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© Dipl.-Ing. H. Horstmann GmbH 2017 Wiener Netzservice Forum 2017

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Matthias Beermann 15.11.2017

Modulares Konzept für die einfachen

und strategisch wichtigen i-ONS


Unternehmen

2

Gründungsjahr 1946 – 71 Jahre Erfahrung

Mittelständisch geprägtes Familienunternehmen

Fokus: Lösungen für Energie-Verteilnetze

Erfinder des Kurzschlussanzeigers

175 Mitarbeiter

Heiligenhaus: Entwicklungszentrum,

Verwaltung + Vertrieb, hochmoderne

Elektronik-Fertigung (Erweiterung 2012)

Körperich/Eifel: Zweigwerk mit Fertigung

und Mechanik-Kompetenzzentrum

Spezialisiert auf die Entwicklung und Produktion weltweit

gefragter Produkte und Lösungen


Kurz- + Erdschlussanzeiger

Erdungsvorrichtungen + Zubehör

Fernmeldung über Mobilfunk

Spannungsprüfer + Spannungsprüfsysteme

Produkt- und Systemlösungen

3


Was ist der Unterschied zwischen einer einfachen Ortsnetzstation und

strategisch wichtigen ONS?

Warum sollte das MS- Energienetz intelligent ausgerüstet werden?

Wie kann eine intelligente Ortsnetzstation (i-ONS) ausgerüstet werden?

4

Modulares Konzept für die einfachen und strategisch wichtigen i-ONS


Einfache Ortsnetzstationen

KKT-Schaltanlage (Kabel-Kabel-Trafo)

Tendenz : vermehrt kompakte Station, nicht begehbar

Stationen mit einem Trafo

Kabelzugang Kabelabgang

Mittelspannung Niederspannung

……


Kotenpunkt Stationen / mehrfeldrige Stationen mit

mehr als 2 Kabelabgängen

Kompakt als auch begehbare Stationen

Kritische Infrastruktur

Wichtige Übergabestation (Großbetriebe)

Direkte Einspeisungen in die Mittelspannung

i-ON als strategisch wichtige Station / Schwerpunktstation

…….

*1 *2 *3

Quellen: ,

www.auto.de

www.oko-tech.de,

www.cfact.com

…….

https://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Symbol_Circuit-breaker.svg




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1,5 schaltbare Stationen je Stich

LS1

LS2

N.O.

„normale“ Stationen, optional mit GSM/GPRS Anbindung

i-ONS mit Fernwirktechnik

HS/MS

Umspannwerk


Früher Heute und zukünftig

Warum sollte das Energienetz intelligent ausgerüstet werden ?

9

Lastflu

ss u

nid

irektional

HS

MS

NS

NS

HS

MS


Modul Moderne i-ONS– Vollausstattung

10

Fernwirkunterstation

RONT-Regler

Batterie/USV

Monitoring vor Ort

Thermische Trennung

Schlüssel-

Verantwortlichkeiten

………

Anzeiger je Feld!

Fehlerrichtungserkennung

Monitoring vor Ort U, I, P, Q, S,

cos φ, f

Stellungsrückmeldungen?

Ferngesteuerte Stellantriebe?

Intuitive vor Ort Bedienung

Trafolaststromüberwachung

Temperatur Überwachung

Zugangsüberwachung

……..

Messwerte erfassen und beobachten

Warnungen/Alarm bei Grenzwertüber-

schreitung

Temperaturüberwachung?

Powerquality?

Weitbereichsregelung?!

Schlüssel-Verantwortlichkeiten

………

So viel Technik wie möglich oder nötig?

Was sind die Ziele?

Quelle:

www.graeper.de


Motivation

11

1. Fehlerfall

Fehlerorteingrenzung, Zielgerichtet Frei-/Umschaltung

Schnelle Wiederversorgung

Kosten sparen, Erlöse optimieren

2. Monitoring im Mittel- + Niederspannungsnetz

Netzsituation beurteilen + berechnen + simulieren

Einfache Stationsmeldungen + i-ONS Status

Vorausschauende Wartung


Fokus – Mittelspannungsschaltanlage

Stromsignale Spannungssignal Anzeiger


Fehlersuche, Eingrenzung des Fehlers

Offener Ring, typisch 10 – 20 kV

14

Prinzip der Fehlereingrenzung einfache Netze

Fehlerort lokalisiert!

