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Fachtagung Mittelspannung

Fachtagung Mittelspannung

Gruppenbild Fachtagung Mittelsspannung 2017

Fachtagung Mittelspannung 2017 von Megger in Fulda

 

Unsere Versorgung gemeinsam sichern

 

Fachleute der Energieversorgung auf trafen sich vom 6. - 8. Juni in Fulda auf der „Fachtagung Mittelspannung“ von Megger, um sich auf den neuesten Stand bringen zu lassen. In diesem Jahr stand sie unter den Motto: „Unsere Versorgung gemeinsam sichern“. Moderiert von Günter Fenchel, diskutierten sie gemeinsam die künftige Entwicklung unserer Energieversorgung, die technischen Herausforderungen vor dem Hintergrund der Energiewende sowie aktuelle Trends der Wartung und Instandhaltung aller wichtigen Komponenten. 

Ist Gleichstrom die Zukunft der Stromversorgung?

Wie ein Paukenschlag wirkte bereits der erste Vortrag mit einem Blick in die mögliche Zukunft der Energieverteilung von Prof. Kay Rethmeier der Fachhochschule Kiel: „Gleichspannung in der elektrischen Energieverteilung“. Seine These: „Das Alleinstellungsmerkmal von AC, die Transformierbarkeit, ist Geschichte.“ Schon heute enthalten moderne Anwendungen immer mehr DC-Zwischenkreise! Straßen- und U-Bahnen werden sowieso mit Gleichstrom versorgt. Stromspeicher für Elektroautos sowieso und auch HGÜ-Leitungen sind längst Realität – und könnten bald auch vermascht werden. Der Druck zur Minimierung von CO2-Emissionen zwingt uns zu immer mehr Energieeffizienz, die mit Gleichstromübertragung erheblich verbessert werden könnte. Die enormen Vorteile liegen auf der Hand: Wir sparen die vielen Gleichrichter, weniger Verluste bei der Energieübertragung und -Wandlung, bessere Netzkopplung unterschiedlicher Einspeisenetze, weniger Investitionskosten da die AC-, DC-Wandler durch DC-Zwischenkreisen ersetzt werden, Entkoppelung der statischen Versorgungsnetze von volatilen, dynamischen Abnehmern. Und auch elektrische DC-Speichersystemen (Batterien), Photovoltaik-Anlagen und andere erneuerbare Energiequellen koppeln direkt und ohne störende Oberwellen in die DC-Verbrauchernetze ein – wodurch weitere Erzeuger- und Übertragungsverluste eingespart werden. Alles in allem wäre eine langfristige Umstellung auf DC-Verteilnetze eine durchaus vernünftige Zukunftsvision. 

Auch die Teilentladungsdiagnose wird künftig immer wichtiger

Etwa 85 Prozent aller Ausfälle in Schaltanlagen und Umspannwerken gehen auf das Konto von Fehlern, die sich im Vorfeld durch Teilentladungen ankündigen. Teilentladungsdiagnosen werden immer ausgereifter und kamen so auch in den meisten Vorträgen zur Sprache; sie eignen sich nicht nur zur Prüfung und Diagnose von unterirdisch verlegten Energiekabel. Mittlerweile bieten sie sich bei fast allen Systemkomponenten an wie bei Messwandler, Sammelschienen, Endverschlüssen, Leistungsschaltern oder Transformatoren. Der große Vorteil: TE-Messungen sind im laufenden Betrieb möglich sind! Den Anfang machte Martin Frangen von Elektro Koopmann in seinem Referat „Systemwartung von Mittespannungsschaltanlagen“. Er ging hier sehr ausführlich auf die vielen Vorteile von konventionellen und unkonventionellen TE-Diagnosen ein. Und auch im Vortrag „Effiziente Prüfung von Messwandlern“ von RITZ, Instrument Transformer nahm das Thema TE-Diagnosen einigen Raum ein. Wie auch im Vortrag von Bastian Wölke, Westnetz, der in seiner Übersicht aller wichtigen Diagnoseverfahren wie Thermographie, Sicht- und Funktionskontrollen ebenfalls auf die große Bedeutung von Ultraschall-TE-Diagnostik hinwies.

Effiziente Überwachung von Energienetzen

Hein Putter von Megger stellte schließlich in seinem Vortrag „Teilentladungsmessungen an Schaltanlagen und Kabeln im laufenden Betrieb“ den neuen TE-Detektor UHF-PDD vor, mit dem Energieversorger kosteneffizient im laufenden Betrieb zunächst via Antenne schnell einen „unkonventionellen“ Überblick verschaffen kann, um dann im zweiten Schritt mit einer konventionelle TE-Messung mittels einer direkten Verbindung zu einem neuartigen Endverschlusssensors ein sehr genaues Bild von der Art und Gefährlichkeit der erkannten Teilentladungen erhält. Blackouts, die in der Vergangenheit bereits ganze Regionen, Millionenstädte oder Industrieanlagen lahmlegten, wird es in Zukunft seltener geben.

