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WO2013131514A1 - Freileitungstrasse und verfahren zum errichten einer freileitungstrasse - Google Patents

Freileitungstrasse und verfahren zum errichten einer freileitungstrasse Download PDF

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WO2013131514A1
WO2013131514A1 PCT/DE2013/100080 DE2013100080W WO2013131514A1 WO 2013131514 A1 WO2013131514 A1 WO 2013131514A1 DE 2013100080 W DE2013100080 W DE 2013100080W WO 2013131514 A1 WO2013131514 A1 WO 2013131514A1
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WO
WIPO (PCT)
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line
overhead
overhead line
transmission
masts
Prior art date
Application number
PCT/DE2013/100080
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English (en)
French (fr)
Inventor
Detlef Bengs
Original Assignee
Qreon Gmbh
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Filing date
Publication date
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    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/728—Onshore wind turbines

Definitions

  • Overhead line and method for erecting an overhead line The invention relates to an overhead line and a method for erecting an overhead line.
  • Each pylon must have a certain height, on the one hand to reduce the risk of electric shocks, on the other to the other infrastructure, roads, buildings, etc., not to hinder.
  • a particular problem therefore is the planning of new transmission lines.
  • the local conditions such as vegetation, development, infrastructure and their further development must be taken into account. For example, it can be problematic if an overhead line is to be routed through a residential area or through a wind farm, or a residential area or a wind farm is to be or may be created in the area of the overhead line at a later date.
  • the object of the invention is therefore to provide a method for erecting an overhead line, with which the problems associated with the planning and the resulting from an unzu- (technical) problems resulting from extensive planning, if not completely avoided, then at least reduced.
  • Another object is to provide an advantageous overhead line. This object is achieved by the method for erecting an overhead line according to claim 1 and the overhead line according to claim 5. The dependent of these claims give each advantageous embodiments of the invention.
  • the basic idea of the invention is to plan and set up an overhead line for the distribution of electrical energy in such a way that not only the energy transmission is taken into account, but also the generation of energy by wind power.
  • the transmission towers on the one hand carry a line or lines of, for example, 110 kV, 220 kV or 380 kV high-voltage network, forward the electrical energy from their place of production to the place of their "consumption", and on the other hand lines of a medium voltage network, for example with a voltage of 30 kV, to which the wind power plants arranged on the transmission towers are connected,
  • the high-voltage lines of the high-voltage network are thus preferably designed as general power lines, the medium voltage lines are preferably designed for parking cabling.
  • the electrical energy obtained by means of the generators of the wind turbines is supplied in each case to a transformer arranged on or at the overhead transmission towers which is connected to the medium-voltage network and feeds the electrical energy into the medium-voltage network.
  • a transformer arranged on or at the overhead transmission towers which is connected to the medium-voltage network and feeds the electrical energy into the medium-voltage network.
  • Ring circuits have the advantage that a cable can be switched off, for example, due to cable breaks or for maintenance, without interrupting the supply to the subordinate low-voltage networks.
  • medium-voltage networks can be fed by several points, so that a medium-voltage network is particularly suitable for supplying the electrical energy obtained from wind turbines.
  • the overhead transmission towers can be erected as before as lattice masts (or as concrete or steel masts), the lattice masts must be designed in principle for the loads of a wind turbine and preferably already have a connection for a wind turbine, alternatively steel tubular towers or hybrid towers can be used.
  • the planning of a free-range road can already be made as if all the transmission towers or certain sections of the route would be equipped with wind turbines, but the actual implementation can also take place at a later date.
  • the transmission towers can first be erected and the power line installed.
  • the wind turbines can then be erected on at least some masts and finally the medium-voltage network can be set up.
  • the high-voltage line and the medium-voltage line can preferably be fastened to the overhead transmission masts at cantilever beams arranged opposite one another.
  • the overhead line is accompanied at least in sections by wind farms extending from the overhead line without the need for further planning or erection of a medium-voltage or high-voltage line.
  • the high voltage and the medium voltage line can also be performed at different heights (optionally only one side) mounted cantilevers.

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Abstract

Verfahren zum Errichten einer Freileitungstrasse, mit den Schritten: a. Errichten einer Mehrzahl von Freileitungsmasten, b. Verbinden der Freileitungsmasten mit einer Hochspannungsleitung, die zu einem in der Freileitungstrasse zuerst angeordneten Freileitungsmast hinführt, den ersten Freileitungsmast mit den weiteren Freileitungsmasten miteinander verbindet und von dem in der Freileitungstrasse zuletzt angeordneten Freileitungsmast wegführt, c. Anordnen einer Mehrzahl von Windkraftanlagen auf zumindest einigen Freileitungsmasten, d. Verbinden der Windkraftanlagen untereinander mit einer Mittelspannungsleitung, die von wenigstens einem in der Freileitungstrasse angeordneten Freileitungsmast wegführt, wobei die Reihenfolge der Schritte b, c und d beliebig ist.

