Lösung für Hochspannungs-Abschaltschalter bei extremem Wetter (Taifune, Starkregen) in den Philippinen
Projektzusammenhang
Die Philippinen liegen im pazifischen Taifungürtel und erleben jährlich über 20 tropische Zyklone, von denen etwa 5 zu stark zerstörerischen Taifunen werden (z.B. Taifun Haiyan im Jahr 2013, der 7.500 Todesopfer forderte, und Taifun Odette im Jahr 2021, der 95 Stromleitungen lahmlegte). Taifune bringen durch starke Regenfälle, Überschwemmungen, Salznebelkorrosion und starke Winde mehrere Bedrohungen für die Energieinfrastruktur mit sich:
- Elektrische Ausfälle: Überschwemmungen tauchen Umspannwerke unter, was Kurzschlüsse in Hochspannungsschalter-Systemen verursacht, während Feuchtigkeit zu Isolierstoffversagen führt.
- Strukturelle Schäden: Starke Winde fegen Übertragungsmasten um und verformen und blockieren mechanische Komponenten von Hochspannungsschalter-Anlagen.
- Spannungsschwankungen: Instabile Spannung während der Wiederherstellung des Netzes nach Katastrophen (440V Industriestrom in den Philippinen vs. 380V für chinesisches Gerät) beschleunigt den Verschleiß von Hochspannungsschaltern.
Konventionelle Hochspannungsschalter fehlen an ausreichender Katastrophenresilienz, wodurch gezielte Upgrades notwendig sind, um die Netzrobustheit zu erhöhen.
Lösung
I. Umweltangepasste Konstruktion
- Korrosionsbeständigkeit und Abdichtungsverbesserung
- Porzellanisolatoren wurden durch Silikonkautschuk-Verbundisolatoren für Hochspannungsschalter ersetzt, um die Biegestärke um 40% zu erhöhen und Salznebelkorrosion (besonders wichtig für Küstengebiete) zu widerstehen.
- Die Gehäuse von Hochspannungsschaltern wurden auf IP68-Norm verbessert und mit trockenem Stickstoff gefüllt, um Überschwemmungen und Kondensation zu verhindern.
- Wind- und Erdbebenbeständigkeit
- Aerodynamische Spoiler wurden an Masten von Hochspannungsschaltern installiert, um die Windlast um 30% zu reduzieren.
- 3D-Hydraulikdämpfer wurden an den Basen von Hochspannungsschaltern hinzugefügt, um Taifune der Kategorie 16 und Erdbeben der Stärke 8 zu standhalten.
II. Intelligente Überwachung und schnelles Trennsystem
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Funktionsmodul |
Technische Parameter |
Rolle bei Katastrophen |
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Mikroklimasensoren |
Echtzeitüberwachung von Wind/Regen/Wasser |
Aktiviert den Schutzmodus des Hochspannungsschalters vor Landgang |
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Millisekunden-schneller Trennmechanismus |
Reaktionszeit ≤20ms |
Trennt sofort die Schaltkreise über den Hochspannungsschalter |
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Selbstdiagnose-IoT-Plattform |
4G/Satellitendatenübertragung |
Lokalisiert Fehler am Hochspannungsschalter nach einer Katastrophe |
III. Modulares Schnellwechsel-Design
- Steckkontakteinheiten: Vorverkapselte Kerne von Hochspannungsschaltern verkürzen die Austauschzeit auf 4 Stunden.
- Spannungsgerechter Modul: Ein integrierter 440V/380V-Transformer gewährleistet die Kompatibilität von Hochspannungsschaltern.
IV. Unterstützende Verteidigungssysteme
- Netzbasierte Bereitstellung: Die Dichte von Hochspannungsschaltern wurde in Hochrisikogebieten (z.B. Luzon, Visayas) um 50% erhöht.
- Digital Twin-Plattform: Simuliert die Auswirkungen von Taifunen auf Hochspannungsschalter-Netze.
Ergebnisse
- Erhöhte Katastrophenresilienz
- Während des Taifuns Taozi (2024) reduzierten Hochspannungsschalter die Ausfallrate in Pilotzonen auf Luzon um 82%.
- Hochspannungsschalter verhinderten 23 durch Überschwemmungen verursachte Kurzschlüsse und verhinderten so kaskadenartige Stromausfälle.
- Optimierung der wirtschaftlichen Effizienz
| Indikator | Vorher | Nachher |
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| Durchschnittliche Reparaturzeit | 72 Stunden | 8 Stunden |
| Jahreswartungskosten | 2,8 Mio. | 0,9 Mio. |
| Gerätelebensdauer | 8 Jahre | 15 Jahre |
Quelle: NGCP Jahresbericht 2024 - Weitere soziale Vorteile
- Hochspannungsschalter unterstützten Notstrom für 129 Evakuierungsorte.
