Die Anforderungen für die sekundäre Energieverteilung im Mittelspannungsnetz steigen und angepasste Systemlösungen für die intelligente Ortsnetzstation.

Die 3M Kabelgarnituren mit integrierter Mess-Sensorik für die Mittelspannung ermöglichen eine einfache und schnelle Nachrüstung der Verteilnetzinfrastrukur mit einer exakten Stromund Spannungsmessung.

Notwendigkeit für Sensorik – Energiemärkte im Wandel

Die Energiewende mit einem stark wachsenden Anteil erneuerbarer Energien, weiter steigender dezentraler Einspeisung sowie der zunehmende Gesamtverbrauch stellen Energieversorgungsunternehmen vor ungeahnte Herausforderungen. Unzweifelhaft ist: Ohne intelligente Stromnetzwerke ist dies kaum zu meistern. „Smart Grid“ lautet ein Schlagwort für die Zukunft – der Ist-Zustand, gerade auf Mittelspannungs- und Niederspannungsebene, sieht derzeit allerdings noch anders aus. Denn ein Smart Grid muss jederzeit überwacht und gesteuert werden können. Daher führt an einer technischen Nachrüstung kein Weg vorbei – wie dies effizient, schnell und sicher möglich ist, zeigt 3M mit integrierten Strom- und Spannungssensoren für die Mittelspannung.

Energie intelligent nutzen

Der rasche Ausbau der Erneuerbaren Energien macht zugleich einen Ausbau der Stromnetze erforderlich: Allein in Deutschland liegt aktuellen Studien zufolge der Bedarf für das Höchstspannungsnetz (380 kV) bei 4.400 Kilometern, für das Hochspannungsnetz (110 kV) bei 650 Kilometern und für die Mittelspannung (bis 30 kV) bei 140.000 Kilometern. Der größte Erweiterungsbedarf besteht mit 240.000 Kilometern im Bereich der Niederspannung (400 V). Die volatile Verfügbarkeit der Erneuerbaren Energien bedingt auf der anderen Seite das Vorhandensein einer entsprechenden Regelenergie. Das Bereithalten dieser Regelenergie ist derzeit noch ineffizient, führt immer wieder zu Schwierigkeiten und belastet zudem mit hohen Kosten. Im Mittelspannungsbereich gilt es, durch Steuerung des Netzes einer Überlastung einzelner Abschnitte vorzubeugen. Daher besteht Gerade im Mittelspannungsbereich ein hoher Bedarf an technischer Nachrüstung, da hier das Netz zurzeit nicht die erforderlichen Datenmessungen und -analysen beziehungsweise darauf basierende Steuerungen ermöglicht.

Netzqualität überwachen und steuern

Das Netz muss indes nicht nur erweitert, sondern auch für künftige Anforderungen ertüchtigt werden: Der Ausbau von lokalen Verteilungsnetzen ist notwendig, um regionale Versorgungsunternehmen, die in neue Kraftwerke oder Photovoltaik- und Windkraftanlagen investieren, optimal in das Netz einzubinden. Gerade durch die dezentrale Erzeugung von Energie entstehen große Herausforderungen für den sicheren Netzbetrieb. So sind zuverlässige Informationen zu Energiefluss und Richtung, Höhe der Spannung und Frequenz entscheidende Parameter für die Steuerung kleinerer Netzabschnitte. Zusätzlich zum Bau neuer Stromleitungen rückt die intelligente Vernetzung aller Erzeuger und Verbraucher, das Smart Grid, in den Mittelpunkt. Das moderne Stromnetz soll so die Erneuerbaren Energien bedarfsgerecht und störungsfrei zu den Abnehmern bringen.

Sensorik gut platziert – Voraussetzungen für Netzautomatisierung schaffen

Erst wenn mit einer hochgenauen Messtechnik die Basis geschaffen wurde, können weitere Schritte folgen. Hierzu zählen Optimierungen etwa in der Netzautomatisierung (intelligente Netze / Smart Grid), in der Abschaltung von Erzeugern und anderen Laststeuerungstechniken. Darüber hinaus wird eine Verbesserung der Netzqualität durch genaue Analyse und Korrektur möglicher Störquellen in Verbindung mit einer Weitbereichsmessung und -steuerung regionaler Übertragungs- und lokaler Verteilnetze erreicht. 3M verfügt über ein umfassendes Know-how und mehr als 50 Jahre Erfahrung, um den Aufbau intelligenter Stromnetze zu unterstützen. Als Basis für eine intelligente Steuerung und eine automatisierte Netzüberwachung hat 3M eine innovative Lösung entwickelt: die Kabelgarnitur mit integrierter Mess- Sensorik für die Mittelspannung, die einfach in den Versorgungsnetzen, zum Beispiel in vorhandenen Ortsnetzstationen, nachgerüstet werden kann. Dabei ist es den Forschern von 3M gelungen, ein Produkt zu entwickeln, das neben einer hohen Messgenauigkeit durch Wirtschaftlichkeit und Effizienz besticht. Diese intelligenten Kabelgarnituren, wahlweise in Stecker- oder Endverschluss- Ausführung, sind nicht nur marktreif und verfügbar, sondern haben sich bereits in der Praxis bewährt.

Mittelspannung-Sensoren einfach nachrüsten

Doch die Vorteile für die Energieversorger beginnen bereits bei der Nachrüstung: Die Plug & Play-Lösung der 3M lässt sich in rund einem halben Tag einfach, schnell und sicher in Ortsnetzstationen installieren – und das ohne Eingriff in die Schaltanlage, mit bewährter Technik, die den Installateuren gut vertraut ist. Aufgrund der kompakten Maße ist die Nachrüstung selbst bei räumlich beengten Verhältnissen möglich. Die kompakte Bauweise hat noch einen weiteren Vorteil: Dadurch dass die Garnituren, welche die Sensorik enthalten, direkt im Anschlussfeld der Mittelspannung installiert werden, wird zusätzlicher Aufwand für genehmigungspflichtige Umbauten vermieden. Das macht diese Lösung nicht nur zeitsparend und sicher, sondern zugleich kosteneffizient.