Fehlerhandling bei Mittelspannungsanlagen

Fehlerhandling bei Mittelspannungsanlagen

Dominik Walker

Problemstellung
Das CKW-Verteilnetz wird kompensiert betrieben und Erdschlüsse werden rasch abgeschaltet. Es ist zu analysieren, ob für den Betrieb des Mittelspannungsnetzes das aktuelle Konzept die Anforderungen erfüllt, oder ob eine andere Variante die Netzunterbrechungszeiten verringern kann. Zu berücksichtigen sind dabei die gesetzlichen und betrieblichen Rahmenbedingungen. Analysiert werden folgende Konzepte:
– Abschalten (wie bisher)
– Nicht Abschalten (Netz im Fehlerfall weiter betreiben)
– Vollumfängliche Überwachung (sämtliche Trafostellen werden mit Fernwirkanlagen ausgestattet)
– Teilweise Überwachung (nur gewisse Trafostationen werden mit Fernwirkanlagen ausgestattet)

Lösungskonzept
Für die Analyse der verschiedenen Konzepte wird eine Nutzwertanalyse für ein Stromnetzt erstellt. Danach folgt für jedes Konzept eine Risikoanalyse, in der die Risiken, dessen Folgen und Ursachen aufgelistet werden. Für die Risiken mit kritischen und katastrophalen Folgen wird in einem Massnahmenkatalog festgehalten, wie diese in der Häufigkeit minimiert oder die Folgen vermindert werden können. Schlussendlich wird ein allfälliger Mehrnutzen einer Variante gegenüber der anderen eruiert und analysiert.

Ergebnisse
Es zeigt sich, dass das aktuelle Konzept sich bewährt. Es zeigt auch, dass eine vermehrte Überwachung der Trafostationen und Erweiterung der Fernwirkanbindung, wie das bei der teilweisen Überwachung der Fall ist, das aktuelle Konzept verbessern würde. Diese Verbesserung macht sich besonders bei der schnelleren Ortung des Fehlers bemerkbar. Somit kann die Unterbrechungszeit eines Leitungsabschnittes gesenkt werden.
Die vollumfängliche Überwachung ist für das Mittelspannungsnetz der CKW kaum eine mögliche Option. Der finanzielle Aufwand, alle Trafostationen mit einer Fernwirkanbindung auszustatten ist enorm. Das Konzept nicht Abschalten schneidet bei der Analyse am schlechtesten ab. Der Personen- und Sachenschutz ist das wichtigste Kriterium beim betrieb des Netzes und ist der Hauptgrund für das schlechte Abschneiden dieses Konzepts. Aus Sicht des Personen- und Sachenschutz ist es nicht vereinbar, das Netz während eines Erdschlusses weiter zu betreiben. Daher bietet dieses Konzept keine Alternative zu dem aktuellen.

Studienbetreuer Dr. Valerijs Knazkins
Preisstifter Centralschweizerische Kraftwerke AG CKW

Prinzipieller Aufbau eines kompensierten Netzes
Zeigerdiagramm des Fehlerstroms
Prinzip der teilweisen Überwachung

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