Spulenprodukte. THE PROVEN POWER

Spulenprodukte THE PROVEN POWER. www.trench-group.com Spulenprodukte Kundenpartnerschaft rund um die Welt Mehr als 250.000 Spulenprodukte wurden a...
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Spulenprodukte

THE PROVEN POWER. www.trench-group.com

Spulenprodukte Kundenpartnerschaft rund um die Welt

Mehr als 250.000 Spulenprodukte wurden an über 170 Länder geliefert. Über 60 Jahre Betriebserfahrung.

35.000 in Europa 13.000 im Nahen Osten 161.000 in Amerika

8.000 in Afrika

40.000 in Asien

Kontinuierliche Innovation seit 1900 • Offene Wicklungen • Betonspulen (Kabel in Beton vergossen) • Technologie begrenzt auf kleine Spulen und Verteilspannungen

• 1954 Gründung Spezielektra (heute Trench Austria) • 1962 Gründung Trench Electric (heute Trench Canada) • Wicklungsdesign gekapselt in Epoxydharz und Glasfaser • Leiter mit kleinem Durchmesser • Windungen folienisoliert • Paralleles Wicklungsdesign

1900 – Anfänge 2

1960 – Neuester Stand der Technik

Bewährte Zuverlässigkeit • Trench entwickelte die Technologie, die heutzutage bei Luftkerndrosselspulen verwendet wird • Trench ist der größte Drosselspulenhersteller auf der Welt • Über 250.000 Einheiten sind weltweit im Einsatz • Produktlebensdauer 30 Jahre und länger • Alle Geräte sind Spezialanfertigungen basierend auf: – Über 60 Jahren Erfahrung – Kontinuierliche F&E und Produktverbesserung – Vier Kompetenzzentren auf der Welt

• Entwicklung von Spezialkabeln und Isoliersystemen

Schwerpunkt auf Übertragunssysteme

• Höhere Kurzschlussfestigkeit

• Große Reihendrosselspulen: EHV, Strombegrenzung & Lastfluss

• Neue Anwendungsbereiche: SVC, Filter, HGÜ, verlustarme Kompensationsdrosselspulen

• Akustisches Design • Seismische Designs für sehr große Spulen • Kompensationsdrosselspulen mit höherer Spannung

Entwicklung von den 70 er bis 90 er Jahren

2000 er Jahre 3

Ringmutter Metallstern für Anschluss und Stromverteilung Kühlkanaldistanzstücke

Anschluss

Isolator

Abb. 1: Typische Trench-Konstruktion von trockenisolierten Luftkerndrosselspulen

Einleitung Mit mehr als 60 Jahren Erfahrung, ist Trench als führender Entwickler und Hersteller von trockenisolierten Luftkerndrosselspulen für die Energietechnik weltweit anerkannt. Unser einzigartiges Konzept hat uns mit Hilfe erfahrener Ingenieure sowie modernsten Fertigungseinrichtungen in Nordamerika, Brasilien, Europa und China zum weltweit führenden und bedeutendsten Hersteller für Hochspannungsdrosselspulen gemacht. Durch die enge Zusammenarbeit mit Energieversorgungsunternehmen und der Elektroindustrie, sowie durch modernste Projektierungs-, Produktions- und Prüfeinrichtungen können wir unseren Kunden Qualitätsprodukte, individuell angepasst an jeden Anwendungsfall, bieten. Die Einsatzbereiche unserer Produkte reichen von Mittelspannungsstrombegrenzungsdrosselspulen bis hin zu Spulen größter Bauleistungen (z. B. über 300 MVA pro Spule) bei höchster Spannungsbeanspruchung. Das Trench Management System ist nach internationalen Standards wie ISO 9001, ISO 14001 und OHSAS 18001 zertifiziert. Durch intensive Forschungs- und Entwicklungsarbeit sowie durch Berücksichtigung modernster Technologien ergeben sich laufend neue oder erweiterte Anwendungsmöglichkeiten für unsere Produkte. Neue Einsatzmöglichkeiten für Drosselspulen sind für Trench eine interessante Herausforderung.