Zukunftsfähige Stromnetze zur Sicherstellung der Energieversorgung müssen auf schwankende Stromerzeugung aus Wind und Solarenergie effizient reagieren können. Prof. Dr. Gräf der Hochschule für Technik und Wirtschaft in Berlin demonstrierte in seinem Vortrag, wie man auch mit neuartigen, faseroptischen Sensorsystemen mit ihren multisensorischen Fähigkeiten betriebsgefährdende Zustände in künftigen Versorgungs-, Verteilungs- und Übertragungsnetze rechtzeitig erkennbar machen kann.

Zu solchen betriebsgefährdenden Zuständen gehören auch Kurz- und Erdschlüsse, die zum Beispiel mit den Anzeigeräten von Horstmann effizient überwacht werden. Diese teilen dem Netzbetreiber den Fehler sogar per Mobilfunk sofort mit, wie Olaf Zugehoehr in seinem Referat „Kurz- und Erdschlüsse in Mittelspannungsanlagen“ ausführte. Regelbare Ortsnetztransformatoren „RONT“ von Schneider Electric können auf Spannungsschwankungen intelligent und flexibel reagieren und bieten dem Netzbetreiber zusätzliche Sicherheit, so Dr. Klaus Wersching von Schneider Electric.

Die fortschreitende Digitalisierung prägt die Gegenwart   

Zur Gegenwart gehört auch die weiter zunehmende Digitalisierung. Wie sich diese etwa bei Siemens in der Praxis auswirkt, wurde in einem kurzweiligen Tandem-Vortrag von Dr. Sämann und Nils Anger von Siemens veranschaulicht: „Vakuumschalttechnik bis 100 kA trifft auf Digitalisierung“. Als Beispiel diente die hochmoderne Generatorschaltanlage HB3 von Siemens. Bei diesem hochentwickelten Produkt beginnt die Digitalisierung bereits beim Engineering. Sie geht weiter über die onlineverfügbare Fertigungsdokumentation bis hin zur Kundenfreigabe, dem GPS-Tracking sowie der Überwachung mechanischer Belastungen durch die Schwingungsaufnahmen während des Transports. Modernste Digitalisierung kommt bei Siemens schließlich auch bei der Inbetriebnahme durch die Fernunterstützung von Experten oder bei der Dokumentation im Internet mittels QR-Codes zum Einsatz. Alle digitalisierten Prozesse zusammen führen schließlich zu erheblichen Einsparungen, mit denen Energieversorger finanziell spürbar entlastet werden können.

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SF6 ist bald Vergangenheit.

Das klimagefährliche Treibhausgas SF6 ist dagegen bald von Gestern. ABB hat nach vielen Jahren intensiver Forschungsarbeit endlich einen Durchbruch erzielt: Laut Sebastian Zache kann das neue Isoliergas AirPlus SF6-Schaltanlagen jetzt 1:1 ersetzen! Die dazu notwendigen Isoliergastanks kommen mit dem gleichen Platzangebot in den Schaltanlagen aus! Alte SF6-Anlagen können jetzt schrittweise, und damit wirtschaftlich ohne aufwändige Umbauten, durch neue AirPlus-Anlagen ersetzt werden. Das Treibhauspotenzial wird so fast vollständig um 99,99% verringert. Die Schaltfelder sind äußerlich kaum von herkömmlichen Anlagen zu unterscheiden und werden aus diesem Grund mit einem grünen Umweltsiegel kenntlich gemacht. AirPlus-Schaltanlagen sind zwar etwas teurer, könnten aber das grüne Image von Energieversorgern weiter optimieren – und so mehr Kunden gewinnen. Im Umspannwerk Trochtelfingen ist seit Juni 2016 die erste deutsche AirPlus-Anlage erfolgreich im praktischen Einsatz.

 

Enorme Fortschritte in der Diagnose von Transformatoren

Neben Ihrer wichtigen Funktion als Isolator, Kühlmedium und Schmiermittel im Leistungstransformator haben Isolieröle noch eine vierte Funktion: Sie sind ein wertvoller Informationsträger! Darauf wies Dr. Aria Farjam von Messko in seinem Vortrag „Isolierölanalyse von Transformatoren: Chancen und Fallstricke“ hin. Auf diesem Gebiet wurden von Messko mittlerweile enorme Fortschritte erzielt. Isolieröl nimmt, ähnlich wie das menschliche Blut, Ablagerungen vom Körper auf, in dem es zirkuliert. Analog zum Bluttest in der Humanmedizin ist die fachkundige Expertenanalyse von Ablagerungen in Isolierölen eine ebenso wirksame Methode, um auf den inneren Zustand eines Transformators zu schließen. Im Transformator entstehen  im Betrieb Substanzen, die sich im Isolieröl anreichern, ähnlich den Stoffwechselprodukten im Blut des menschlichen Körpers. Die Isolierölanalyse liefert analog zur Blutanalyse wertvolle Messwerte. Hier bedarf es  Experten, um diese Werte in einen Kontext zu bringen und eine Aussage zum „Gesundheitszustand“ zu machen. Messko hat die DGA, einen der wichtigsten diagnostischen Indikatoren weiterentwickelt sowie ein Expertensystem zur Transformatorbewertung unter Einbeziehung aller verfügbaren Informationen entworfen.

