Supraleitertechnik für Netzertüchtigung
Nexans liefert zwei supraleitende Fehlerstrombegrenzer
Der britische Netzbetreiber Western Power Distribution (WPD) hat Nexans SuperConductors mit dem Bau von zwei supraleitenden Fehlerstrombegrenzern in Birmingham beauftragt. Der Auftrag umfasst den Entwurf, die Fertigung sowie der Installation der beiden Fehlerstrombegrenzer einschließlich der Schaltanlagen und hat einen Wert von rund 2,6 Millionen Euro.
Dies ist bereits der dritte Auftrag aus Großbritannien und der bis dato größte Einzelauftrag für supraleitende Strombegrenzersysteme, den Nexans verbuchen konnte.
Die Umrüstung des Birminghamer Netzes mit der bahnbrechenden neuen Technologie ist Bestandteil des »FlexDGrid«-Projektes zur Ertüchtigung des bestehenden Netzes, damit es mehr klimafreundlich erzeugten Strom aufnehmen kann. Dazu tragen die neuen Betriebsmittel bei, weil sie eine höhere Stromeinspeisung aus dezentralen bzw. regenerativen Quellen ermöglichen. An vielen Stellen machen sie den Ausbau des Netzes mit neuen Umspannstationen überflüssig. Das FlexDGrid-Projekt wird mit 17 Mio. Pfund aus dem Low Carbon Networks Fund gefördert, einer landesweiten Initiative zur Senkung der Kohlendioxid-Emissionen.
Ziel ist es, Fehler durch Kurzschlüsse zu minimieren, die Ursachen besser zu verstehen und die Höhe der Kurzschlussströme zu senken. Dazu sollen in zehn Stationen Messsysteme für Kurzschlussströme installiert werden und fünf Stationen zusätzlich mit Strombegrenzer–Technologie ausgestattet werden. Der Nexans–Strombegrenzer ist das einzige der verwendeten Betriebsmittel auf der Basis von Supraleitern und soll in zwei der fünf Umspannstationen zum Einsatz kommen. WPD entschied sich für die junge Supraleitertechnologie, weil die Höhe der Kurzschlussströme damit besonders effektiv gesenkt werden kann.
Zukunftsweisende Technik
Die supraleitenden Strombegrenzer schützen die im Netz nachgelagerten Komponenten besonders wirksam vor Kurzschlussströmen und haben sich in unterschiedlichen Verteilungsnetzen sowie in der Kraftwerkseigenversorgung bereits mehrfach bewährt. Sie sind eigensicher, sehr effektiv und verursachen nur geringe Betriebskosten. Die neuen Systeme in Birmingham sind von WPD als dauerhafte Installationen geplant.
Funktion der supraleitenden Strombegrenzer
Kern der Strombegrenzer sind supraleitende Bandleiter, die flüssiger Stickstoff auf eine Betriebstemperatur von etwa -195 °C kühlt. Im Normalfall lassen die Supraleiterdrähte den Strom ungehindert und praktisch ohne Widerstand fließen. Bei Überschreiten einer kritischen Stromstärke verlässt das Leitermaterial jedoch innerhalb von Millisekunden den supraleitenden Zustand und wirkt als extrem großer elektrischer Widerstand. Dann fließt nur noch ein definierter Reststrom durch den Begrenzer. Für die beiden Umspannstationen Chester Street und Bournville in Birmingham werden die Begrenzer bei einer Spannung von 11 Kilovolt für einen Nennstrom von 1600 Ampere (Chester Street) bzw. 1050 Ampere (Bournville) ausgelegt. Überschreitet der Strom diese Werte, tritt sofort die strombegrenzende Wirkung ein. Im Gegensatz zu einer normalen Sicherung, Unterbrechern oder pyrotechnischen Begrenzern unterbrechen die Strombegrenzer den Stromfluss nicht komplett, so dass der bestehende elektrische Schutz aufrechterhalten werden kann. Außerdem unterbrechen sie auch nicht dauerhaft: Ist die Netzstörung beseitigt und der Begrenzer wieder auf Betriebstemperatur abgekühlt, nimmt er automatisch wieder den Betrieb auf.
»Der Auftrag zeigt, dass die supraleitenden Strombegrenzer jetzt schnell vom Labor und von Pilotprojekten in reale, kommerzielle Anwendungen Einzug halten«, sagt Jean-Maxime Saugrain, Corporate Vice President Technical von Nexans.