Um

sp

an

nw

erk

/Ein

sp

eis

un

g

Trennstelle

geöffnet

Leistungs-

schalter

Trafostation

Leistungs-

schalter

Kurzschlussanzeiger (angesprochen)


Dezentrale Einspeisung?

Geschlossene Ringe?

SMART GRID?

Fehler-Richtungs-Anzeige und Netz-Monitoring wird benötigt!

15

I1 100A 0.0° ↑

I2 100A -120.0°

I3 100A 120.0°

IE 0A 0.0° ↓

V12 10.0kV 30.0° ↑

V23 10.0kV -90.0°

V31 10.0kV 150.0°

VNE 0.0kV 0.0° ↓ S 1723kVA ↑

P + 1673kW

Q +448kVAr

cos φ +0.966 Ind. ↓


Netz ausgerüstet mit Fehler-Richtungsanzeiger

16

Prinzip der Fehlereingrenzung/Dezentrale Einspeisung

Leistungs-

schalter

Trafostation

Leistungs-

schalter

G

G

Um

sp

an

nw

erk

/Ein

sp

eis

un

g


Netz ausgerüstet mit Fehler-Richtungsanzeiger

17

Prinzip der Fehlereingrenzung/Dezentrale Einspeisung

Leistungs-

schalter

Trafostation

Leistungs-

schalter

Um

sp

an

nw

erk

/Ein

sp

eis

un

g

Fehlerstrom Richtung Anlagenfeld

Fehlerstrom Richtung Kabelabgang

Fehler-Richtungsanzeiger

angeregt in Richtung A Fehler-Richtungsanzeiger

angeregt in Richtung B

G

G


Modul Stromsensor

Stromsignale


s

19

Modul Stromsensor Historie Fehler Anzeiger

s

Funktionsum

fang

SIGMA ComPass ALPHA

B , A

U, I, P, cosφ, …

B , A

Advanced Classic Basic Standard


Advanced

s

20

Modul Stromsensor Ein Sensortyp für alle Applikationen

s

Funktionsum

fang

Classic Basic Standard

SIGMA ComPass ALPHA

B , A

U, I, P, cosφ, …

B , A

oder


Quelle np Netzpraxis Okt. 2014, Heft 10

Messwertgeber Sensoren

Modul Stromsensor


Modul Stromsensor Durchführungssensoren für alle SF6-Schaltanlagen

ABB SafeRing, SafePlus, SafeLink

Siemens 8DJH, 8DJ, 8DH, NX Plus C

Ormazabal GA, GAE

Driescher Minex, Minex C

Eaton Industries

XIRIA

Schneider Electric

FBX (RM6)

22

Passend für alle abgesteuerten Steckergarnituren

Retrofit


Modul Spannungssensor

Spannungssignal


Modul Spannungssensor Kapazitive Spannungsankopplung in Schaltanlagen

Neu + Retrofit

24

Retrofit

resistiv

hochgenau


Modul Spannungssensor Kapazitive Spannungsankopplung


Modul Spannungssensor Retrofit integriertes Anzeigesystem Einfaches Ertüchtigen von HO- und HR-Buchsenmodulen

C-Anpassung: Rückseite mit Jumper(n)

Zusätzlicher Ausgang für ComPass B- und Sigma D-Serie

Flexible und einfache Magnetbefestigung

WEGA 1.2 C vario mit Anbausatz


ALSTOM Siemens 8DJ10/20 Ormazabal GA

Driescher MINEX ABB SafePlus Schneider FBX Schneider RM6

27

Modul Spannungssensor Retrofit integriertes Anzeigesystem / Beispiele


Modul Fehleranzeiger Modulares Konzept – für ONS-Ertüchtigungen

28

Advanced Netz-Automatisierung

Standard Fernmelden

Basic vor Ort

*

*

Trend 1 Trend 2

Sensoren

NOSPE/KNOSPE Netze

Einfache Versorgungsnetze (offene Ringnetze)

