Upload
others
View
8
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Neues von der CIGRE – immer aktuell Studienkomitee B2 “Freileitungen”
2012-2013 Leitungsbautagung Leipzig 2014
Herbert Lugschitz, Sekretär B2
Austrian Power Grid, Wien
09.05.2014 2
3
09.05.2014 4
09.05.2014 4
Neuseeland
270.500km2 (Österreich: 84.000km2 Faktor 3,2)
4.4Mio Einwohner (Österreich: 8,5Mio Faktor 0,5)
16 Einwohner pro km2 (Österreich: 101 pro km2 )
Auckland - City of sails. NZ’s größte Stadt- 1.4m (31% NZ).
NZ AUT Faktor
Schafe 32.000.000 365.000 87
Kühe 5.300.000 800.000 6,5
rot 110kV AC lines
orange 220kV AC lines
violett 350kV HVDC lines
Erneuerbare Energien
• Sehr hoher Anteil an Erneuerbaren:
2010 ¾ des Strombedarfs
• Für 2025 geplant 90%
• 2/3 Wasserkraft auf der Südinsel
• Geothermie auf der Nordinsel
• 22% aus Erdgas, Importe trotz eigener
Gewinnung
• Kohlevorkommen im Süden
09.05.2014 5
Maste
• Subtropisches Klima
• Extreme Windgeschwindigkeiten
• 220kV Rohrmast
09.05.2014 6
09.05.2014 7
Cigre Studienkomitee B2
SC B2 behandelt alle Bereiche von Freileitungen, dazu zählen
Design
Konstruktion
Betrieb von Freileitungen
einschließlich mechanischer und elektrischer Aspekte
und dem Design von Leitungskomponenten
Leitern und Erdseilen
Isolatoren
Armaturen
Tragwerke
Fundamente
Versuche
…. oft in Zusammenarbeit mit anderen Studienkomitees
Auch wird behandelt
Bewertung von Komponenten
Wartung und Instandhaltung
Generalüberholung, Sanierung
upgrading und uprating von Freileitungen
SCB2 Zuständigkeitsbereiche
– Erhöhung der Akzeptanz von Freileitungen
– Erhöhung der Kapazität existierender Freileitungen
– Erhöhung von Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit von Freileitungen
Das SC B2 besteht aus
23 Working Groups
2 Joint Working Groups („Arbeiten unter Spannung“ und
„Umweltaspekte Leitungen und Kabel für ländliche und städtische
Gebiete“)
7 Advisory Groups für die Koordination.
Cigre Study Committee B2
09.05.2014 9
0
5
10
15
20
25
30
35
40
AU BE BR CA CH CL CN CZ DE DK ES FI FR GR HU IE IL IN IR IS IT JP KR MY NL NO NP NZ PL PT RO RU RS SA SE SI TH UA UK US ZA
9
Struktur des SC B2
• Mitglieder aus 24 Ländern
Schweiz, Slowenien, Schweden, Brasilien, USA, Irland, Spanien, Belgien, Norwegen, Kanada, Russland, Australien, Finnland, China, Österreich, Südafrika, Großbritannien, Südkorea, Frankreich, Deutschland, Italien, Tschechien, Slowakei, Japan, Polen
• Und Beobachter aus 10 Ländern (Island, Venezuela, Indien, Mexiko, Portugal, Niederlande, Rumänien, Israel, Neuseeland, Algerien)
• Vorsitzender: Konstantin Papailliou/CH, Sekretär: Herbert Lugschitz/AUT
• 23 WG mit 311 Mitgliedern aus 41 verschiedenen Ländern
WG Mitglieder nach Kontinenten
10
Ozeanien
Europa
Asien
Afrika
Amerika
11
Cigré SC-B2 WGs
Working Group
WG B2.23 Geotechnical and structural design of the foundations of HV & UHV Lines, application to
the updating to the refurbishment and upgrading guide
WG B2.24 Qualification of HV and UHV Overhead Line Supports under static and dynamic Loads
WG B2.25 Preparatory studies on specifications for revision of IEC testing of Self Damping and
conductor fatigue characteristics (new IEC Spec.)
