Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ)

800 kV Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ)


abbschweiz

 Zitat:

Bei der Hochspannungs-Gleichstromübertragung (HGÜ) hingegen kann mehr Leistung pro Leitung transportiert werden, weshalb die HGÜ über große Entfernungen wesentlich effizienter und kostengünstiger ist.

• Außerdem sind die Verluste bei der Gleichstromübertragung wesentlich geringer. 

(... welche Verluste sind hier gemeint ? ...)

• Moderne HGÜ-Systeme sind in der Lage, bis zu 3.000 MW über Entfernungen von 1.000 - 1.500 km zu übertragen. 

 [...]
U-HV-DC

Ultra High-Voltage Direct-Current

1 + 2
Siemens

HVDC (=High Voltage Direct Current) Energy must be reconverted to normal AC (50 or 60 Hz as required) by Endpoint alternaters, then retransformed on AC or: 

• DC dividers partitioning the voltage by resistor networks down to household or industrial AC voltages.

DC cannot be transformed by common inductive transformers by the way. 

A HVDC connection consits basically of the following three main parts:

• 1. Converter station at beginning of the line (transforming the AC into a DC voltage)

• 2. DC transmission line (overhead line on towers or cable connection)

• 3. Converter station at the end of the line (transforming the DC to an AC voltage)

The AC voltage at the end of the line is feeding the local AC grid (e.g. 420.000 V 50 or 60 Hz).

• The 420.000 V will be transformed in HV AC-substations step by step to lower voltages. 

Finally you will get the energy out of your 230 VAC socket at home.

Yes, at the end of the line the DC voltage will be converted to AC. 

The huge AC power will be fed into the regional AC transmission and distribution grid and distributed over several steps 

• (e.g. 800 / 420 / 220 /60 /10 / 0.4 kV) 

to the different consumers like cities, villages, industries, buildings and finally also households with 230 V 50 Hz sockets.

 [...]

Überlegung (ohne Gewähr):

war echt der Meinung, dass durch Teslas Erfindung der Wechselspannungsübertragung über weite Entfernungen die bessere Wahl sei gegenüber der von Edison propagierten Gleichstromübertragung aufgrund der "scheinbar" höheren Verluste der letzteren Variante, so hat man es eigentlich i.d. Ausbildung u. Berufsschule gelernt.  

• Andererseits bezahlt der Verbraucher bei Gleichstrom wirklich nur die Wirkleistung mit P=U*I

Bei Wechselstrom allerdings bezahlt er die gesamte Scheinleistung, die aus der Wirk- und Blindleistung besteht.

• Blindleistung wird wieder ins Netz "zurückgespeist" bzw. zurückgeführt, was eigentlich wieder ein Gewinn für den Netzbetreiber sein sollte, so ein Azubi-Kollege)

 * * *

Thematik 

"Break-even distance"
&

"HVDC HVAC Diagram Costs over Distance"


 wiki/Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung

 Hinweise entnommen aus:

Ökobilanz eines Solarstromtransfers von Nordafrika nach Europa 

Diplomarbeit Nadine May

Zitat:

[...]

Wechselspannung

Als positive Aspekte des Einsatzes von Drehstrom erweisen sich seine einfache Regelung von Spannung und Frequenz. 

• Mit einem Transformator kann er relativ verlustarm aufgespannt bzw. abgespannt werden, und auch die Leistungsentnahme mit einem solchen ist überall möglich

Nachteilig wirkt sich aus, dass eine absolute Synchronität von Erzeuger- und Verbraucherspannung unabdingbar ist, da sonst auftretende Pendelungen zu schwerwiegenden Stabilitätsprobleme im gesamten Netzes führen könnten. 

• Der Ausfall eines Leiters bedeutet den Totalausfall des gesamten Stromkreises.

Wechselstromverluste 

... eine nicht nutzbare Blindleistung, die ständig zwischen Erzeuger und Stromquelle pendelt und damit die Wirkleistung vermindert.

Die maximal übertragbare Leistung und Übertragungslänge wird mehr durch den Spannungsabfall entlang der Leitung begrenzt, als durch die thermische Belastbarkeit der Leiter.

... Kompensationseinrichtungen, meist in Abständen von 600 km, zur Stabilisierung eingesetzt.

 Verluste der Freileitung

Zusätzlich zu den stromabhängigen Verlusten treten noch spannungsabhängige Verluste in Form von Gasentladungen in Bereichen stark gekrümmter Oberflächen und hoher Feldstärke auf, also vorzugsweise an den Leiterseilen. 

• Wenn die elektrische Feldstärke an der Leiteroberfläche, auch Randfeldstärke genannt, die Durchschlagfestigkeit der Luft übersteigt, kommt es zur Ionisierung von Luftmolekülen. 

Die freigewordenen Elektronen können ihrerseits wieder mit neutralen Molekülen zusammenstoßen und so eine Stoßionisation durchführen. 

• Die dafür notwendige Energie wird dem elektrischen Feld entnommen. 

Solche Koronaentladungen machen sich durch Leuchterscheinungen und knisternde Laute bemerkbar.

Im Jahresmittel betragen die Koronaverluste ca. 2-3 kW/km bei einem 400 kV System (Laures, 2003).

Knoepfel (1995) gibt für ein 

• 380 kV-System 1-10 kW/km

und für ein 

• 750 kV-System 2-60 kW/km an, 

was stark von den jeweiligen Witterungsverhältnissen abhängt und in dieser Größenordnung vernachlässigt werden.

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