Ortsnetzstationen mit Schaltanlagen automatisiert

Hohe Versorgungsqualität

Hohe Versorgungsqualität und ein gesicherter Energiefluss sind die Ansprüche, die sich sowohl der Verteilnetzbetreiber Westnetz als auch der Mittelspannungsspezialist Ormazabal auf die Fahne geschrieben haben. Um dies auch bei den zunehmenden Herausforderungen in den Netzen gewährleisten zu können, entwickeln die beiden Unternehmen gemeinsam flächendeckende Lösungen für intelligente Netze. In einem Kooperationsprojekt werden konventionelle Schaltanlagen in Gebäudestationen gegen automatisierte Anlagen des Typs ga/gae von Ormazabal ausgetauscht.

(Bild: Ormazabal GmbH)

Die Einspeisung von Erneuerbaren Energien erfordert den Aus- und Umbau der Stromnetze. Um die aktuelle Belastung und den Zustand optimal einschätzen zu können, ist ein besserer Einblick in die Mittelspannungsnetze erforderlich. Nur so kann zukünftig eine durchgängige Versorgungssicherheit für die Verbraucher gewährleistet werden – auch bei schwankender Einspeisung aus regenerativen Quellen. Zudem sollen Knotenpunkte der Netze aus der Ferne bedienbar sein, damit die Betreiber bei möglichen Störungen innerhalb kürzester Zeit reagieren und die Wiederversorgung einleiten können.

Flächendeckende Lösung gefordert

Dieser Herausforderung nimmt sich Westnetz an. „Um unsere Rolle als Netzmanager bestmöglich zu erfüllen, brauchen wir mehr Transparenz“, erklärt Dr. Christopher Breuer, der bei Westnetz den Bereich Zentrale Leittechnik leitet und als Projektleiter für die Automatisierung von Ortsnetzstationen verantwortlich ist. Die Tochtergesellschaft des Energieunternehmens Innogy ist der größte Strom-Verteilnetzbetreiber in Deutschland. Mittels 60.000 Ortsnetzstationen versorgt Westnetz mehr als fünf Millionen Kunden mit Energie. Somit ist die Umstrukturierung und Automatisierung der Netze eine Aufgabe mit flächendeckendem Ausmaß. Für den Austausch der bestehenden Anlagen suchte das Unternehmen Partner, mit denen es die Automatisierung der Netze innerhalb kürzester Zeit realisieren und für die Zukunft zum Standard machen konnte. Zunächst stehen dabei ländliche und vorstädtische Gebiete im Fokus, in denen Netzbetreiber schon jetzt zunehmenden Herausforderungen auf Grund von dezentralen Energieerzeugungen durch Photovoltaik, Biogas und Windenergie gegenüberstehen. Damit die flächendeckende Umsetzung des gemeinsamen Projektes möglich wird, galt es, eine intelligente Schaltanlage zu entwickeln, die trotz der verbauten Mess- und Automatisierungstechnik einen hohen Grad an Standardisierung zulässt. Der Aufbau der Mittelspannungsschaltanlage sollte zum einen kompakt, robust und universell einsetzbar sein. Zum anderen war eine Lösung gefragt, die sich an die örtlichen Anforderungen anpassen lässt.

Schaltanlage mit Ausbaustufen konzipiert

Bereits in der Vergangenheit arbeitete der Netzbetreiber im Bereich der Mittelspannungstechnik mit Ormazabal zusammen. Auch für die Anpassung der Gebäudestationen konzipierten die beiden Partner gemeinsam eine Lösung. „Auf Grundlage des Leistungsverzeichnisses von Westnetz haben wir eine Lösung für unsere ga/gae-Anlagen entwickelt, die gleichzeitig in großer Stückzahl gefertigt und trotzdem für jedes Projekt individuell adaptiert werden kann“, so Arndt Spaan, Vertriebsmitarbeiter bei Ormazabal. Das Unternehmen hat die gasisolierten Schaltanlagen der Baureihe ga/gae mit verschiedenen Konfigurationen und in mehreren Ausbaustufen konzipiert. Neben der flexiblen Anzahl an Kabel- und Trafofeldern gehören Motorantriebe mit Motor-Control-Units (MCUs), Hilfsschalter an allen Lasttrenn- und Erdungsschaltern sowie ein Meldeschalter ‚Sicherung ausgelöst‘ zur Grundausstattung. Darüber hinaus können Messgeräte und verschiedene Druckentlastungsvarianten projektbezogen eingesetzt werden. Über den Kurz- und Erdschlussrichtungsanzeiger ComPass Bs der Firma Dipl.-Ing. H. Horstmann werden die Motorantriebe gesteuert sowie diverse Kenngrößen wie zum Beispiel Strom, Spannung, Lastflussrichtung usw. gemessen. Informationen wie etwa eine SF6-Gas-Störungsmeldung oder die Auslösung einer HH-Sicherung lassen sich durch die freie Belegung von sechs binären Eingängen erfassen. Sollte ein Fehler auftreten, zeigt der ComPass Bs diesen phasenselektiv mit eindeutiger Richtung an. Alle nötigen Informationen werden in der Anlage zur Verfügung gestellt und durch die Anbindung über ModBus an einen Steuerschrank von Westnetz übermittelt. Dazugehörige Daten- und Steuerleitungen innerhalb der Anlage installiert Ormazabal bereits vollständig im Werk in Krefeld. Sie dienen gleichzeitig als ‚Nabelschnur‘ zum Steuerschrank. Darüber wird die Anlage auch mit Hilfsspannung versorgt. Da Ormazabal die Anlagen im Werk so konfiguriert, dass vor Ort nur noch die entsprechenden Parameter für Datenverarbeitung und Kommunikation gesetzt werden müssen, reduziert sich der Aufwand für die Westnetz-Mitarbeiter bei Montage und Inbetriebnahme auf ein Minimum. Die automatisierten Schaltanlagen machen es dem Betreiber möglich, mehr über die Belastung der Mittelspannungsnetze zu erfahren. Zudem erhöht sich die Verfügbarkeit durch schnellere Reaktionszeiten, falls Fehler im Netz auftreten sollten. Somit ist für die Verbraucher eine hohe Versorgungsqualität in den entsprechenden Regionen gegeben.

Stationen kontinuierlich erneuern

In Kooperation haben Ormazabal und Westnetz bereits diverse automatisierte Ortsnetzstationen realisiert. „Mit den Anlagen von Ormazabal gewinnen wir Flexibilität und Transparenz und stellen so sicher, dass wir das Netz jederzeit optimal auslasten und vorhandene Kapazitäten ausnutzen. Das heißt, wir integrieren auch Erneuerbare Energien und alle Lasten so, dass wir unsere Kunden und deren Anforderungen ideal bedienen“, sagt Breuer. In Zukunft wird Westnetz kontinuierlich weitere Stationen mit den Mittelspannungsschaltanlagen von Ormazabal ausstatten, um durch die Automatisierung einen bestmöglichen Energiefluss zu erreichen.