WG B2.28 Meteorological data for assessing climatic loads. Update of IEC TR 61774
WG B2.38 Evaluation of High Surge Impedance Load solutions for increased natural capacity of
OHL
WG B2.40
Steevens
Calculations of the electrical distances between live parts and obstacles for OHL :
Preparatory studies for revision of IEC standard (IEC61…
WG B2.41
Steevens Guide to the conversion of existing AC lines to DC operation
WG B2.42 Guide to Operation of Conventional Conductor Systems above 100°C
WG B2.43
van Dyke
Guide for Thermal Rating Calculations for Overhead Lines with high temperatures and
real-time weather & load data
WG B2.44
Steevens Coatings for protecting overhead power network equipment in winter conditions
WG B2.45 Bushfire characteristics and potential impacts on Overhead Line Performance
09.05.2014 12
12
Cigré SC-B2 WGs
Working Group
WG B2.46 Wind induced motion on bundle conductors (excluding ice galloping)
WG B2.47 Remedial actions for aged fittings and repair of conductors
WG B2.48 Hadinger Experience with the mechanical performance of new conductor types
WG B2.49 Safe design tension for conductors fitted with elastomer cushioned suspension
units
WG B2.50 Safe handling of fittings and conductors
WG B2.51 Gogel Methods for optimized design of overhead transmission lines
WG B2.52 Wahl The use of robotic in assessment and maintenance of OHL
WG B2.53 Management guidelines for outsourcing OHTL technical expertise
WG B2.54 Management of risk associated with severe climatic events and climatic change on
OHL
WG B2.55 Hadinger Conductors for the Uprating of existing Overhead Lines
WG B2.56 Ground Potential Rise at Overhead AC Transmission Line Structures during Faults
WG B2.57 Steevens Survey of operational Composite Insulator Experience and Application Guide for
Composite Insulators
JWG B2./B3.27 Wahl Live line maintenance : a management perspective
JWG C3/B2/B1.13
Bethge, Gogl, Weber,
Gehlen,
Environmental issues of high voltage transmission lines for rural and urban areas
09.05.2014 13
Tutorials in Neuseeland, Bamberg, Montreal, Australien, Bolivien, mit 800+ Teilnehmern
Kolloquium für Höchstspannung in Zusammenarbeit mit CIGRE in Neu Delhi, 1000kV Teststation
in Neuseeland 100 Papiere, 350+ Teilnehmer aus 35 Ländern
Symposium
Extremes Wetter und Umweltbedingungen
Lifetime management, asset management, Instandhaltung
Upgrading und uprating
HV und MV Equipment
kombinierte AC & DC Netzwerke
Tutorial
optimiertes Design
Upgrading mit Hoch-Temperatur Low-Sag (HTLS) Leitern
gealterte Komponenten, Evaluierung von gealterten Armaturen
,
B2 Symposium, Tutorial, Kolloquium
Bangalore: internationale Messe
ELECRAMA, Vorstellung von B2
09.05.2014 14
Klimawandel
WG B2.54 Management of risk associated with severe climatic events and climatic change on OHL
B2 Session 2013 Auckland, Symposium Papers 122, 123, 125
Fazit (Symposium Auckland): Wir können uns nicht erlauben
signifikante Änderungen des Klimas in der Zukunft zu missachten
2014: PS1
Klimawandel
Kein Konsens über Effekte und ob, welche und wie stark
Beispiel: schmelzender Permafrost in Russland
Beispiel: in Norwegen weniger Eis an den Küsten aber dafür mehr im Inland
15
Bilder: Cigre, S. Fikke
Klimawandel
09.05.2014 17
Extreme Wetterbedingungen
