Vier Riesen regeln das!

Vier neue Phasen­schieber im TenneT-Umspann­werk Würgau nutzen leis­tungs­starke Last­stu­fen­schalter von MR, um die vola­tilen Last­flüsse erneu­er­barer Ener­gien im Strom­netz optimal zu verteilen.


Sonne und Wind schi­cken keine Rech­nung? Von wegen: Fließt immer mehr rege­ne­ra­tive Energie in unsere Strom­netze, kommt es wetter­be­dingt auch zu mehr Leis­tungs­schwan­kungen. Um Leitungs­ab­schnitte vor Über­las­tung und Engpässen zu schützen, sind dann teure Redis­patch-Maßnahmen nötig, also Eingriffe in die voraus­ge­plante Erzeu­gungs­leis­tung von Kraft­werken. Der jewei­lige Über­tra­gungs­netz­be­treiber hat sie anzu­for­dern. Im Jahr 2021 fielen dafür in Deutsch­land rund 590 Mio. Euro Kosten an, ermit­telte der BDEW (Bundes­ver­band der Energie- und Wasser­wirt­schaft e. V.). 2020 waren es noch 240 Mio. Euro — ein weiteres Beispiel dafür, dass die Ener­gie­wende auch mehr Aufwand für den Um- und Ausbau der Strom­netze bedeutet.

TenneT TSO, einer der vier größten Über­tra­gungs­netz­be­treiber in Deutsch­land, könnte davon sicher ein Lied singen. Deshalb stellen die Bayreu­ther die Weichen auf Zukunft und inves­tieren in allen Berei­chen. Um beson­ders belas­tete Leitungen für die zuneh­mende Einspei­sung von Grün­strom fit zu machen, setzen sie unter anderem auf mäch­tige Phasen­schieber-Trans­for­ma­toren (PST). Die vier derzeit größten bringen je 940 Tonnen Betriebs­ge­wicht auf die Waage, haben die Ausmaße von Bunga­lows und stehen im Umspann­werk Würgau im Land­kreis Bamberg. Ab Ende 2022 regeln sie zwei wich­tige Nord-Süd-Strom­kreise in den baye­ri­schen Regionen Ober- und Mittel­franken und helfen, den Wind­strom aus dem deut­schen Norden in Rich­tung Süden besser zu verteilen.

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Helfen, ein Stück Ener­gie­wende zu reali­sieren: MR-Geschäfts­führer Wilfried Breuer (rechts) und TenneT-Manager Dr. Florian Martin.

Phasen­schieber-Trans­for­ma­toren verschieben die Über­last aus einer Strom­lei­tung so, dass das Netz insge­samt besser genutzt wird. Wie das? Stellt man sich das Über­tra­gungs­netz als Verbund von Wasser­lei­tungen mit vielen Zu- und Abflüssen vor, so sucht sich der Strom ebenso wie Wasser immer den Weg des geringsten Wider­stands. Staut sich in einem Strom­kreis einge­speiste Energie oder gibt es einen Engpass, können parallel geschal­tete Phasen­schieber wie Ventile entspre­chende Zu- oder Abflüsse davor und dahinter öffnen bzw. regeln, damit der Strom die gewünschte Bahn nimmt.

Wie hilft das der Ener­gie­wende?

So lassen sich Last­flüsse im Netz optimal steuern. Das führt zu einer insge­samt höheren Über­tra­gungs­leis­tung im Höchst­span­nungs­netz, betont Dr. Florian Martin, Head of Asset Tech­no­logy bei TenneT, und erklärt weiter: „Aufwen­dige Redis­patch-Maßnahmen sind nicht mehr nötig. Mit Blick auf die aktu­elle Ener­gie­krise kann dies sogar so weit führen, dass das Netz weiter stabil betrieben werden kann, selbst wenn dafür notwen­dige Redis­patch-Kraft­werke nicht mehr zur Verfü­gung stehen sollten.“ Ergo braucht es neben weiteren Maßnahmen auch immer mehr und größere Phasen­schieber-Trafos, um den vola­ti­leren Einspei­sern zu begegnen.