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Konstruktionsmerkmale Konstruktionsmerkmale der trockenisolierten Luftkerndrosselspulen sind: • g  lasfasergekapselte, epoxydharzimprägnierte Wicklung • Aluminiumkonstruktion mit geschweißten Verbindungen • hohe mechanische Festigkeit und Kurzschlussfestigkeit • geringe radiale Spannungsbeanspruchung und gleichmäßige Spannungsverteilung entlang der Wicklung • n  iedrige Geräuschpegelwerte konstant während der gesamten Lebensdauer • freiluftbeständige Konstruktion, mit einem Minimum an Wartungsanforderungen • dimensioniert für eine Lebensdauer von über 30 Jahren • Ausführungen gemäß ANSI/IEEE, IEC und anderen internationalen Vorschriften. Aufbau Luftkerndrosselspulen von Trench bestehen in der Regel aus mehreren parallelen, isolierten Aluminiumleitern (Kupfer auf Anfrage). (Abb. 1). Diese Leiter können entweder kleinere Einzeldrähte oder auch speziell dimensionierte, von Trench selbst gefertigte Kabel sein. Leiterabmessungen und -aufbau hängen von den technischen Daten der Drosselspule ab. Die Vielfalt der bei Trench verfügbaren Leiterarten und Größen ermöglicht die Fertigung von technisch und wirtschaftlich optimalen Produkten.

Abb. 2: Trägerfrequenzsperren

Abb. 3: 3-phasige Kurzschlussbegrenzungsdrossel

Die Wicklungen sind mit epoxydharzimprägniertem Glasfaser verstärkt. Dies ergibt, im Anschluss an einen genau definierten Wärmebehandlungsprozess, eine gekapselte Spule. Zusätzlich integrierte horizontale und vertikale Glasfaserbandagen verhindern Vibrationen innerhalb der Drosselspule und ergeben für die gesamte Einheit höchste mechanische Festigkeit. Die Wicklungen sind an jedem Ende mit einer Aluminiumpresskonstruktion, dem Metallstern für Anschluss und Stromverteilung elektrisch und mechanisch verbunden. Aus diesem Aufbau resultiert eine mechanisch hochfeste Einheit, die auch extrem hohen Kurzschlusskräften Stand zu halten vermag.

Trägerfrequenzsperren Trägerfrequenzsperren (Abb. 2) sind in Serie mit Hochspannungs-Übertragungsleitungen geschaltet. Hauptaufgabe der Trägerfrequenzsperre ist es, eine hohe Impedanz bei den Trägerfrequenzen zu besitzen (30-500 kHz) und gleichzeitig eine geringe Impedanz bei Netzfrequenz zu haben (50 oder 60 Hz). Die hohe Impedanz schränkt die Dämpfung des Frequenzsignals im Stromsystem ein, indem sie vermeidet, dass das Frequenzsignal: • ins Umspannwerk abfließt • im Fall einer Störung außerhalb der Trägerfrequenzübertragungsstrecke nach Erde abfließt • in einer Stichleitung oder in eine Abzweigung der Hauptübertragungsstrecke abfließt.

Trench Drosselspulen entsprechen allen mechanischen Anforderungen, wie z. B. Kraftwirkung auf Anschlüsse, Umbruchskräften, Windbelastungen oder auch Erdbebenkräften. Dieses einzigartige Design kann in allen Umgebungsbedingungen und klimatischen Zonen ohne Leistungseinschränkungen eingesetzt werden. Die trockenisolierten Luftkerndrosselspulen von Trench werden in verschmutzten und korrosiven Umgebungen eingesetzt und zeigen optimales Betriebsverhalten. Als Ergänzung zu den fest eingestellten Induktivitäten bietet Trench auch Drosselspulen mit Anzapfungen oder stufenloser Verstellmöglichkeit an. Durch eine Vielzahl von technischen Lösungen können wir sowohl grobe als auch feine Induktivitätseinstellungen bieten. Darüber hinaus verwendet Trench verschiedene andere Konstruktionen für Drosselspulen, wie z.B. Eisenkernspulen und wassergekühlte Spulen.

Reihendrosselspulen Reihendrosselspulen werden mit der Sammelschiene oder ihren Abzweigen in Serie geschaltet. Typische Anwendungsbereiche sind Kurzschlussbegrenzungsdrosseln, Parallellaufdrosseln für Kondensatorbänke, etc. Strombegrenzungsdrosseln Strombegrenzungsdrosseln reduzieren den Kurzschlussstrom auf ein für nachgeschaltete Anlagenteile verträgliches Maß (Abb. 3). Der Anwendungsbereich reicht von einfachen Drosseln in Abzweigen bis hin zu Sammelschienendrosseln in Systemen mit einer Nennspannung von bis zu 765 kV, entsprechend einem BIL von 2100 kV.

