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Infotag der Bundesnetzagentur zum Netzentwicklungsplan 2024 Markus Thiel Stuttgart, 27.04.2015

Technische Grundlagen

Gliederung

n Aufbau des deutschen Stromnetzes n Übertragungstechnologien n Wechselstrom / Drehstrom n Gleichstrom

n Übertragungsmedien n Freileitung n Erdkabel

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Aufbau des deutschen Stromnetzes

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Netzstrukturdaten 2013 Spannungsebene Stromkreis-

länge in km Höchstspannung 34.979

Hochspannung 96.308

Mittelspannung 509.866

Niederspannung 1.156.785

Gesamtlänge 1.797.938 Quelle: Monitoringbericht 2014, Bundesnetzagentur & Bundeskartellamt

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Übertragungstechnologien

n Wechsel- /Drehstrom n Drehbewegung von

Generatoren erzeugt sinusförmige Spannung

n Im Transport- und Verteilnetz ist Dreiphasenwechselstrom (Drehstrom) der Standard

n Gleichstrom n Kein Polaritätswechsel

des Stromes n Polarität bleibt solange

konstant wie die Richtung der Leistungsübertragung gleich bleibt

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Eigenschaften der Drehstromübertragung

Vorteile n Spannungshöhe durch

Transformatoren leicht variierbar

n Der Nulldurchgang des sinusförmigen Stroms begünstigt das Schalten unter Last

n Im Vergleich zur Gleichstromtechnik günstiger

Nachteile n Neben ohmschen

Verlusten treten im Drehstromsystem zusätzlich kapazitive und induktive Verluste auf

n Die Leitungslänge wird durch diese Verluste begrenzt

n Kompensations-einrichtungen bei längeren Leitungen nötig

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Eigenschaften der Gleichstromübertragung

Vorteile n Nahezu verlustfreie

Energieübertragung über große Distanzen

n Höhere Übertragungs-kapazität, wodurch die Anzahl notwendiger Trassen reduziert wird

n Möglichkeit der gezielten Steuerung von Leistungsflüssen

Nachteile n Zusätzlicher

Flächenbedarf für die Konverter

n Zusätzliche Kosten der Konverter

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heute in 10 Jahren Quelle: ÜNB

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Übertragungsmedium Höchstspannungsleitungen

6,50 6,50 9,00 6,506,509,00 6,50 9,00 6,509,00 9,00 9,00

11,00 11,00 11,0011,00

9,00 9,00

28,7

011

,00

11,0

02 ,

508,

00

61,2

0

28,7

011

,00

2,50

8,00

50,2

0

28,7

03,

208,

00

39,9

0

6,84 6,84 6,84

Einebenenmast

Donaumast

Tonnenmast

Schutzstreifenbreite für 400 m Spannfeld und 46 N/mm2 Mittelzugspannung:

≈ 70 m ≈ 57 m ≈ 48 m Quelle: IEH (Institut für Energieversorgung und Hochspannungstechnik), Universität Hannover

Freileitungen

Vorteile n Kostengünstig zu

errichten n Geringere Reparatur-

und Ausfallkosten n Im Fehlerfall kürzere

Ausfallzeit n Kurzfristige

Überlastungen zulässig

Nachteile n Dauerhafte Land-

schaftsveränderung n Schneisenbildung n Störanfälligkeit

gegenüber Witterungs- einflüssen

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Übertragungsmedium Kabel

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Quelle: nkt cables

Quelle: Amprion

Drehstrom: Verkabelungsgrad nach Spannungsebenen 2013 Spannungsebene Anteil in % Höchstspannung 0,5 %

Hochspannung 9,0 %

Mittelspannung 78,8 %

Niederspannung 89,0 %

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Erdkabel

Vorteile n Elektrisches Feld praktisch

nicht vorhanden n Magnetisches Feld nimmt

mit Entfernung rascher ab als bei Freileitungen

n Geringerer ohmscher Widerstand als bei Freileitungen

n Geringere Störanfälligkeit gegenüber Blitzschlag

n Geringerer Eingriff ins Landschaftsbild

Nachteile n Trassen müssen von tief

verwurzelnden Pflanzen frei gehalten werden

n Schneisenbildung n Beeinflussung der

Bodenbeschaffenheit und des Bewuchs durch Erwärmung

n Höhere Ausfallzeiten n Zwei- bis zehnfach höhere

Investitionskosten n Bei Drehstrom u. U.

Blindleistungskompen-sationseinrichtungen

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