Stufenschalter im Umspannwerktransformator

Über den Stufenschalter wird das Spannungsniveau an der Unterspannungsseite des UW-Transformators innerhalb eines definierten Spannungsbandes ausgeregelt. Sie kommt hierbei wie in Abbildung 22 angedeutet innerhalb der Regelbandbreite (RBB) zu erliegen. Die RBB liegt i. d. R. symmetrisch um den Spannungssollwert. Ein typischer Wert ist 2 %. Verlässt die Spannung aufgrund von Lastschwankungen oder Schalthandlungen das Band der RBB, kommt es in Abhängigkeit des Gradienten der Spannungsänderung und Höhe zu einer Schalthandlung des Stufenschalters. Die Regelung am UW erfolgt meist unter Verwendung eines festen Spannungssollwertes und der Spannung an der Unterspannungsseite des Transformators als Messgröße.

UW-Regelung auf Basis des Spannungsniveaus an der MS-Sammelschiene
Abbildung 22: UW-Regelung auf Basis des Spannungsniveaus an der MS-Sammelschiene

Neben dieser Standardregelvariante werden auch andere Verfahren eingesetzt um auf Basis anderer Messgrößen den Netzzustand besser bewerten und so Netzausbau vermeiden zu können. Eine bereits praktizierte Methode ist die Variation des Spannungssollwertes auf Basis des Lastflusses über den Transformator (siehe Abbildung 23). Anhand von Messreihen oder Erfahrungswerten wird eine sinnvolle bzw. zulässige Korrektur des Sollwertes durchgeführt. In Zeiten hoher Einspeisung wird der Sollwert gesenkt und so der Spannungsanhebung im Netz entgegengewirkt. Im Lastfall hingegen kann der Spannungssollwert angehoben werden.

Lastflussabhängige Sollwertanpassung am UW
Abbildung 23: Lastflussabhängige Sollwertanpassung am UW

Diese Variante erfordert genaue Netzkenntnisse, da Korrelationen zwischen Einspeisung und Verbrauch sowie deren Verteilung berücksichtigt werden müssen. Wenn beispielsweise in einem Strang eine starke Spannungsanhebung besteht und die dort befindlichen DEA eine Rückspeisung ins vorgelagerte Netz hervorrufen (siehe Abbildung 24). Gleichzeitig kann allerdings in einem anderen Strang die Last das Verhalten dominieren und dort einen hohen Spannungsfall verursachen. Bei Absenkung des Spannungssollwertes zur Einhaltung der oberen Spannungsbandgrenze darf aber die untere Spannungsbandgrenze nicht verletzt werden . Bei starrer Kopplung über herkömmliche ONT muss deshalb auch die NS-Ebene beachtet werden. Eine weitere Einflussgröße ist die Blindleistung, da diese zusätzlich zum Betrag des jeweiligen Spannungsfalls auf dessen Phasenlage wirkt.

MS-Netz mit extrem unterschiedlichem Verhalten der Stränge
Abbildung 24: MS-Netz mit extrem unterschiedlichem Verhalten der Stränge

Eine weitere Regelmethode nutzt im MS-Netz befindliche Sensoren um den Sollwert am UW-Transformator zu regeln (siehe Abbildung 25). Grundsätzlich können alle Netzknoten überwacht werden, was eine direkte Inbetriebnahme der Regelung ermöglicht, aber mit hohen Kosten und Aufwand verbunden ist. Bei ausreichender Netzkenntnis können auch nur „kritische“ Netzknoten überwacht werden, an denen eine Verletzung der Spannungsbandgrenzen möglich ist. Um mit wenigen Sensoren trotzdem einen sicheren Netzbetrieb gewährleisten zu können, besteht die Möglichkeit im Vorfeld, Netzsimulationen oder Messreihen durchzuführen, über die sichergestellt wird, dass die relevanten Netzknoten mit Sensoren bestückt werden.

UW-Regelung mit abgesetzten Sensoren
Abbildung 25: UW-Regelung mit abgesetzten Sensoren

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