Description

Freileitungstrasse und Verfahren zum Errichten einer Freileitungstrasse Die Erfindung betrifft eine Freileitungstrasse und ein Verfahren zum Errichten einer Freileitungstrasse.
Elektrische Energie wird regelmäßig mittels Freileitungen vom Ort ihrer Erzeugung, z.B. einem Kraftwerk oder einem Windpark, zum Ort ihres„Verbrauchs" geleitet, wobei die den Überlandteil des Stromnetzes bildenden Freileitungen - im Gegensatz zum Kabel - Leiter aufweisen, die nur durch die dazwischen liegende Luft voneinander isoliert sind. Hierfür sind die Leiterseile mittels Isolatoren an Freileitungsmasten befestigt, die je nach Höhe des Stromspannungsniveaus unterschiedlich ausgebildet sein können. Für Freileitungen mit Spannungen unter 50 kV kommen neben den zumindest früher häufig verwendeten Holzmasten auch Beton-, Stahlrohr- und Stahlfachwerkmaste zum Einsatz. Für Spannungen über 50 kV werden zumindest in Europa meist Gittertürme, insbesondere Stahlfachwerkmasten verwendet, wenngleich für Leitungen der 110-kV-Spannungsebene zunehmend auch Stahlrohrmaste oder Betonmaste eingesetzt werden.
Jeder Freileitungsmast muss dabei eine gewisse Höhe aufweisen, zum einen um die Gefahr von elektrischen Schlägen zu verringern, zum anderen um die sonstige Infrastruktur, Strassen, Gebäude etc., nicht zu behindern. Ein besonderes Problem stellt also die Planung von neuen Überlandleitungen dar. Insbesondere müssen bei der Planung von neuen Freileitungstrassen die örtlichen Gegebenheiten, wie Vegetation, Bebauung, Infrastruktur, sowie deren weitere Entwicklung berücksichtigt werden. So kann es beispielsweise problematisch sein, wenn eine Freileitungstrasse durch ein Wohngebiet oder durch einen Windpark geführt werden soll, oder im Bereich der Freileitungstrasse zu einem späteren Zeitpunkt ein Wohngebiet oder ein Windpark entstehen soll oder kann.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Errichten einer Freileitungstrasse zu schaffen, mit dem die mit der Planung verbundenen Probleme sowie die sich aus einer unzu- reichenden Planung ergebenden (technischen) Probleme wenn nicht gänzlich vermieden, dann zumindest verringert werden können. Eine weitere Aufgabe ist es, eine diesbezüglich vorteilhafte Freileitungstrasse bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch das Verfahren zum Errichten einer Freileitungstrasse gemäß Anspruch 1 und die Freileitungstrasse gemäß Anspruch 5 gelöst. Die von diesen abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wieder.
Grundgedanke der Erfindung ist es, eine Freileitungstrasse zur Verteilung elektrischer Ener- gie so zu planen und zu errichten, dass nicht nur die Energieweiterleitung berücksichtigt wird, sondern auch die Energieerzeugung durch Windkraft. Durch das Errichten von Freileitungsmasten, die grundsätzlich zum Tragen von Windkraftanlagen geeignet sein müssen (wie z.B. auch aus der WO 98/ 09 072 AI bekannt), ist es möglich die gegenseitig bedingte räumliche Behinderung von Windparks und Freileitungen dadurch aufzuheben, dass die Freileitungen einen Teil der Windparks darstellen.
Hierfür ist vorgesehen, dass die Freileitungsmasten einerseits eine Leitung bzw. Leitungen eines beispielsweise 110 kV, 220 kV oder 380 kV Hochspannungsnetzes tragen, die elektrische Energie von ihrem Ort der Erzeugung zu dem Ort ihres„Verbrauchs" weiterleiten, und andererseits Leitungen eines Mittelspannungsnetzes, beispielsweise mit einer Spannung von 30 kV, tragen, an das die auf den Freileitungsmasten angeordneten Windkraftanlagen angeschlossen sind. Die Hochspannungsleitungen des Hochspannungsnetzes sind also bevorzugt als allgemeine Überlandleitungen ausgebildet, wobei die Mittelspannungsleitungen bevorzugt zur Parkverkabelung ausgelegt sind.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die mittels der Generatoren der Windkraftanlagen gewonnen elektrische Energie jeweils einem auf oder am Freileitungsmasten angeordneten Transformator zugeführt wird, der mit dem Mittelspannungsnetz verbunden ist und die elektrische Energie in das Mittelspannungsnetz einspeist. Als besonders günstig erweist es sich dabei, die Windkraftanlagen an ein Mittelspannungsnetz anzuschließen, die in ihrer Topologie als Strahlennetz oder als Ringnetz ausgeführt sind. Ringleitungen haben den Vorteil, dass ein Lei- tungsabschnitt, beispielsweise zufolge von Kabelunterbrechungen oder zu Wartungsarbeiten, abgeschaltet werden kann, ohne dass die Versorgung zu den untergeordneten Niederspannungsnetzen unterbrochen wird. Insbesondere aber können Mittelspannungsnetze von mehreren Punkten gespeist werden, sodass sich ein Mittelspannungsnetz für die Einspeisung der aus Windkraftanlagen gewonnen elektrischen Energie besonders eignet.
Die Freileitungsmasten können wie bisher als Gittermasten (oder auch als Beton- oder Stahlrohrmasten) errichtet werden, wobei die Gittermasten grundsätzlich für die Lasten einer Windkraftanlage ausgelegt sein müssen und bevorzugt bereits einen Anschluss für eine Windkraftanlage aufweisen, alternativ können auch Stahlrohrtürme oder Hybridtürme eingesetzt werden. So kann die Planung einer Freilandtrasse bereits so erfolgen, als würden alle Freileitungsmasten oder bestimmte Abschnitte der Trasse mit Windkraftanlagen bestückt sein, wobei die tatsächliche Umsetzung aber auch zu einem späteren Zeitpunkt erfolgen kann. Beispielsweise können zunächst die Freileitungsmasten errichtet und die Hochspannungsleitung installiert werden. Zu einem späteren Zeitpunkt können dann die Windkraftanlagen auf zumindest einigen Masten errichtet werden und abschließend das Mittelspannungsnetz aufgebaut werden. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, zuerst die Masten mit den Windkraftanlagen zu errichten, die Mittelspannungsleitungen einzurichten und abschließend die Hochspannungsleitungen zu installieren.
Hierbei kann die Hochspannungsleitung und die Mittelspannungsleitung bevorzugt an den Freileitungsmasten an sich gegenüberliegend angeordneten Kragträgern befestigt werden. Hieraus ergibt sich speziell auch die Möglichkeit, dass die Freileitungstrasse zu einer Seite wenigstens abschnittsweise von sich von der Freileitungstrasse erstreckend ausdehnenden Windparks begleitet wird, ohne dass es einer weiteren Planung oder Errichtung einer Mit- telspannungs- oder Hochspannungsleitung bedarf. Alternativ können die Hochspannungs- und die Mittelspannungsleitung auch an unterschiedlich hoch (gegebenenfalls nur einseitig) befestigten Kragträgern geführt werden. Zusätzlich besteht auch die Möglichkeit die mittels der Windkraftanlagen gewonnene elektrische Energie, die in das an den Freileitungsmasten befestigte Mittelspannungsnetz eingespeist wird, einer Übergabe-/Umspannstation zuzuführen und in das Hochspannungsnetz einzuspeisen, sodass die Freileitungstrasse nur abschnittsweise über Hochspannungs- und Mittelspannungsleitungen verfügen muss.