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Tonnen­schwer, groß wie ein Bungalow — und unver­zichtbar für das Engpass­ma­nage­ment erneu­er­barer Ener­gien: die vier Würgauer Phasen­schieber. Das Umspann­werk in Würgau regelt ab Ende 2022 zwei wich­tige Nord-Süd-Strom­kreise in Bayern.

Um welche spit­zen­tech­ni­schen Anfor­de­rungen es dabei geht, zeigen die Würgauer Phasen­schieber. Einer dieser Kolosse besteht aus zweimal zwei Einheiten, soge­nannten Serien- und Erre­ger­trafos. Jede Doppel­ein­heit bringt eine Durch­gangs­leis­tung von 1.420 Mega­volt­am­pere (MVA) mit, zusammen sind es 2.840 MVA.

Mäch­tiger Türsteher

Diese enorme Power hat gute Gründe: Der gesamte Last­fluss einer Leitung geht durch den Trafo. In ihm ist es aber der Last­stu­fen­schalter, der das Bremsen und Beschleu­nigen des Last­flusses über­haupt erst zulässt. Er steuert als funk­tio­nales PST-Schlüs­sel­ele­ment die hohen Leis­tungen. Pro Trafo­bank sind jeweils vier Last­stu­fen­schalter in den Würgauer Phasen­schie­bern verbaut. Die Ansprüche an Leis­tung und Zuver­läs­sig­keit sind hier extrem.

Deshalb hatte sich TenneT an die Firma gewandt, die den Last­stu­fen­schalter erfunden hat und immer weiter opti­miert: „Wir haben zusammen mit MR aus deren Port­folio eine kunden­spe­zi­fi­sche Lösung nach unseren tech­ni­schen Vorgaben entwi­ckelt, getestet und in Betrieb genommen“, so Florian Martin. Der Trans­port der fertig geplanten und gebauten PST-Kolosse war die letzte große Hürde vor ihrer Aufstel­lung und Inbe­trieb­nahme. Im Sommer 2021 brachten acht Schwer­last­trans­porte die bis zu 326 Tonnen schweren PST-Kessel einzeln in jeweils zwei Tagen via Bahn, Schiff und Straße auf den Würgauer Berg (siehe Info­kasten).

FÜR DIE PHASENSCHIEBER VON MORGEN

Zukünftig können Kunden auch auf die jüngste Entwick­lung von MR setzen: Der neue VACUTAP® VRL® schaltet bis zu zehn MVA und ist so gut wie wartungs­frei. Zudem ist er Welt­re­kord­halter: Um Platz zu sparen, hat MR die Leis­tung auf unglaub­liche 3.200 Ampere ausge­legt. Das ist mehr als doppelt so viel, wie der größte Schalter bisher hatte. MR-Geschäfts­führer Wilfried Breuer: „Seine außer­or­dent­li­chen Schalt­leis­tungen auch bei sehr hohen Phasen­strömen ermög­li­chen es, auf eine symme­tri­sche Strom­auf­tei­lung in der Regel­wick­lung zu verzichten. Dadurch redu­zieren sich Mate­ri­al­ein­satz, Bauvo­lumen, Gewicht und auch die Betriebs­ver­luste des Trafos.“

Der VACUTAP® VRL® in Zahlen:
  • 3.200 A Maxi­maler Bemes­sungs­strom
  • 6.000 V Maxi­male Stufen­span­nung
  • 10.000 kVA Maxi­male Schalt­leis­tung

Zwei Jahre lang hatte TenneT das 2015 moder­ni­sierte Umspann­werk dafür vorbe­reitet und 70 Mio. Euro allein in die PST-Anlage inves­tiert. Wenn die Trafos in Betrieb gehen, hat das Projekt schon vier Jahre Aufbau­zeit hinter sich. Ein Riesen­auf­wand, der sich aber lohnt. Denn Phasen­schieber helfen, die Ener­gie­wende zukunfts­si­cher ins Netz zu bringen. „Und durch die Einspa­rung der Redis­patch-Kosten amor­ti­sieren sich Phasen­schieber-Trafos nach kurzer Zeit, in der Regel bereits nach einem Jahr oder kürzer“, versi­chert MR-Experte Jürgen Koll­manns­berger (siehe Inter­view).


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Haben Sie Fragen zum VACUTAP® VRL®?
Chris­tian Hillinger ist für Sie da:
C.Hillinger@reinhausen.com


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