Fachplanung
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Elektrotechnik
Zusammenschalten von Niederspannungsnetzen
ep1/2001, 1 Seite
Problemstellung Bei der Errichtung älterer Netze wurde mitunter nicht in jeder Bauphase auf die Beibehaltung des gewählten Drehfeldes geachtet. Oftmals wurde nur in der Mittelspannung, vor der Inbetriebnahme der Anlage, auf die gleiche Drehrichtung geachtet. Damit ist zwar die Mittelspannung ohne weiteres im Ring zusammenzuschalten, aber für die Niederspannung (NS) entstehen nur schwer wieder zu korrigierende Schwierigkeiten. Es trat ein Phänomen auf, welches bei durchgängiger Installation eines einheitlichen Drehfeldes nicht auftreten würde. Im Bild wird die Prinzipstruktur des Netzes gezeigt. Vor dem Zusammenschalten zweier NS-Teilnetze (gespeist aus den Trafostationen eins und zwei) in einem Kabelverteilerschrank wurden zwischen einem Außenleiter des einen Teilnetzes (L1-Tr1) und den Außenleitern des anderen Teilnetzes (L1-Tr2, L2-Tr2, L3-Tr2) Spannungen von ca. 460 V, 230 V und 230 V gemessen. Diese traten trotz gleicher Schaltgruppe der Trafos und gleichem Drehfeld auf. Im Folgenden soll die Herkunft der Differenzspannungen zwischen den Außenleitern der NS-Teilnetze erläutert werden. Schaltgruppen von Transformatoren In der Energieversorgung werden Transformatoren unterschiedlicher Leistungen und Schaltgruppen verwendet. Auf die Besonderheiten bei der Parallelschaltung von Transformatoren soll an dieser Stelle nicht weiter eingegangen werden. Häufig verwendete Schaltgruppen sind Yy0, Dy5, Yd5 und Yz5. Betrachten wir im Folgenden die Schaltgruppe Dy5 (Bild ). Der erste Buchstabe bedeutet dabei die Schaltung der Wicklungen auf der Oberspannungsseite (hier der Mittelspannungsseite) und der zweite auf der Unterspannungsseite (hier 0,4 kV). D steht für Dreieck und y für Stern. Die Kennzahl 5 bedeutet, dass die Spannungszeiger (zwischen Oberspannungs- und Unterspannungsseite) um 5 x 30° = 150° gedreht sind. Auswirkungen der Drehfelder und Schaltgruppen Wird nun angenommen, dass die zwei erwähnten Teilnetze von Transformatoren gleicher Schaltgruppe versorgt werden, kann die gemessene Differenzspannung am Kabelverteilerschrank nur mit den Schaltgruppen der Transformatoren im Zusammenhang stehen. Es wird davon ausgegangen, dass im Mittelspannungsring ein rechtes Drehfeld vorherrscht. In der Trafostation 1 wird auch auf den Trafo ein rechtes Drehfeld aufgelegt. Entsprechend der Schaltgruppe Dy5 werden die Spannungszeiger zur Unterspannungsseite (0,4 kV) um 150° rechtsläufig gedreht. In der Trafostation 2 wurden die Leiter auf der Oberspannungsseite (15 kV) in einem linken Drehfeld aufgelegt. Entsprechend erfolgt die Drehung der Spannung zur Unterspannungsseite linksläufig. Um im NS-Verteilungsnetz wieder ein rechtes Drehfeld zu erzeugen, wurden die Leiter am Niederspannungsgerüst der Trafostation entsprechend getauscht. Damit entstehen die im Bild gezeigten Spannungszeiger. Die Spannungsdifferenz am Kabelverteilerschrank ist im Bild dargestellt. Sie differiert aufgrund der unterschiedlichen Netzlast und der daraus resultierenden Spannungsverluste. Abschlussbetrachtung Immer wenn ehemals autarke Niederspannungsnetze mit anderen Teilnetzen zusammen geschaltet werden sollen, entstehen derartige Probleme. Durch zusätzliches Vertauschen der Leiter im Netz wird oftmals versucht eine Zusammenschaltbarkeit der Netze zu erzielen. Hiervon ist jedoch abzuraten. Auch wenn der Aufwand hoch erscheint, nachträglich gegenläufige Drehfelder zu beheben, so sollte dieser Weg doch konsequent eingehalten werden. Für die allgemeine Betriebsführung ist es zweckmäßig überall im Niederspannungsnetz ein gleichläufiges Drehfeld aufzubauen. H. Kammerath Elektropraktiker, Berlin 55 (2001) 1 Report Zusammenschaltung von Niederspannungsnetzen Für eine unterbrechungsfreie Spannungsversorgung bei Baumaßnahmen oder in Störsituationen ist eine Zusammenschaltung der Netze notwendig. Dabei wird immer wieder festgestellt, dass dies ohne Weiteres nicht möglich ist. Ursache dafür sind meistens verschiedene Drehfelder. Ein gleichlaufendes Drehfeld kann durch Tauschen der Leiter erzielt werden. Dieser Artikel soll ein weiteres Phänomen bei der Zusammenschaltung von Niederspannungsnetzen erläutern. Kabelverteilerschrank Dy5 Dy5 Trafostation 1 Trafostation 2 Prinzipielle Struktur des Netzes Zeigerbild Oberspannung Unterspannung 1 V 1 U 1 W 2 u 2 w 2 v 2 u 2 v 2 w 1 U 1 V 1 W Oberspannung Unterspannung Zeigerbild und Schaltung eines Trafos Dy5 spg.-Seite Trafo Rechtes Drehfeld Linkes Drehfeld L2-Tr1 L2-Tr2 L1-Tr1 L3-Tr1 L3-Tr2 L1-Tr2 L1-Tr1 L3-Tr1 L2-Tr1 L1-Tr2 L3-Tr2 L2-Tr2 spg.-Seite Trafo L1-Tr1 L3-Tr1 L2-Tr1 L2-Tr2 L3-Tr2 L1-Tr2 Verteilung Zeigerbilder der Spannungen in der Trafostation L1-Tr1 L3-Tr1 L2-Tr1 L2-Tr2 L3-Tr2 L1-Tr2 ca. 230 V ca. 460 V Spannunsdifferenzen am Kabelverteilerschrank
Autor
- H. Kammerath
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