Claims

ANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Errichten einer Freileitungstrasse, mit den Schritten:
a. Errichten einer Mehrzahl von Freileitungsmasten,
b. Verbinden der Freileitungsmasten mit einer Hochspannungsleitung, die zu einem in der Freileitungstrasse zuerst angeordneten Freileitungsmast hinführt, den ersten Freileitungsmast mit den weiteren Freileitungsmasten miteinander verbindet und von dem in der Freileitungstrasse zuletzt angeordneten Freileitungsmast wegführt,
c. Anordnen einer Mehrzahl von Windkraftanlagen auf zumindest einigen Freileitungsmasten,
d. Verbinden der Windkraftanlagen untereinander mit einer Mittelspannungsleitung, die von wenigstens einem in der Freileitungstrasse angeordneten Freileitungsmast wegführt,
wobei die Reihenfolge der Schritte b, c und d beliebig ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Freileitungsmasten als Gittermasten, Rohrmasten oder Hybridmasten errichtet werden.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochspannungsleitung und die Mittelspannungsleitung an den Freileitungsmasten an sich gegenüberliegend angeordneten Kragträgern befestigt werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochspannungsleitung als 110 kV, 220 kV oder 380 kV Leitung als allgemeine Überlandleitung und/oder die die Mittelspannungsleitung als 30 kV Leitung zur Windparkverkabelung ausgelegt ist.
5. Freileitungstrasse, mit
- einer Mehrzahl von Freileitungsmasten,
- einer Mehrzahl von auf zumindest einigen Freileitungsmasten angeordneten Windkraftanlagen,
- einer Hochspannungsleitung, die zu einem in der Freileitungstrasse zuerst angeordneten Freileitungsmast hinführt, den ersten Freileitungsmast mit den weiteren Freileitungsmasten miteinander verbindet und von dem in der Freileitungstrasse zuletzt angeordneten Freileitungsmast wegführt, und
- einer Mittelspannungsleitung, die die Windkraftanlagen auf den zumindest einigen Freileitungsmasten miteinander verbindet und von wenigstens einem in der Freileitungstrasse angeordneten Freileitungsmast wegführt.
6. Freileitungstrasse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Freileitungsmasten Gittermasten, Rohrmasten oder Hybridmasten sind.
7. Freileitungstrasse nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochspannungsleitung und die Mittelspannungsleitung an den Freileitungsmasten sich an sich gegenüberliegend angeordneten Kragträgern befestigt sind.
8. Freileitungstrasse nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochspannungsleitung eine 110 kV, 220 kV oder 380 kV Leitung ist und/oder die Mittelspannungsleitung eine 30 kV Leitung ist.
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