Startseite > Smarter World > Smart Energy > Intelligente Ortsnetzstationen - die Neuronen des Smart Grid

Wie sich das Stromverteilnetz schrittweise automatisieren lässt

Intelligente Ortsnetzstationen - die Neuronen des Smart Grid

23. September 2013, 10:42 Uhr | Heinz Arnold

▶ Diesen Artikel anhören

Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Elemente der intelligenten Ortsnetzstationen

Mittelspannungsschaltanlagen

Für den Einsatz in intelligenten Ortsnetzstationen hat Siemens die gasisolierten Mittelspannungsschaltanlagen 8DJH in Versionen für sekundäre Verteilnetze bis 24 kV und bis 36 kV im Programm. Ganz neu ist die vor zwei Monaten vorgestellte »8DJH Compact« für 24 kV. Sie zeichnet sich durch eine kleine Bauform aus, so dass sie sich einfach in vorhandene Ortsnetzstationen integrieren lässt. Gegenüber vergleichbaren Block- oder anreihbaren Anlagen bietet sie mehr Platz für zusätzliche Niederspannungsabgänge oder für zusätzliche Mittelspannungsfunktionen sowie für Smart-Grid-Funktionalitäten. Alle genannten Anlagen eignen sich für den Einsatz in begehbaren und nicht begehbaren Stationen aller Art, die Mittelspannungsschaltanlage »8DJH Compact« speziell für das Retrofit bestehender Kompaktstationen.

Die Mittelspannungsschaltanlagen der Reihe 8DJH erfüllen alle Voraussetzungen, um ein intelligentes Netz aufbauen zu können. Ein wichtiges Element sind die Kurzschluss-/Erdschluss-Richtungsanzeiger. Außerdem können die Anwender aus einer Vielzahl von Optionen weitere Funktionen wählen. Dazu gehören Motorantriebe, Hilfsschalter für verschiedene Statusmeldungen, Einfachschutzsysteme, kapazitive Spannungsprüfsysteme und konventionelle Strom- und Spannungswandler sowie moderne Sensoren, die die Dr. techn. J. Zelisko GmbH fertigt.

Kurz-und Erdschlussanzeiger

Ein wichtiges Element der Automatisierung bildet der Kurz- und Erdschlussanzeiger mit Richtungsangabe SICAM FCM (Feeder Condition Monitor). Er liefert umfassende Messwerte (U, I, P, Q, S, cos Phi und Lastflussrichtung) und ermittelt so die präzisen Zustandsdaten des Netzes. Aktuelle Werte, zum Beispiel für einen Transformator, der in Überlast betrieben wird, ermöglichen es, über Lastabschaltung oder Rückstufung der Einspeiseleistung im betroffenen Netzsegment rechtzeitig gegenzusteuern. Dazu liefert der Feeder Condition Monitor über eine Modbus-RTU-Schnittstelle alle relevanten Informationen, um den Zustand des Verteilnetzes richtig beurteilen zu können. Die bewährten Schutzalgorithmen für isolierte und kompensierte Netze sorgen dafür, dass Fehler sicher erkannt werden - und das in einem Zeitraum von unter 40 ms. Außerdem erkennt das Gerät den Ort des Fehlers, so dass die Wartungstechniker wissen, wo sie reparieren müssen.

Kleinsignalstromwandler

Die Kleinsignalstromwandler für den Feeder Condition Monitor SICAM FCM, die in der Mittelspannungsschaltanlage 8DJH integriert sind, entsprechen dem Standard IEC60044-8. Dabei handelt es sich um Ringkernwandler mit integriertem Präzisionsshunt der österreichischen Firma Zelisko. Sie stehen als Ringkern für den Einbau um Durchführungen, als geteilter Kern für den Einbau um das Kabel und als geteilter Kern für die Summenstromerfassung zur Verfügung.

Ohmsche Spannungsteiler

Die Spannung wird über ohmsche Spannungsteiler gemessen, die dem IEC-Standard IEC 60044-8 entsprechen. Die meisten anderen Systeme messen die Spannung mit Hilfe kapazitiver Spannungsteiler, die aufwändig kalibriert werden müssen, wenn eine hohe Messgenauigkeit gefordert wird. Hierzu ist eine Referenzspannung erforderlich, die jedoch in Kompaktstationen nicht so ohne weiteres verfügbar ist. Ohmsche Spannungsteiler verhalten sich dagegen wie konventionelle induktive Spannungswandler: Man hat ein festes Übersetzungsverhältnis und kann hohe Messgenauigkeiten erzielen. »In Ortsnetzstationen ist es oft schwierig, die Referenzspannung zu messen. Hier bieten ohmsche Spannungsteiler Vorteile gegenüber kapazitiven Messsystemen«, erklärt Schüpferling.

Die verschiedenen Elemente der intelligenten Ortsnetzstationen erlauben es den EVUs, erst einmal vorsichtig in dieses Thema einzusteigen. Die automatisierte Ortsnetzstation macht es ihnen möglich, im Fehlerfall die offene Trennstelle in einem Ringnetz so zu verschieben, dass die Stromversorgung weiter aufrecht erhalten werden kann und sich Fehler schnell beheben lassen. In Ländern in denen die Versorger Strafen je nach Dauer des Netzausfalls bezahlen müssen, ist das ein interessanter Aspekt. Auch deshalb fragen schon viele EVUs nach intelligenten Ortsnetzstationen. In Deutschland ist das allerdings nicht der wesentliche Aspekt, hier geht es vor allem darum, mit der Einspeisung aus PV-Anlagen in ländlichen Gebieten zurechtzukommen. »Deshalb interessieren sich die Versorger hierzulande vor allem für intelligente Ortsnetzstationen, in die auch ein RONT integriert ist«, sagt Schüpferling.