Klima-, Energi- og Forsyningsudvalget 2019-20
KEF Alm.del Bilag 99
Offentligt
2114245_0001.png
Oplæg af
Joachim Holbøll
Professor i Højspændingsteknik
Danmarks Tekniske Universitet - DTU
i forbindelse med eksperthøring på Christiansborg om kabellægning i Vestjylland
2019-11-21
21. november 2019
DTU Elektro
1
 KEF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 99: Præsentationer fra teknisk høring den 21/11-19 om kabellægning af højspændingsforbindelse i Vestjylland
2114245_0002.png
Formålet
Formålet med oplægget er på baggrund af de 2
rapporter og fagområdet højspændingsteknik at
belyse udvalgte, evt. komplekse elektriske
sammenhænge indenfor transmissionslinjer.
21. november 2019
DTU Elektro
2
 KEF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 99: Præsentationer fra teknisk høring den 21/11-19 om kabellægning af højspændingsforbindelse i Vestjylland
2114245_0003.png
Forventninger til transmissionslinjer
For at sikre pålidelig drift af transmissionslinjer skal man være opmærksom på nogle
faktorer, heriblandt:
Overalt i nettet skal man
forhindre overbelastninger,
forhindre overspændinger,
bevare spændingskvaliteten,
minimere fejlsandsynligheden.
Derudover skal man
vurdere egne modeller,
vurdere baggrundsdata,
estimere betydningen af diverse
usikkerhedsmomenter
(sensitivitetsanalyse).
21. november 2019
DTU Elektro
3
 KEF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 99: Præsentationer fra teknisk høring den 21/11-19 om kabellægning af højspændingsforbindelse i Vestjylland
2114245_0004.png
Kabler og luftledningers
elektriske egenskaber
To vigtige egenskaber
Kabel
Induktans
Kapacitans
Middel
Høj
Luftledning
Middel
Middel
billede: Nexans + Wiki
Disse 2 er altid til stede og påvirker stabil drift af en transmissionslinje
21. november 2019
DTU Elektro
4
 KEF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 99: Præsentationer fra teknisk høring den 21/11-19 om kabellægning af højspændingsforbindelse i Vestjylland
2114245_0005.png
Model af korte kabler og luftledninger
De simpleste modeller for korte strækninger kan se sådan ud
og viser
•
•
•
Normal spænding ved lave frekvenser, f.eks. 50Hz
Ét resonanspunkt hver med overspænding
Veldefinerede, forudsigelige forhold
√
?
%
√
21. november 2019
DTU Elektro
5
 KEF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 99: Præsentationer fra teknisk høring den 21/11-19 om kabellægning af højspændingsforbindelse i Vestjylland
2114245_0006.png
Resonans? – Den ses i mange fysiske systemer
- er nødvendig i f.eks.
Musikinstrumenter
Elektriske sendere og modtagere
- er tilstede, men skal begrænses i f.eks.
Bygningskonstruktioner
Elektriske forsyningssystemer
Vindmøller
- kan i elektriske systemer
forstærke harmoniske spændinger
generere overspændinger ved kobling og lyn
21. november 2019
DTU Elektro
6
 KEF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 99: Præsentationer fra teknisk høring den 21/11-19 om kabellægning af højspændingsforbindelse i Vestjylland
2114245_0007.png
Model af længere kabler og luftledninger
En mere kompleks model for længere strækninger kan se
sådan ud og viser
•
•
•
•
Normal spænding ved lave frekvenser, f.eks. 50Hz
Resonanser kommer tættere på driftsfrekvensen
Flere resonanspunkter
Rimelig veldefinerede, forudsigelige forhold
√
%
?
%
√
21. november 2019
DTU Elektro
7
 KEF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 99: Præsentationer fra teknisk høring den 21/11-19 om kabellægning af højspændingsforbindelse i Vestjylland
2114245_0008.png
Model af hybridstrækninger
Modellen for hybridstrækninger med 1 kabel og 1 luftledning og indfødning 3 forskellige steder viser:
•
•
•
Normal spænding ved lave frekvenser, f.eks. 50Hz
Mange, tæt liggende resonanspunkter
Resonans ved lave frekvenser, tæt ved kendte
harmoniske
• Komplekse, uforudsigelige forhold, hvor små
ændringer kan få store konsekvenser
√
%
%
%
21. november 2019
DTU Elektro
8
 KEF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 99: Præsentationer fra teknisk høring den 21/11-19 om kabellægning af højspændingsforbindelse i Vestjylland
2114245_0009.png
Linjer i en større infrastruktur
Der er forskel på enkel strækning ….
…punkt til punkt…
… og strækninger i en større, formasket infrastruktur
21. november 2019
DTU Elektro
 KEF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 99: Præsentationer fra teknisk høring den 21/11-19 om kabellægning af højspændingsforbindelse i Vestjylland
2114245_0010.png
Fejlsandsynlighed
For alle højspændingskomponenter er der en vis fejlsandsynlighed. Lidt firkantet udtrykt kan
man sige:
Kabler
- Har en lavere fejlsandsynlighed, men udetider er længere og reparationsomkostninger
ved fejl er betydelig højere.
Luftledninger
- Har en højere fejlsandsynlighed, men udetider er kortere og reparationsomkostninger
ved fejl er betydelig lavere.
Linjer med mange, forskellige, seriekoblede komponenter, hybridløsninger
- Har samlet set en højere fejlsandsynlighed, varierende udetider og
reparationsomkostninger kan være ligeledes være høje.
Jo mere kompleks, jo større fejlsandsynlighed.
21. november 2019
DTU Elektro
 KEF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 99: Præsentationer fra teknisk høring den 21/11-19 om kabellægning af højspændingsforbindelse i Vestjylland
2114245_0011.png
Konklusion
Betragtningerne kan konkluderes således:
Kabellægning af lange strækninger medfører
• Flere resonansfrekvenser tættere ved driftsfrekvensen 50 Hz
• Resonansfrekvenser tættere ved mulige harmoniske i nettet
• Usikkerhed omkring modeller og konsekvenser grundet følsomhed overfor varierende, evt.
ukendte parametre
Kompleksiteten i systemer medfører
• Mange resonansfrekvenser
• Varierende karakteristika, afhængig af driftssituationen
• Øget risiko for fejl + lange udetider
21. november 2019
DTU Elektro
 KEF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 99: Præsentationer fra teknisk høring den 21/11-19 om kabellægning af højspændingsforbindelse i Vestjylland
2114245_0012.png
tak
21. november 2019
DTU Elektro