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Wie Sie die Kapazität und die Stabilität Ihrer Übertragungssysteme erhöhen

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Serienkompensation (SC)

Der fortschreitende Wandel des Energiesystems erfordert effektive Maßnahmen, um die wachsenden Herausforderungen bei der zuverlässigen Stromübertragung zu meistern. Statt für die erforderliche Übertragungskapazität neue Freileitungen zu installieren, ist es oft besser, unsere Lösungen für die flexiblen Stromübertragungssysteme (FACTS) zu nutzen, um die Übertragungskapazität zu erhöhen. Sowohl neue Übertragungsleitungen als auch bestehende Systeme profitieren von den fortschrittlichen Siemens-Lösungen zur Serienkompensation (SC). Diese tragen auch dazu bei, die Qualität und die Stabilität der Stromübertragungsleitungen zu erhöhen.  

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Serienkompensation auf einen Blick

Mehr Leistung für Ihre Übertragungsleitungen

Innovative Technologien zur Serienkompensation steigern die Übertragungskapazitäten bestehender Wechselstrom-Fernübertragungsleitungen. Sie erhöhen ferner die Netzstabilität – ohne den Zeit- und Kostenaufwand für die Installation neuer Leitungen.

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Seit Jahrzehnten verbessern Technologien zur Serienkompensation (SC) von Siemens die Netzstabilität und tragen zur optimalen Nutzung von Übertragungsleitungen bei. Betreiber von Übertragungssystemen in aller Welt haben bereits von Lösungen profitiert, die auf ihre spezifischen Anforderungen zugeschnitten sind. Zu den wichtigsten Vorteilen der Serienkompensation gehören die Verringerung der Netzspannungsabfälle, die Begrenzung lastabhängiger Abfälle sowie die Reduzierung des Übertragungswinkels.

Von Festkondensatoren bis hin zu leistungsstarken Thyristoren

Serienkompensation gibt es in drei verschiedenen Varianten mit unterschiedlichen Vorteilen und Merkmalen. Unser Portfolio umfasst die bewährten einfachen Festkondensatoren sowie thyristor-geschaltete Kondensatoren für erweiterte Funktionalitäten.

Kosteneffiziente Kapazitätserweiterung

Die Menge an Leistung, die über lange Überlandleitungen übertragen werden kann, wird durch die Impedanz beschränkt, die Spannungsabfälle bewirkt. Seit Jahrzehnten ist feste Serienkompensation eine bewährte Lösung, um ein minimales Spannungsprofil mit einer maximalen Ausnutzung der Übertragungsleitungen zu verbinden.

 

Dies wird erreicht, indem man eine in Serie geschaltete Kondensatoren-Bank mit der Übertragungsleitung verbindet, um die induktive Impedanz teilweise zu kompensieren und die Spannung am Verbindungspunkt zu erhöhen. Die Kondensatoren werden durch Metalloxid-Varistoren (MOV) geschützt. Tritt eine Störung auf, wird der FSC abgeschaltet und der Bypass-Schalter geschlossen. Für unmittelbaren Schutz umgeht eine getriggerte Funkenstrecke Kondensatoren und MOVs in weniger als einer Millisekunde – unter der Voraussetzung, dass die lokalen Anforderungen passen. Aufgrund der Komplexität entwickelt Siemens individuelle Lösungen mit Reihenkondensatoren.

 

Die schnellste Lösung zur Wiederherstellung des Betriebs

Wenn die maximale Übertragungskapazität und Verfügbarkeit die entscheidenden Parameter sind, bietet ein thyristorgeschützter Reihenkondensator (TPSC) gegenüber dem festen Reihenkondensator klare Vorteile. In Verbindung mit einer strombegrenzenden Drossel schützt er die Kondensatorbank vor Überspannung sowie Fehlerströmen und ermöglicht die sofortige erneute Nutzung der Leitung. Da diese Lösung keine MOV und keine Funkenstrecke benötigt, ist nach der Störung auch keine Abkühlphase nötig.

 

Stattdessen werden im Störungsfall die Hochleistungsthyristoren genutzt, um innerhalb von Millisekunden die Kondensatoren zu übergehen. Die luftgekühlten Thyristoren erlauben, die Leitung sehr schnell wieder zu aktivieren, während die Abkühlzeiten von MOV Minuten oder gar Stunden in Anspruch nehmen – je nach absorbierter Fehlerenergie. TPSC ist damit die bevorzugte Lösung für die Serienkompensation, wenn es auf maximale Verfügbarkeit ankommt. 

 

Dynamische Steuerung der Leitungsimpedanz

Für die dynamische Steuerung der Leitungsimpedanz eignet sich am besten eine Lösung mit thyristorgesteuerten Reihenkondensatoren (TCSC). Während feste Reihenkondensatoren nur einen diskreten Schritt bei der Änderung der Leitungsimpedanz erlauben, lässt sich diese mit einem TCSC in dessen Regelungsbereich steuern.

 

Durch die aktive Änderung der Impedanz wird es möglich, Stromschwingungen zu dämpfen (POD) und subsynchrone Resonanzen zu begrenzen (SSR). Beides ist für die Stabilität und Sicherheit der Erzeuger im Netz wichtig, die durch das Zusammenwirken von Eigenfrequenzen mit der Resonanzfrequenz der kompensierten Leitung geschädigt werden könnten. Der TCSC ermöglicht auch die Kompensation spezifischer Leitungen im Dauerbetrieb.

 

Dynamische Steuerung

Die Impedanz aktiv regeln

Serienkompensation bietet bewährte Mittel zur Steuerung der Leitungsimpedanz mit dem Ziel, die Übertragungskapazität und die Netzstabilität zu erhöhen. Kondensatoren, die mit Thyristoren ausgestattet sind, erlauben es außerdem, die Impedanz aktiv und dynamisch zu steuern. Mit individuell angepassten Lösungen erzielen Netzbetreiber maximale Erträge. 

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