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Abb. 4: Einphasige Kompensationsdrosselspulen

Kondensatoreinschaltdrosseln Kondensatoreinschaltdrosseln sind dazu bestimmt, mit einer über eine Kompensationsspule verbundenen Kondensatorbank in Serie installiert zu werden, um Ein-und Ausschaltströme zu begrenzen und um die Resonanzfrequenz des Systems zu regulieren. Drosselspulen können für Spannungsebenen bis zu 765 kV/2100 kV BIL installiert werden. Die technischen Daten der Spezifikation von Kondensatoreinschaltdrosseln sollten Oberwellenströme, Kapazitätstoleranzen und maximale Dauerüberspannungen berücksichtigen. Drosselspulen für Lichtbogenöfen Lichtbogenöfen werden bei niedrigem Elektrodenstrom und langem Lichtbogen am effektivsten betrieben. Dies erfordert den Einsatz einer Drosselspule in Serie mit dem Lichtbogenofentransformator zur Stabilisierung des Lichtbogens. Duplexdrosselspulen Duplexdrosselspulen sind Strombegrenzungsdrosseln mit zwei gegensinnig gewickelten Halbspulen. Diese Drosselspulen weisen eine gewünscht niedrige Reaktanz im Nennbetrieb und eine hohe Reaktanz im Fehlerfall auf.

Filterdrosselspulen Filterdrosselspulen werden in Verbindung mit Kondensatorbänken verwendet, um einen Serienschwingkreis, bzw. in Verbindung mit Kondensatoren und Widerständen einen Parallelschwingkreis (Breitbandfilter) zu bilden. Bei der Spezifikation von Filterdrosselspulen sollten die Grundwellen-und Oberwellenströme spezifiziert werden. Falls Induktivitätseinstellung erforderlich ist, müssen sowohl der erforderliche Anzapfungsbereich als auch die gewünschten Toleranzen spezifiziert werden. Viele Filteranwendungen erfordern wesentlich niedrigere als die natürlichen Gütewerte der Drosselspulen. Zur Erreichung dieser niedrigen Werte wird üblicherweise ein Widerstand parallel zur Drosselspule geschaltet. Eine preisgünstigere Alternative ist das Anbringen der patentierten «Dämpfungsringe» an der Spule. Dies reduziert den Gütefaktor der Spule ohne zusätzliche Dämpfungswiderstände bis auf ein Zehntel des Wertes. Diese fest angebauten Ringe sind mit dem Magnetfeld der Spule gekoppelt. Dadurch werden Bedenken im Hinblick auf Platz, Anschluss und Verlässlichkeit separater Komponenten, wie z.B. Widerstände, ausgeräumt.

Lastflussdrosselspulen Lastflussdrosselspulen werden in Reihe zur Übertragungsleitung bis zu 800 kV geschaltet. Durch die Veränderung der Leitungsimpedanz wird der Lastfluss kontrolliert und die mögliche Übertragungsleistung optimiert. 6

Abb. 5: G  lättungsdrosselspule für UHVDC Agra  (BIL 1300kV; 2680A; 75mH) – erfolgreiche Typenprüfung bei HSP Köln

Kompensationsdrosselspulen Kompensationsdrosselspulen werden eingesetzt, um den durch Schwachlast oder durch erdverlegte Kabel auftretenden kapazitiven Strom zu kompensieren. Sie werden üblicherweise an die Tertiärwicklung des Transformators angeschlossen (Abb. 4), können aber auch direkt an das System bis 345 kV angeschlossen werden.

Glättungsdrosselspulen Glättungsdrosselspulen (Abb. 5) werden zur Stromglättung in gleichrichtergespeisten Netzen eingesetzt. Sie werden in HGÜAnlagen mit Systemspannungen bis zu 800 kV benötigt. Sie finden ihre Anwendung auch in der Leistungselektronik, wie z.B. bei regelbaren Antrieben und USV-Anlagen. Trench bietet mehrere Konstruktionsverfahren an.

Thyristorgesteuerte Kompensationsdrosseln (TCR) werden in statischen Kompensationsanlagen (SVC) verwendet wo die Blindleistung der Drossel mittels Thyristoren verändert wird. SVC-Anlagen erfordern in der Regel folgende Drosseln: • Thyristorgesteuerte Kompensationsdrosselspulen. Die Kompensationsleistung wird verändert, indem der Strom, der durch die Drosselspule fließt, mittels Thyristorventilen reguliert wird. • Drosselspulen für thyristorgeschaltete Kondensatorbänke (TSC) • Filterdrosselspulen (FR)

Prüfdrosselspulen Prüfdrosselspulen werden in Hochspannungs- und Hochleistungsprüflaboratorien eingesetzt. Einige typische Anwendungsfälle sind Strombegrenzung, synthetische Schalterprüfung, induktive Energiespeicherung und Leitungsnachbildung.

