Vergleich Erdkabel - Freileitung im 110-kV-Hochspannungsbereich

In den Anschlussfällen A (Versorgung eines Abnehmers oder einer Abnehmergruppe) und B(„Entsorgung“ von Einspeiseleistung, z. B. eines Windparks) sorgen der Abnehmer oder derEinspeiser durch ihr Leistungsprofil dafür, dass an ihren Anschlusspunkten annähernd gleicheWirk- und Blindleistung, sowohl bei Anschluss über eine Freileitung als auch über ein Kabelabgenommen oder eingespeist werden. Die gegenüber der Freileitung wesentlich größereBlindleistung des Kabels muss dann vom Netz aufgenommen werden, wozu die Spannung aufder Abnehmer- bzw. Erzeugerseite entsprechend einzuregulieren ist.Durch den geringeren ohmschen Widerstand des Kabels sind dessen Verluste kleiner als dieder Freileitung. Dem Verlustrückgang auf dem Kabel stehen die durch den vom Kabel verursachtenBlindleistungsfluss verursachten Verluste im Netz gegenüber. Außerdem könnte jenach Kabellänge und Blindleistungsbedarf des Netzes eine Blindleistungskompensation erforderlichwerden, die ebenfalls mit Verlusten verbunden ist.Der Anschlussfall C liegt zwischen zwei Knoten im Netz. Er stellt den allgemeinen Fall derNetzerweiterung oder Netzverstärkung dar. Der Ersatz einer geplanten Freileitung durch einKabel führt aufgrund der geringeren Kabelimpedanz und deutlich größeren Kabelkapazität zuÄnderungen des Leistungsflusses auf dem Kabel und im umgebenden Netz sowie zu Spannungsänderungenan den Anschlussknoten und deren Umgebung. Die Spannungsänderungenwerden hauptsächlich durch die gegenüber der Freileitung hohe kapazitive Blindleistung desKabels verursacht. Wie ausgeprägt diese Änderungen sind, hängt von den Impedanzverhältnissenund der Kurzschlussleistung an den Anschlussknoten ab.Die Kurzschlussleistung ist ein Maß für die Nachgiebigkeit der Spannung am Netzknoten.Hohe Kurzschlussleistungen lassen nur geringe Spannungsänderungen zu, mit der Folge, dassdas Kabel wegen seiner geringeren Impedanz einen sehr viel größeren Strom als die Freileitungauf sich zieht und damit unter Umständen überlastet wird oder zumindest nicht mehr dieaus Gründen der (n-1)-Sicherheit geforderte Leistungsreserve aufweist. Andererseits lassengeringe Kurzschlussleistungen das Kabel nur wenig Mehrleistung gegenüber der Freileitungübernehmen, verursachen aber unter Umständen unzulässige Spannungsänderungen an denAnschlussknoten.Im Kapitel 7 ist der Einfluss der Verkabelung auf den Leistungsfluss, die Spannungen und dieVerluste an einem einfachen Modellnetz veranschaulicht. Der Verlustfaktor p V liegt für diesesNetz im Bereich von 0,148 bis 0,515 bei einem Widerstandsverhältnis Kabel/Freileitung von0,275. Anhand eines realen Planungsfalles wird im Kapitel 7 auch gezeigt, dass durch den alternativenEinsatz von Kabeln anstelle von Freileitungen die (n-1)-Sicherheit nicht mehr gewährleistetsein kann. Das Kabelprojekt ist dann in dieser Form nicht realisierbar. Grundsätzlichist deshalb vor einer Verkabelung einer geplanten Freileitungsstrecke zunächst durchNetzberechnungen zu prüfen, ob ein Kabeleinsatz an der gleichen Stelle wie eine geplanteFreileitung aus netztechnischen Gründen (Einhaltung des (n-1)-Kriteriums, des Spannungsbandessowie der zulässigen Kurzschlussströme) überhaupt möglich ist.4.3 FolgekostenBeim Zubau von Leitungsstrecken und insbesondere von Kabelstrecken mit ihren wesentlichhöheren Kapazitätsbelägen (vgl. /4/) können durch die sich dann vergrößernde Kapazität desNetzes grundsätzlich die nachfolgend genannten Folgekosten entstehen. Dies sind Anschaffungskostenund Betriebskosten von Blindleistungskompensationsspulen sowie Anschaffungskostenvon weiteren Erdschlusslöschspulen, wenn als Sternpunkterdung die üblicherweiseeingesetzte Resonanz-Sternpunkterdung beibehalten werden kann. Muss die Sternpunkterdungumgestellt werden (vgl. /4/), weil die Restströme die Löschgrenze überschreiten,werden anstatt der zusätzlichen Erdschlusslöschspulen Kosten für die Umstellung der Sternpunkterdungdes Netzes von Resonanz-Sternpunkterdung (RESPE) auf niederohmige Stern-13