Alle Sternpunktarten

Netze mit EEG (offene/geschlossene Ringnetze)


Modul Fehleranzeiger Exemplarisch ComPass B 2.0

29

Eindeutige Fehleranzeige und Ablesemöglichkeit vor Ort:

2 Richtungspfeil-LEDs ohne OLED-Displayaktivierung

5 Erdschluss-Ortungsverfahren – kombinierbar

Zweistufige Erdschlusswischererkennung

Hochgenaues Strom-Monitoring: 3 Sensoren 0,5%

Hochgenaues Spannungs-Monitoring: kapazitiv oder/und resistiv 0,5%

Monitoring:

Spannung (U, I, P, Q, S, PT100) Grenzwertüberwachung

Lastflussrichtung Leistungsfaktor (cos φ)

Energie Frequenz

Anwenderfreundliche Bediensoftware via USB

Alle Netzarten/Sternpunktbehandlungen

4 Passwort-Ebenen: Inbetriebnahme, nur Lesen, Parametrieren, Schalten

A B


Modul Fehleranzeiger ComPass B 2.0 – Display

L1 L2 L3 E

Status: OK ↓

1: Startdisplay

I1 100A U12 10.0kV ↑

I2 102A U23 10.0kV

I3 101A U31 10.0kV

IE 3A UNE 0,1kV ↓

2: Strom- und Spannungswerte

U12 10.04kV 30.0° ↑

U23 10.00kV -90.0°

U31 9.98kV 150.0°

↓

3: Stromwerte und Phasen

5: Spannungswerte und Phasen

ƩS 1723.3kVA ↑

ƩP 1673.5kW

ƩQ 448.7kVAr

Ʃcos φ 0.966 ind. ↓

6: Lastflussrichtung

Frequenz 50.00Hz ↑

Temperatur + 20.5 ºC

Lastfluss B

↓

U1 5.76kV 0.0° ↑

U2 5.76kV -120.0°

U3 5.76kV 120.0°

UNE 110.3V 0.0° ↓

4: Spannungswerte und Phasen

7: Gesamtenergie in Richtung A/kWh

I1 100.0A -15.0 ° ↑

I2 102.0A -133.0°

I3 101.0A 105.0°

IE 0.1A 0.0° ↓


Modul Fehleranzeiger ComPass B 2.0 – Display

I1 Ø15min 81.5A ↑

I2 Ø15min 82.0A

I3 Ø15min 81.0A

↓

11: Stromwerte Ø 15 min

I1 maxT 140.0A ↑

I2 maxT 146.0A

I3 maxT 135.0A

T : Tag ↓

12: Stromwerte max. 24h

13: Stromwerte max. 7 Tage

I1 maxW 145.0A ↑

I2 maxW 151.0A

I3 maxW 149.0A

W : Woche ↓

I1 maxJ 155.5A ↑

I2 maxJ 161.2A

I3 maxJ 165.1A

J : Jahr ↓

14: Stromwerte max. 365 Tage

I1 maxLR 155.0A ↑

I2 maxLR 161.5A

I3 maxLR 165.4A

NR : Last Reset ↓

15: Maximum Schleppzeigerfunktion

9: Phasenselektiv S, P, Q, cos φ

ƩE-A 1.250kWh ↑

ƩE-B 3.750kWh

↓

S1 576.0kVA ↑

S2 580.5kVA

S3 583.8kVA

↓

8: Gesamtenergie Richtung A/B

10. Phasenselektive Energie Richtung A/B

Richtung A ↑

1E 45250kWh

2E 45250kWh

3E 45250kWh ↓


Modul Fehleranzeiger ComPass B 2.0 – Fehleranzeige/Fehlermeldungen

Kurzschlussanzeige Richtung B Erdschlussanzeige Richtung A

01.01.2016 ↑

10:11:50.625

L1 E

IEP> A start ↓

03.02.2016 ↑

10:16:50.625

L1 L2 L3

I>> B start ↓

I1 1612.0A -15.0 ° ↑

I2 1612.0A -133.0°

I3 1612.0A 105.0°

IE 0.0A 0.0° ↓

U1 0.07kV 0.0° ↑

U2 0.11kV - 120.0°

U3 1.22kV 120.0°

↓

I1 80.3A -15.0° ↑

I2 79.5A -133.0°

I3 80.9A 105.0°

IE 20.3A 80.0° ↓

U1 0.07kV 0.0° ↑

U2 9.66kV - 150.0°

U3 9.66kV 150.0°

↓