Ähnlich sah es auch Oleg Kuzmin von ABB Power Grids der in seinem einem Vortrag: Methoden zur effizienten Zustandsbewertung von Öl gefüllten Mittelspannungstransformatoren“ ebenfalls die Vorteile einer universellen Analyse von Transformatoren herausstellte. Denn nur die ganzheitliche Betrachtung, unter Berücksichtigung aller optischen, ölanalytischen und elektrischen Methoden ermöglicht dem Experten ein brauchbares Urteil über den Zustand des Transformators. Fazit: Wer über einen Zeitraum von mehreren Jahrzehnten das Maximum an Wirtschaftlichkeit aus seinem Leistungstransformator herausholen will, kommt trotz modernster Messsysteme an einer detaillierten Analyse und fachkundigen Interpretation aller Messwertergebnisse von erfahrenen Fachleuten nicht vorbei. 

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Die fachgerechte Batterien-Wartung sichert unsere Energieversorgung

Auf die Trends von Morgen auch bei Battrieanlagen ging Dr. Stefan Göbel, von Hawker EnerSys ein. Das Auditorium erhielt in seinem Vortrag „Batteriezuverlässigkeit im Spannungsfeld“ wertvolle Informationen zu den Entwicklungen in der Wartung von Batterien. So gewinnt etwa die Impedanzmessung zunehmend an Bedeutung. Allerdings erfordert diese eine lückenlose Dokumentation, da die Einzelmessung kaum verwertbare Aussagen liefert. Nur das Erkennen von Trends kann dem Fachmann Hinweise auf den Zustand der Zelle geben. Zu beobachten ist jedoch, dass die Qualität des Servicepersonals zum kritischen Faktor wird. Zwar werden Fehler heute besser gemessen und dokumentiert – aber weniger zuverlässig erkannt. Deshalb kommen heute vermehrt Monitoring-Systeme mit Fernüberwachung direkt auf den Batterien zum Einsatz. Allerdings gibt es laut Dr. Stefan Göbel zur Kapazitätsprüfung mit dem TORKEL von Megger nach wie vor keine vergleichbare Alternative.  

Die Teilnehmer des dritten Tages der Fachtagung Mittespannung profitierten von einem sehr tiefgehenden Vortrag des Fachbuchautors Edgar Schoop, dessen Referat „Schadensbilder einer Batterie“ einem Seminar zur systematischen Zustandsbeurteilung von Batterieanlagen gleich kam. Im Detail wurden so gut wie alle Aspekte beleuchtet, mit denen ein Betreiber von stationären Batterieanlagen den Zustand seiner Batteriezellen fachkundig bewerten kann. Dieses fundierte Fachwissen wurde ergänzt von Hans-Ulrich Koch, Triathlon System, der auf die bautechnische Ausführung von Räumen für stationäre Batterien und auf die hierzu geeigneten Batterieschränke mit idealen Be- und Entlüftung einging. Und auch im Vortrag von Thomas H-J. Reiche von BBS Industriebatterien, ging es um das fachgerechte „Betreiben einer Batterieanlage“. Uwe Schleese von Hoppecke stellte eine neuartige Hybrid-Großspeicher-Anlage vor, die in nur einem Container verbaut 1.600 kWh speichern kann und die Vorteile von Lithium- und Bleibatterien ideal kombiniert. Im Verteilnetz der Zukunft können diese Großspeicher wichtige Regel- und Managementaufgaben übernehmen. Den Abschluss bildete schließlich Carsten Rieck mit dem Vortrag Speicherlösungen von Eaton / Nissan – Netzintegration von Energiespeichern auf Mittelspannungsebene.

Das Fazit zog Oliver Nicolai, Vertriebsleiter von Megger. „Die Energiewende und die damit einhergehende Umstrukturierung hält uns auch im Jahr sechs seit Einführung auf Trab. Der intensive Austausch dieser hochkarätigen Fachleute hat mich sehr beeindruckt. Die Fachtagung Mittelspannung hat uns viele wichtige Trends und Weichstellungen aufgezeigt und mich darin bestätigt, dass wir mit diesem in Deutschland einzigartigen Forum exakt ins Schwarze getroffen haben.“