Mögliche Einflüsse auf Freileitungen
Hitzewellen und Dürren
Starker Regenfall
Schnee und Aneisung
Stürme, Typhoone
Erdrutsche
Fluten
Gewitterstürme
09.05.20
14
Bilder: Cigre
H. Hawes
Taifun “Haiyan”
auf den Philippinen November 2013
Windgeschwindigkeiten bis zu 340 km/h
Taifun mit 600 km Durchmesser
Stärkster Taifun aller Zeiten
09.05.2014 19
Feuer in der Nähe von Leitungen
Satelliten Observation ”Extreme Fire Weather” in Südafrika
links: Südafrika, Anzeige von Freileitungen mit in der Nähe befindlichen Bränden
rechts: Europa, Anzeige von Bränden
Bilder: Cigre, H. Vosloo
Fazit aus den bisherigen Berichten:
Die Entwicklung des Klimas soll berücksichtigt werden (z.B. ausreichende Reserven im
Design)
günstige Maßnahmen in Erwägung ziehen (z.B. Auswahl der Maststandorte) anstatt
später teure Maßnahmen ergreifen (Mastneubau oder neue Leitung)
Lebenszeit von Freileitungen in Relation zu Änderungen des Klimas bedenken
Statistik über Ausfälle, Störungen und Wetterphänomene erstellen
Klimawandel
Bilder: Cigre, S. Fikke, Hein Vosloo
Netzausbau in Brasilien
In Brasilien werden Leitungslängen von 2400km erforderlich
600kV DC-Hochspannungsleitungen 6.300 MW, 10km Abstand
Gemüsegärten in Servitutsstreifen verhindern wilde Besiedelung 2014: PS1
JWG C3/B2/B1.13 Environmental issues of high voltage transmission lines for rural and urban areas
Roboter
Leitungskontrolle auch unter Spannung, vor allem dann wenn
Leitungsabschaltungen nicht möglich sind
Unbemannter Hubschrauber vorzugsweiße für die Überprüfung
langer Strecken außerhalb bewohnter Gebiete
“Line Scout” aus Kanada kann Kontrollfahrten am Seil und
kleine Reparaturen durchführen
Bilder: Schiebel, Line Scout
WG B2.52 The use of robotic in assessment and maintenance of OHL
Roboter
Multicopter
Roboter der Universität Kwa Zulu-Natal (Südafrika)
kann Seile, Klemmen und Seilarmaturen untersuchen.
– Kann Abstandshalter und Tragklemmen
selbständig überwinden.
– Er ist mit mehreren Kameras ausgestattet.
Bilder: Universität Kwa-Zulu-Natal, APG
Hilfsmittel zur Beurteilung von Materialqualitäten
• Neue Leitung anfangs nur mit geringer Last betrieben -> keine Aussage über Qualität der elektrischen Verbindungen machbar
• Zustandsermittlung von Pressverbindern und Pressklemmen am ungeschnittenen Seil, nur unter Spannung
Beispiele aus Australien
Aldrey-Seile seit Jahrzehnten erfolgreich eingesetzt
Langzeitrecken wird in Tests über 8000h ermittelt
Für die Zukunft werden Rein-Aluminiumseile überlegt (leichter, billiger, weniger
Verluste)
Überblick über Leitertypen (nicht vollständig)
AAAC All Aluminium Alloy Conductor
ACSR Aluminium Conductor Steel Reinforced
TACSR Thermal resistant Aluminium Conductor Steel Reinforced
G(Z)TACSR Gap-type (Super) Thermal resistant Aluminium alloy Conductor Steel Reinforced
(Z)TACIR (Super) Thermal resistant Aluminium alloy Conductor Invar Reinforced
ACAR Aluminium Conductor Alloy Reinforced
ACSS Aluminium Conductor Steel Supported
ACCC Aluminium Conductor Composite Core
ACCR Aluminium Conductor Composite Reinforced
Neue Leitermaterialien
Bild: 3M, ACCR Bild: CTC, ACCC Bild: Lumpi-Berndorf, TACSR
2014: PS3
WG B2.48 Experience with the mechanical performance of new conductor types
Einflüsse auf Leitertemperatur
27
Umgebungstemperatur
Einstrahlung
