kV XLPEAnzahl Kabelsysteme 2 2 1

Kabelgewicht pro Leiter 80 kg / m 30 kg / m 25 kg / mKabelgewicht insg. 320 t / km 120 t / km 50 t / kmBreite Kabeltrasse 10 m + 30 m

während der Bauphase

10 m + 20 m währendder Bauphase

5 m + 15 m während der Bauphase

Max. Länge pro Standardkabeltrommel

500 m 1000 m 1200 m

Anzahl Muffen pro km für 2 GW Leistung

8 4 1,7

© ABBSlide 25March 13, 2015

Kunststoff-isolierte Gleichstromkabel bis 525 kVKabelaufbau – was verändert sich

1. Kupfer oder Aluminiumleiter*

2. Kunststoffisolierung

70°C - maximale Betriebstemperatur

3. Schirmdrähte*

4. Wasserdichte Schicht*

Aluminiumlaminat(bei Landkabeln)

5. Äußere Hülle*

Polyethylenschicht(bei Landkabeln)

* unverändert

© ABBSlide 26March 13, 2015

500 kV GleichstromübertragungStationslayouts für höhere Akzeptanz