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Mittelspannung: Mehr Effizienz im Verteilnetz


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3M Kabelgarnituren mit integrierter Mess-Sensorik

3M Sensored Cable Accessories
3M Kabelgarnituren mit integrierter Mess-Sensorik

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

Netzüberwachung und Steuerung mit 3M Sensored Cable Accessories:

  • Exakte Messwerte ermöglichen eine effiziente Nutzung des Verteilnetzes
  • Optimierte Integration von dezentralen Erzeugungsanlagen und Erneuerbaren Energien
  • Überwachung des Energieflusses indiziert kritische Punkte im Verteilnetz
  • Genaue und zeitsparende Fehlerortung minimiert Ausfallzeiten
  • Werkskalibrierung erspart zeit- und kostenintensive Vorort- und Nachkalibrierungen
  • Plug & Play Design für eine schnelle und sichere Installation

Kontakt

Produkte


Für SF6-isolierte Schaltanlagen
 

Spannungsmessung

  • Nennspannung (Upr): 20/v(3) oder 15/v(3) oder 10/v(3)
  • Messgenauigkeit: 0,5 % – Klasse 3P
  • Phasenverschiebung: ±0,5 % bei Nennspannung

 

Strommessung
  • Nennstrom (Ipr): 300 A
  • Messgenauigkeit (pro Phase)
    - bei Ipr (300 A): ± 1 %
    - bei 0,01 Ipr: ± 5 %
    - bei 0,05 Ipr: ± 1 %
    - bei 5 Ipr: ± 5 %
  • Phasenverschiebung: ±0,5 % bei Nennspannung

Für Luft-isolierte Schaltanlagen
 

Anwendung

Das Plug & Play-Design des 3M Sensored Cable Accessories gewährleistet eine schnelle und sichere Nachrüstung des Mittelspannungs-Verteilnetzes innerhalb kürzester Zeit.

  1. Stecker / Endverschluss abschneiden
  2. Kabel absetzen und Steckerbolzen montieren
  3. 3M Sensored Cable Accessories aufstecken und installieren
  4. Stecker montieren - Fertig
  5. 3M Kabelgarnituren mit integrierter Mess-Sensorik 3M Kabelgarnituren mit integrierter Mess-Sensorik 3M Kabelgarnituren mit integrierter Mess-Sensorik 3M Kabelgarnituren mit integrierter Mess-Sensorik

Eigenschaften und Vorteile

  • Sehr hohe Messgenauigkeit für Strom und Spannung – analoges Signal für eine kontinuierliche Messung
  • Das Plug & Play Konzept gewährleistet eine schnelle und einfache Installation
  • Kein Eingriff in die Schaltanlage / bestehende Netzinfrastruktur notwendig
  • Retro-Fit Design mit integrierten Bauteilen und kompakten Abmessungen
  • Werkskalibriert – keine Kalibrierung nach dem Einbau notwendig
  • Die passive Bauweise aller Komponenten erfordert keine Stromversorgung

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.

Hohe Messgenauigkeit gibt Sicherheit

Im wesentlichen besteht die Sensorik aus einer Kombination von Rogowski-Spule und einem kapazitiven Spannungsteiler, der einen linearer Verlauf der Spannung wiedergibt. So können beispielsweise auch Oberwellen phasenrichtig bestimmt werden. Die Rogowski-Spule ist so geschaltet, das ausschließlich der Leiterstrom gemessen wird. Hierbei ist eine Phasenverschiebung von 90° zu berücksichtigen. Beachtlich sind die Messgenauigkeiten, die 3M mit dieser Technik realisiert: Der Einsatz selektierter Bauteile, die präzise, in den Fertigungsprozess integrierte Kalibrierung und die besonderen Fertiungsverfahren führen zu einer Genauigkeit, welche bislang als nicht erreichbar galt. Die Genauigkeit bei der Spannungsmessung beträgt je Phase +/- 0,5 %, oder Klasse 3P für Schutzgeräte. Bei der Strommessung werden Genauigkeiten je Phase von bis zu +/- 1 % erzielt. Und diese Genauigkeit bleibt – ohne spätere Nachkalibrierung vor Ort.

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.

Bild 3M Smart Grid Übersicht

Sicher im Betrieb – und kalibrierungsfrei

Auch die Handhabung ist sicher und komfortabel: Da es sich um passive Bauteile handelt, ist für die Sensoren keine zusätzliche Spannungsversorgung notwendig. Durch die besondere Auslegung der Sensorik und die Kalibrierung im Werk entfallen zudem die zeitaufwendigen und komplizierten Kalibrierungen vor Ort – auch dauerhaft, im Betrieb der Sensortechnologie. Ein weiterer Vorteil: Da alle relevanten Vorschriften und Normen eingehalten werden, ist aufgrund der Nachrüstung keine neue Genehmigung für die Ortsnetzstation erforderlich. Das hat viele Netzbetreiber bereits überzeugt. Die 3M Kabelgarnituren mit integrierter Mess-Sensorik bieten damit eine hervorragende Möglichkeit, zuverlässige Messwerte aus dem Mittelspannungsnetz zu gewinnen. Damit sind die Garnituren ein wertvolles Element für den Einsatz in der Schutz- und Netzleittechnik. Außerdem sind sie zur Überwachung der Netzqualität bestens geeignet. Mit ihrer Hilfe kann eine Vielzahl von Messgrößen inklusive Phasenspannungen und -ströme, Wirk-, Blind- und Scheinleistung, Symmetriefaktor, Oberschwingungsspannungen und -ströme, sowie Energie erfasst werden. Diese Daten können dann an ein zentrales Rechnersystem zur Weiterverarbeitung übermittelt werden. In zukünftigen intelligenten Netzen sind dadurch vollkommen automatisierte Prozesse realisierbar, die bei Bedarf aufgrund der gemessenen Werte selbsttätig starten. Die Perspektive ist damit klar: Die Mittelspannung-Sensoren von 3M stellen einen einzelnen, aber unverzichtbaren Baustein dar für künftige Smart Grids – Netze mit intelligenten Systemen zur Erfassung, Analyse, Steuerung, Speicherung und für den sicheren Transport von Strom.

Die Perspektive ist damit klar: Die Mittelspannung-Sensoren von 3M stellen einen einzelnen, aber unverzichtbaren Baustein dar für künftige Smart Grids – Netze mit intelligenten Systemen zur Erfassung, Analyse, Steuerung, Speicherung und für den sicheren Transport von Strom.

3M Sensored Cable Accessories Download Produkt Flyer (PDF, 338KB)

Video: Montage von 3M Sensored Cable Accessories

Schnelle und einfache Nachrüstung von Ortsnetzstationen mit 3M Sensored Cable Accessories.