Leistungstransformator

ölgefülltfür Unterstationfür Stromnetz

Überblick
Phasenschieber (PST) ermöglichen eine präzise Regelung des Wirkleistungsflusses in Wechselstrom-Übertragungsnetzen. Sie werden eingesetzt, um Richtung und Größe von Leistungsflüssen auf bestimmten Leitungen zu steuern, Netzstabilität zu verbessern, Überlastungen zu vermeiden, Engpässe zu entlasten und bestehende Infrastruktur besser zu nutzen. Auf Grundlage jahrzehntelanger Erfahrung in der Transformatorentwicklung unterstützen PST-Lösungen einen sicheren, zuverlässigen und flexiblen Netzbetrieb.

Funktionsweise
Ein PST erzeugt eine steuerbare Phasenverschiebung zwischen Sende- und Empfangsende einer Übertragungsleitung. Häufig wird eine indirekte PST-Bauweise angewendet, die eine Shunt-Einheit (Abgriffe) mit einer Serienschaltung kombiniert, die eine variable Spannungskomponente in die Leitung einspeist. PSTs sind als Zweikernlösungen für hohe Leistungswerte oder als Einkernlösungen (typischerweise bis 230 kV) realisierbar, wenn Platz- oder Transportbeschränkungen vorliegen.

Wesentliche Fähigkeiten und Einsatzgebiete

• Aktive Steuerung von Wirkleistungsflüssen zur Entlastung überlasteter Korridore und zum Ausgleich paralleler Strompfade.
• Wiederherstellung der Steuerbarkeit in vermaschten und grenzüberschreitenden Netzen durch Begrenzung ungeplanter Schleifenflüsse.
• Erhöhung der nutzbaren Übertragungskapazität bestehender Korridore zur Verzögerung oder Vermeidung neuer Leitungsbauten.
• Unterstützung der Integration erneuerbarer Erzeugung durch Umleitung variabler Einspeisungen von überlasteten Knotenpunkten.
• Beitrag zur Netzstabilität, Einhaltung von N-1-Anforderungen, Wiederherstellung nach Fehlern und kontrollierter Systemwiederanlauf.

Konstruktion und technische Merkmale
Siemens Energy PSTs sind in dreiphasigen Einkern- und Zweikern-Ausführungen mit diversen Konfigurationsoptionen erhältlich, um Netztopologien und Standortanforderungen zu entsprechen. Typische Merkmale sind hohe Phasenverschiebungsfähigkeit, feine Abgriffsauflösung, großer Betriebsbereich, robuste mechanische Ausführung, Optionen für niedrige Geräuschentwicklung, Ester-Isolierung, fortschrittliche Kühlungskonzepte sowie Möglichkeiten für digitale Überwachung und Online-Diagnostik zur zustandsorientierten Instandhaltung und Integration in die Schaltanlagenautomatisierung.

Anwendungskonfigurationen
PSTs können in Inline- oder By‑pass-Anordnungen installiert werden und finden typischerweise Anwendung an Interkonnektoren, in internen belasteten Korridoren, an Hubs zur Integration erneuerbarer Energien und anderen Stellen zur Steuerung des stationären Leistungsflusses in Hoch- und Höchstspannungsübertragungsystemen.

Entscheidungshilfe (Tabelle)
Netzsituation | Typische Herausforderung | Wie ein PST hilft
Anhaltende Engpässe in bestimmten Korridoren | Bestimmte Leitungen sind regelmäßig überlastet, während parallele Wege unterausgelastet bleiben | Verteilt die Flüsse aktiv um Engpässe zu entlasten und die Leitungsbelastung auszugleichen
Ungeplante Flüsse in vermaschten oder grenzüberschreitenden Netzen | Leistung folgt der Impedanz statt den kommerziellen Fahrplänen, was ungeplante grenzüberschreitende Austauschströme verursacht | Stellt die Steuerbarkeit der Flüsse wieder her und begrenzt unbeabsichtigte Auswirkungen auf Nachbarsysteme
Begrenzte Optionen für Netzausbau | Neue Leitungen stoßen auf Genehmigungs-, Kosten- oder Zeitbeschränkungen | Maximiert die Effizienz des bestehenden Netzes und verschiebt oder vermeidet teure Verstärkungsmaßnahmen
Hohe Redispatch- oder Abregelungsvolumina | Häufige operative Eingriffe erhöhen System- und Marktosten | Reduziert den Bedarf an Redispatch und Abregelung durch gezielte Flusssteuerung
Wachsende Integration erneuerbarer Energien | Variable Einspeisungen führen zu schnell wechselnden Flussmustern | Unterstützt die sichere Integration von Erneuerbaren durch (Neu-)Balance der Wirkleistungsflüsse
Steigende grenzüberschreitende Stromaustausche und Marktkopplung | Höhere Transfervolumina belasten die interkonnektierten Netze | Ermöglicht kontrollierte grenzüberschreitende Austausche bei Erhalt der Systemsicherheit
Strenge N-1-Sicherheitsanforderungen | Leitungsunterbrechungen oder Kontingenzen gefährden die Systemstabilität | Unterstützt N-1-Konformität durch Ermöglichung kontrollierter Leistungsflüsse

Typische betriebliche und wirtschaftliche Vorteile

• Bessere Nutzung bestehender Übertragungsinfrastruktur und Aufschub kostspieliger Verstärkungsmaßnahmen.
• Reduzierte Redispatch-/Abregelungskosten und geringere Systemverluste durch gezielte Flusssteuerung.
• Erhöhte betriebliche Flexibilität, verbesserte Systemresilienz und gesteigerte Fähigkeit zur Integration erneuerbarer Energien sowie zur Unterstützung marktbasierter Austauschprozesse.

Eigenschaften / technische Spezifikationen

• Funktion: Aktive Steuerung des Wirkleistungsflusses durch steuerbare Phasenwinkelverschiebung.
• Konstruktionsvarianten: Einkern- und Zweikern-Designs; dreiphasige Ausführung; Inline- oder By‑pass-Konfigurationen.
• Spannung & Leistung: Ausgelegt für Hochspannungs-Übertragungsanwendungen bis zu den höchsten Übertragungsklassen; Einkernlösungen typischerweise bis 230 kV, wo anwendbar; sehr hohe Leistungswerte unterstützt.
• Topologie: Indirekte PST-Designs, die Shunt-(Abgriff-)Einheit und Serien-Injektionseinheit kombinieren; Zweikern für hohe Leistungen, wenn Redundanz/Flexibilität erforderlich ist.
• Steuerung: Feine Abgriffsauflösung und großer Betriebsbereich für präzise Phasenverschiebungsregelung.
• Mechanik & Standortoptionen: Kompaktes mechanisches Design, Low‑Noise-Optionen, Ester‑Isolierung möglich, fortschrittliche Kühlkonzepte und standortspezifische Konfigurationen.
• Überwachung: Optionen für digitale Überwachung, Online-Diagnostik und Integration in Schaltanlagenautomatisierung und Asset-Management-Systeme.
• Anwendung: Grenzüberschreitende Interkonnektoren, interne überlastete Korridore, Hubs zur Integration erneuerbarer Energien und Korridore, die N-1-Konformität und Wiederherstellungsunterstützung erfordern.