Quer durch die Nordsee und mit HYDROCAL abgesichert

EMH-Systeme überwachen Trafos der neuen Stromtrasse „Viking Link“

Gewaltige Einsparungen an Kohlendioxid-Emissionen und eine weit in die Zukunft reichende Versorgungssicherheit: Das dänisch-britische Gemeinschaftsprojekt „Viking Link“ setzt neue Maßstäbe bei der Gestaltung internationaler Übertragungsnetze. Um eine maximale Verfügbarkeit zu gewährleisten, wurden die Leistungstransformatoren an den Endpunkten der Trasse mit Online-Überwachungssystemen der EMH Energie-Messtechnik GmbH ausgestattet.

Auf dem Boden der Nordsee, zwischen Bicker Fen in der englischen Grafschaft Lincolnshire und Revsing auf der dänischen Halbinsel Jütland verlegt, überbrückt Viking Link eine Distanz von mehr als 760 Kilometern – und ist damit aktuell die längste jemals realisierte Unterwasser-Stromtrasse. Ausgelegt auf eine Leistung von bis zu 1.400 Megawatt, liefert die Verbindung regenerativ erzeugten Strom aus dänischen Windparks direkt an den britischen Übertragungsnetzbetreiber National Grid. Etwas anschaulicher formuliert: Bei voller Auslastung würde die über Viking Link übertragene Energie ausreichen, um mehr als 60 Züge des Typs ICE anzutreiben, 280 Millionen LEDs gleichzeitig leuchten zu lassen – oder täglich nahezu 5,6 Milliarden Tassen Kaffee zu kochen.

Gut fürs Klima – und für niedrigere Strompreise
Nach gut vier Jahren Bauzeit und einem Investitionsvolumen von rund zwei Milliarden Euro ist Viking Link Ende 2023 in Betrieb gegangen. Die Trans-Nordsee-Verbindung soll fortan die Versorgung von umgerechnet bis zu 2,5 Millionen Haushalten sicherstellen – und zugleich die Klimabilanz der Stromerzeugung im Vereinigten Königreich jährlich um rund 600.000 Tonnen Kohlendioxid entlasten. Umgekehrt bietet die bidirektional ausgelegte Verbindung auch die Möglichkeit, bei Bedarf den dänischen Netzbetreiber und Projektpartner Energinet mit Strom britischer Herkunft zu versorgen. Darüber hinaus erwartet National Grid, dass Viking Link mit der Zeit den Endverbrauchern auch niedrigere Strompreise bescheren wird: Allein während der ersten zehn Betriebsjahre rechnet der Netzbetreiber mit Einsparungen von insgesamt rund 500 Millionen Britischen Pfund – durch geringere Kosten für den ansonsten nötigen Einkauf von Primärrohstoffen wie Kohle oder Erdgas.

Großer Aufwand für Konverterstationen
An den neuralgischen Punkten der Trasse wird das Risiko unerwarteter Technik-Ausfälle so weit wie möglich minimiert: Die Konverterstationen an den Endpunkten des Kabels verfügen über insgesamt 14 Einphasen-Transformatoren, von denen jeweils sechs in Betrieb sind, während ein weiterer als Reserve dient. Auf jeder Seite sind die aktiven Trafos in zwei gleich große Gruppen aufgeteilt – je drei Anlagen pro Leitungspol. Der vergleichsweise große Aufwand ist dem Umstand geschuldet, dass der Hochspannungs-Wechselstrom aus den dänischen Windparks vor der Einspeisung in das Unterwasserkabel in Gleichstrom umgewandelt werden muss, um die Übertragungsverluste möglichst gering zu halten. Auf britischer Seite wird der ankommende Gleichstrom anschließend für die Einspeisung in das nationale Netz wieder in Wechselstrom transformiert. Für Planung und Bau der Konverterstationen war Siemens Energy als Generalunternehmer verantwortlich.

HYDROCAL überwacht Trafo-Innenleben
Um notwendige Wartungsarbeiten an den aktiven Trafos frühzeitig erkennen zu können, wird die Qualität des zur Kühlung eingesetzten Transformatorenöls kontinuierlich überwacht. Die Betreiber von Viking Link setzen dafür auf die von EMH Energie-Messtechnik GmbH entwickelte HYDROCAL-Technologie: Die Geräte vom Typ HYDROCAL 1009 analysieren automatisch die Ölfeuchte sowie die Konzentration der im Transformatorenöl gelösten „Schlüsselgase“ Wasserstoff, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Methan, Azetylen, Äthylen, Ethan und Sauerstoff. Die Ergebnisse erlauben vielfältige Rückschlüsse auf das Innenleben der Trafos und signalisieren aufkommende Fehler des Isolationssystems lange vor deren tatsächlichem Eintritt. So lassen sich durch Wartungsarbeiten bedingte Stillstände langfristig im Voraus planen – ein entscheidender Beitrag zur durchgehenden Verfügbarkeit von Viking Link.

Über die bereits vorhandene Funktionalität hinaus kann das Leistungsspektrum des HYDROCAL 1009 durch den Anschluss zusätzlicher Sensoren an die insgesamt zehn analogen Eingänge des Geräts bei Bedarf deutlich erweitert werden. Ein Beispiel hierfür ist die kontinuierliche Überwachung der Leckströme an den Hoch- und Niederspannungsdurchführungen des Transformators – so können auch dort Beeinträchtigungen der Isoliermaterialien frühzeitig erkannt werden.

Weltweit vielfach im Einsatz
Die von EMH angebotene Produktpalette zur Online-Überwachung von Leistungstransformatoren umfasst inzwischen gut ein Dutzend unterschiedlicher Systeme, die weltweit in Konverterstationen verschiedenster Art zum Einsatz kommen. Dazu zählen unter anderem der vor der schottischen Nordseeküste gelegene Windpark „Moray West Offshore“ (HYDROCAL 1003 Offshore), das in Kanada neu errichtete Überland-Hochspannungsnetz „Wataynikaneyap Transmission Project“ (HYDROCAL 1008) sowie der deutsche Nordsee-Windpark „Merkur Offshore“ (HYDROCAL 1008).