Windgeschwindigkeit und Richtung
35°C
0,6 m/s 900 W/m²
09.05.20
14
Elektrischer
Strom
09.05.2014 28
Südafrika
2 x 500kV + 2 x 132kV Mastbild
Instandhaltung ist unter Spannung möglich
Tests im Labor
Gegen Diebstahl: In die Ausfachungswinkel wird der Name des Leitungseigentümers eingestanzt
2014: PS1
WG B2.40
Calculations of the electrical distances between live parts and obstacles for OHL :
Preparatory studies for revision of IEC standard (IEC61…
WG B2.51 Methods for optimized design of overhead transmission lines
Beispiel: Erhöhung einer 300kV Leitung auf 420kV (Norwegen)
Zusätzlich 40% Kapazität
Uprating eines großen Teils des Netzes geplant(20% sollten bis 2030 erhöht sein)
Relativ kleine visuelle Änderungen
Weltweit größtes Leistungssteigerungsprojekt
Spannungserhöhung
Cigre Session 2012 Paris, B2-102-2012
2014: PS1
Publikationen B2 2013 und 2014
– Arc protection and diagnosis for composite string insulators
– Geotechnical and Structural Design of the Foundations of HV and
UHV Lines, application to the Updating to the Refurbishment and
Upgrading Guide (2008-2011)
– Qualification of HV and UHV Overhead Line Supports Under Static
and Dynamic Loads
– Guide to the conversion of existing AC lines to DC operation
– Evaluation of High Surge Impedance Loading (HSIL) solutions for
increased natural capacity of OHL
Vorzugsthemen 2014 Paris Session 30 von 45 papers
PS1 Minimierung des Einflusses von neuen Freileitungen, 14 Beiträge
Design, Konstruktion und Betrieb
Ökologie, Vegetation, Wildtiere
Trassenwahl und visuelle Akzeptanz
Design und Erfahrungen mit Übergangsstationen Freileitung/Kabel
PS2 Zuverläßigkeit und Optimierung des Designs, 10 Beiträge
Werkzeuge und Methoden
Einfluss von verschiedenem Designs auf Errichtungs- und Gesamtkosten
Kosteneffekte aus der Umgebung, behördlichem und öffentlichem Einfluss
PS3 Leiterseile: Installation und Langzeitverhalten, 6 Beiträge
Installation, Wartung und Seiltausch inklusive Arbeiten unter Spannung
Kriechen und Alterung bei neuen Leiterseil-Typen
Mechanisches Verhalten von neuen Bündelanordnungen
B2 Green Book
OHL in CIGRE history
Electrical issues AC/DC, line parameters, transm. capacity, lightning & earthing, etc.
Mechanical issues (loads, tower top geometry, clearances, etc.)
Environmental issues (ROW, EMF, audible noise, life cycle etc.)
OHL and the weather
Overall OHL Design
Standards
Conductors
Fittings
Conductor Vibrations
Insulators
Towers
Foundations
Construction
Maintenance
Asset Management
Uprating & Upgrading
OHL and UG Cables
The future of OHL
Darstellung des „Freileitungs-Geschäftes“
aus der Sicht der Cigre
Grundverständnisse, aber auch neue
Entwicklungen
Geplant für Paris 2014
34
A1 A2 A3 B1 B2 B3 B4 B5 C1 C2 C3 C4 C5 C6 D1 D2
8 5 6 4 16 13 14 5 12 1 3 0 2 7 15 10
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
A1 A2 A3 B1 B2 B3 B4 B5 C1 C2 C3 C4 C5 C6 D1 D2
TB Publication Planning 2014
E-Cigre 2013 Visits – example month of March
In vielen Ländern besteht ein steigender Bedarf an neuen Leitungen.
Das betrifft den Ersatz bestehender Leitungen, den Bau von neuen
Leitungen und Leistungserhöhungen bestehender Leitungen.
Die große Mehrzahl dieser Leitungen (Hochspannung und
Höchstspannung) werden Freileitungen sein.
Dies ist das Betätigungsfeld von B2