Drosselspulen für die HGÜ Hochspannungsgleichstromübertragung wird für den Energietransport über weite Entfernungen sowie als Kurzkupplungen zwischen unterschiedlichen Übertragungssystemen verwendet. In HGÜ-Anlagen finden Glättungsdrosseln, Filterdrosseln für Gleich- und Wechselspannung, TFH-Sperren sowie Störspannungsfilterkreis(RIV)-Drosseln Anwendung. Außerdem enthalten selbstkommutierte HGÜ-Systeme Umrichterdrosselspulen. 7

Sternpunkterdungsdrosselspulen Sternpunkterdungsdrosselspulen begrenzen den Erdkurzschlussstrom auf vorgegebene Werte. Spezifikationen sollten auch Angaben über Ausgleichsströme und Belastungsdauer beinhalten.

Abb. 6: 110 kV Erdschlusslöschspule

Abb. 7: Variable Kompensationsdrosselspule

Erdschlusslöschspule Erdschlusslöschspulen (Petersen-Spulen) sind einphasige Erdungsdrosselspulen für die Kompensation des kapazitiven Erdschlussstromes im einpoligen Erdschlussfall. Die Erdschlusslöschspule (ASC) verkörpert das zentrale Element des Erdschlussschutzsystems von Trench (Abb. 6).

Variable Kompensationsdrosselspulen (VSR) Variable Kompensationsdrosselspulen (Abb. 7) werden parallel an die Leitungen angeschlossen und versorgen das Netz dort, wo eine schnelle Regulierung der Blindleistung nicht notwendig ist, mit induktiver Blindleistung. VSRs nutzen Tauchkerntechnologie, um die Blindleistung zu verändern.

Da sich die Netzzustände laufend verändern, muss die Induktivität von Erdschlusslöschspulen einstellbar sein. Das von Trench entwickelte Erdschlussschutzsystem nutzt die Eigenschaften der kontinuierlich einstellbaren Tauchkernspule (Design mit beweglichem Kern). Aufgrund umfangreicher Erfahrung in den Bereichen Gestaltung, Konstruktion und Anwendung von Erdschlusslöschspulen erfüllen die Produkte von Trench die striktesten Anforderungen an Erdschlusskompensationstechniken.

Zu den Funktionen eines VSR gehören: • stationärer Spannungsgrenzzustand wird eingehalten • Blindleistungsfluss bleibt innerhalb vorgegebener Grenzwerte • gewünschter Leistungsfaktor wird erhalten

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Typische Netzwerkbedingungen, bei denen der Einsatz von variablen Kompensationsspulen bevorzugt wird, sind unter anderem: • Netzwerke mit dezentraler Energieerzeugung • stark schwankende Belastungen, die über lange Freileitungen oder über Kabel verbunden sind • Netzanbindungen an abgelegene erneuerbare Energien (z.B. Windkraft)

Abb. 8: Kondensator/Filter-Schutzrelais – CPR500

Kondensator/Filter-Schutzrelais (CPR) CPRs (Abb. 8) wurden speziell für den Schutz von Kondensatorbänken im Mittel- und Hochspannungsbereich und Filtrationsanlagen entwickelt. Das neue CPR500 verfügt außerdem über eine kapazitive TouchBenutzeroberfläche, ein grafisches Display und wahlweise über eine mehrsprachige Kommunikationsunterstützung gemäß IEC61850. Schutzfunktionen: • Wiederholter Überspannungsschutz bis zur 50. Harmonischen • Überstrom-, Unterstrom- und Erdschlussschutz • Neutraler Unsymmetrieschutz mit Restkompensation • Leitungsunsymmetrieschutz • Thermischer Schutz für Kondensator-, Spulen- & Widerstandselemente • zweifacher Schalterversagerschutz mit programmierbarer Logik • Kondensatorschutz bei Wiedereinschaltung

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Die Trench Gruppe ist der Partner Ihrer Wahl mit Produkten und Lösungen für Ihr Verteil- und Übertragungsnetz sowie Innovationspartner für künftige Herausforderungen. Um weitere Informationen zu erhalten, besuchen Sie uns auf unserer Homepage www.trenchgroup.com oder senden Sie uns eine E-Mail an [email protected]

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