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Siemens: Die weltweit ersten 1100-kV-HGÜ-Transformatoren

Für die weltweit größte und erste Hochspannungs-Gleichstromübertragungsstrecke (HGÜ) der Welt mit einer Übertragungsgleichspannung von 1100 kV liefert Siemens gemeinsam mit chinesischen Partnerunternehmen die weltweit ersten 1100-kV-Stromrichtertransformatoren.

Dieses Bild eines Modells eines anderen 1100-kV-Transformators von Siemens zeigt die gewaltigen Dimensionen. Allein die Ventildurchführungen der neuen 1100-kV-HGÜ-Transformatoren, von denen es noch eine Bilder gibt,  erreichen eine Länge von rund 19 Bildquelle: © Siemens

Dieses Bild eines Modells eines anderen 1100-kV-Transformators von Siemens zeigt die gewaltigen Dimensionen. Allein die Ventildurchführungen der neuen 1100-kV-HGÜ-Transformatoren, von denen es noch eine Bilder gibt, erreichen eine Länge von rund 19 m.

Mit einer Leistung von 587,1 MVA sind sie gleichzeitig auch die leistungsstärksten der Welt. Betrieben wird die HGÜ-Anlage vom Übertragungsnetzbetreiber State Grid Corporation of China (SGCC). Die geplante 1100-kV-HGÜ-Verbindung zwischen Changji und Guquan, das derzeit weltgrößte HGÜ-Projekt, hat eine Länge von 3284 Kilometern, eine Übertragungsleistung von zwölf GW und soll Ende 2018 in Betrieb gehen.

Bahnbrechende Forschungsfortschritte bei der neuesten Generation der Siemens-Stromrichtertransformatoren machen die zwölf Gigawatt Übertragungskapazität dieser HGÜ-Anlage erst möglich, für deren Umrichterstation Guquan Siemens die Transformatoren liefert.

Siemens fertigt die Transformatoren im Werksverbund unter der Führung seines Trafowerks in Nürnberg in Zusammenarbeit mit seinem chinesischen HGÜ-Transformatorenwerk in Guangzhou. Zum Lieferumfang gehören spezielle Konvertertransformatoren, die sich direkt an das 1050-kV-Drehstromnetz Chinas anschließen lassen. Diese Anschlussart kam bisher weltweit noch nicht zum Einsatz.

»Mit unseren Transformatoren und unserer Technologie unterstützen wir ein weltumspannendes Stromnetz, genannt Global Energy Interconnection, GEI. So tragen wir dazu bei, dass weltweit Höchstspannungsdrehstromnetze mit Höchstspannungsgleichstromnetzen auch auf der Spannungsebene 1100 kV DC und 1050 kV AC miteinander verbunden werden können – ohne Einschränkungen und ohne Umwege«, sagte Beatrix Natter, CEO der Business Unit Transformers in der Siemens-Division Energy Management.

Siemens konstruierte seine 1100-kV-Stromrichtertransformatoren auf Basis langjähriger Erfahrungen beim Bau von HGÜ-Transformatoren in allen wesentlichen Komponenten neu und stößt mit dem Bau derartiger Trafos in eine neue Dimension der HGÜ-Technik vor: Die Anlage Changji-Guquan wird den Strom weltweit zum ersten Mal mit einer Übertragungsgleichspannung von 1100 kV übertragen. Die Stromrichtertransformatoren als Kernkomponente jeder HGÜ-Anlage haben dabei die Aufgabe, die Spannung des Drehstromnetzes auf die Höhe der Übertragungsspannung von 1100 kV zu bringen, um damit die Stromrichter zu versorgen.

»Wir haben uns mit unseren Transformatoren für dieses Projekt in China mit Pioniercharakter an die Spitze der Branche vorgearbeitet. Die hier umgesetzten Innovationen kommen unserem gesamten Produktspektrum zugute«, sagt Beatrix Natter. Bei der Entwicklung der 1100-kV-Stromrichtertransformatoren ging es vor allem darum, die bei einer Spannungshöhe von 1100 kV außergewöhnlich hohen Anforderungen an die Isoliersysteme dieser High-Tech-Umspanner zu beherrschen. Die beiden Ventildurchführungen beispielsweise, durch die der Strom vom Innern des Trafos in die Stromrichter fließt, haben aufgrund der nötigen Isolierabstände in Luft eine Länge von rund 19 Metern. Die Trafos haben damit eine Gesamtlänge von 37,8 Metern, eine Höhe von 5,85 Metern und eine Breite von 5,20 Metern. Mit Isolieröl wiegen sie 823 Tonnen; das Transportgewicht liegt bei 490 Tonnen.

Dieses Bild eines Modells eines anderen 1100-kV-Transformators von Siemens zeigt die gewaltigen Dimensionen. Allein die Ventildurchführungen der neuen 1100-kV-HGÜ-Transformatoren, von denen es noch eine Bilder gibt,  erreichen eine Länge von rund 19 m.