Regelbare Verteilungstransformatoren


Effiziente Netzauslastung durch regelbare Verteilungstransformatoren und Drosseln im Verteilungsnetz

Durch den zunehmenden Anschluss dezentraler Erzeugungsanlagen, wie zum Beispiel Photovoltaik-Anlagen im Niederspannungsnetz, kann es zu einem lokalen Anstieg der Spannung kommen. Nach DIN EN 50160 „Merkmale der Spannung in öffentlichen Elektrizitätsversorgungsnetzen“ ist eine Abweichung der Nennspannung von plus/minus 10 Prozent erlaubt. Davon bleibt für die Einspeisung aus erneuerbaren Energien ein Spannungshub von maximal 3 Prozent. Eine Alternative zum klassischen Netzausbau stellen zum Beispiel regelbare Verteilungstransformatoren (RONT) dar, die bereits serienmäßig gefertigt und zunehmend zur Spannungsregelung im Niederspannungsnetz eingesetzt werden.

Maschinenfabrik Reinhausen GmbH

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Nach Abzug der Regelbandbreite von 4 Prozent des RONTs kann im Niederspannungsnetz (Ortsnetz) ein Spannungshub von bis zu 11 statt 3 Prozent sowie ein Spannungsabfall von 5 Prozent zugelassen werden. Gemäß ihrer Technologie findet eine Platzierung an zentraler Stelle zwischen Mittel- und Niederspannung statt. Durch den Einsatz von RONT kann das Netzintegrationspotential in der Niederspannung um den Faktor 2 - 4 je nach lokalen Gegebenheiten, zum Beispiel für Photovoltaikanlagen, gesteigert werden. Da sich die Abmessungen des Systems, bestehend aus Transformator, Laststufenschalter und Regler mit integriertem Spannungssensor, nicht von ungeregelten Transformatoren unterscheiden, passt der RONT in jede Kompaktstation im Verteilungsnetz. Die Wartungsfreiheit aufgrund der eingesetzten Vakuumtechnologie bietet einen weiteren Vorteil dieses Systems, welches mit 700.000 garantierten Schaltzyklen mit 40 - 50 Jahren eine genauso lange Lebensdauer aufweist wie ein ungeregelter Verteiltransformator. Bei einem flächendeckenden Einsatz regelbarer Verteilungstransformatoren stünde auch im Mittelspannungsnetz ein größeres Spannungsband zur Verfügung. Die Beschränkung der Spannungsanhebung von maximal 2 Prozent im Mittelspannungsnetz könnte damit entfallen, vorhandene Netzkapazitäten wären effizienter nutzbar. Verfügbare elektrische Energie aus einzelnen Windenergieanlagen in der Mittelspannung könnte damit vollständig genutzt werden, ohne auf das Spannungsband achten zu müssen. Neben dem Einsatz in Ortsnetztransformatoren lassen sich regelbare Verteiltransformatoren auch in PV-Parks oder direkt als Einheitentransformator in jede Windenergieanlage integrieren.

Geregelte Transformatoren und Drosseln als Bestandteil von Photovoltaikparks

Wird der Transformator am Netzanschlusspunkt bei kleineren PV-Parks einzeln oder je nach Modulstrang geregelt ausgeführt, kann die Spannungsanhebung abgesenkt und der zulässige Grenzwert eingehalten werden. Neben geregelten Transformatoren können auch regelbare Drosseln zur Absenkung der Spannung am Anschlusspunkt der EEG-Anlagen eingesetzt werden. Vorrangig aber bewirkt diese Komponente die Kompensation der kapazitiven Ladeleistung der Anschlusskabel und damit die Vermeidung von Pönalen an den Netzbetreiber sowie die Einhaltung der Netzanschlussbedingungen am Netzverknüpfungspunkt.

Windenergieanlagen mit geregeltem Transformator als Teil der EEG-Anlage (EZE-/EZA-Komponente)

Durch die kontinuierliche Regelung auf Nennspannung stellt der geregelte Transformator bei direktem Einsatz in der Windturbine oder eben im Windpark ebenfalls eine ideale Problemlösung dar. Dies kann insbesondere in Zukunft zu einem wesentlichen Vorteil werden, da der europäische Verbund der Übertragungsnetzbetreiber (ENTSO-E) derzeit neue Netzanschlussrichtlinien ausarbeitet, die die Vorgaben für den Anschluss und das Am-Netz-Bleiben von Stromerzeugungsanlagen in allen Spannungsebenen deutlich verschärfen werden (zukünftig auf 85 bis 115 Prozent der Nennspannung im Netz.) Damit könnten umfängliche Aufrüstungen der aktuell verwendeten Technologien für Windenergieanlagen erforderlich werden. Der geregelte Transformator als Ergänzung zur Stromerzeugungsanlage kann dabei eine kostengünstige Alternative zur Überdimensionierung leistungselektronischer Bauelemente ergeben.
Regelbarer Ortsnetztransformator (Bild: © Maschinenfabrik Reinhausen GmbH)

Regelbarer Ortsnetztransformator (Bild: © Maschinenfabrik Reinhausen GmbH)

   
Regelung durch einen regelbaren Ortsnetztransformator (Bild: © Maschinenfabrik Reinhausen GmbH)

Regelung durch einen regelbaren Ortsnetztransformator (Bild: © Maschinenfabrik Reinhausen GmbH)