Scroll

L1 L2 L3 E

I>> B ↓ I>> B

L1 L2 L3

L1 L2 L3 E

IEP> A ↓ IEP> A

L1 E

Datumsstempel

Zeitstempel

Fehler mit

Fehlerrichtung

Max.

Fehlerstrom

Spannung

Phasenwinkel

Frequenz 50.01 Hz ↑


Frequenz

Temperatur

Frequenz 49.98 Hz ↑



Modul Spannungssensor Resistiver Spannungsteiler

33


Modul Spannungssensor Einbau der resistiven Teiler

Typ A-Konus Adapter mit seitlichen Anschluss für C-Konus

Anschlusspunkte für resistive Teiler nach EN 50180 und EN 50181

Für Trafos mit standardisierten Komponente


Modul Spannungssensor hochgenaue Spannungsmessung mit resistiven Teilern

Ein Sensorsatz für 4 ComPass B 2.0/Bs 2.0


Modul Fehleranzeiger Parametrierung und Inbetriebnahme

Systemvoraussetzungen:

Windows-Betriebssystem (XP/7/8)

Microsoft Net-Frameworks 4.0

USB-Port


Modul Fehleranzeiger Parametrierung und Inbetriebnahme Explorer Software


Modul Fehleranzeiger Parametrierung und Inbetriebnahme Explorer

U1

5,8

5,8

5,8

0

-120

120

0 0

B

10

10

10

50

13

60

62

61

0

-10

-130

110

0

30

-90

150


Bei Neuanlage / Nachrüstsatz von Hersteller / Universal Nachrüstsatz

39

Modul Motorantrieb

ETZ 6/2011 Fa Linak Driescher G.I.S.E.L.A.

Siemens 8DJH

*1

Quellen: ,

www.Siemens.com

www.driescher-

wegberg.de,

www.etz.de

*2 *3


Modul Schalten Schalt-ComPass Bs 2.0

40

Lasttrenn- und Leistungsschalters fernsteuern

4 Ausgangsrelais

Zustandserfassung 6 bin. Eingänge

Doppelbefehle/Doppel-Rückmeldungen einstellen

Schalterpositionen Trenner + Erder melden

Schaltvorgang überwachen

Zeitüberlauf Schalterrückmeldung

Last- u. Blindstromanteil

Freiprogrammierbare SPS-Logik der Schaltbedingungen

Störung Motorsteuerung fernmelden

Fehlerprotokollierung und Fehlerauswertung

Ausschaltvorgängen zählen


Modul Fernmeldung exemplarisch von ComPass B/ BS 2.0 / SIGMA D++

VDC

Leitwarte

Schaltbefehl/

Stellungsmeldungen

RS485/MODBUS

4 Relais

24 V – 230 V AC/DC

USV

IEC 60870-5-101 / -104

….61850

GPRS

DSL

LWL

UMTS

LTE

……….

Fernwirksysteme

4 Relais

…

http://hornung-berlin.de/images/stories/Hardware/SiemensLogo.jpg

http://www.ids.de/home.html


Modul Fernmeldung iHost

42

Modbus

Relais-

kontakte

iHost

TLS 1.2

möglich


Modul Fernmeldung

iHost

44 iHost – ihr Netz zu jeder Zeit voll im Blick

RTU´s

+


45

So viel Technik wie möglich oder nötig? Was sind die Ziele? Was bringt die Zukunft?

http://www.postfossile-zukunft.de/sites/default/files/800px-Stromerzeugung_erneuerbare_Energien1990-2007.png

http://www.postfossile-zukunft.de/sites/default/files/800px-Stromerzeugung_erneuerbare_Energien1990-2007.png

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