Grundlagen des Ringnetz-Designs: Warum die RMU die Zuverlässigkeit verbessert

Grundlagen des Ringnetz-Designs: Warum die RMU die Zuverlässigkeit verbessert

Die Mittelspannungsverteilung kann als Strahlennetz oder als Ringnetz ausgeführt werden. In vielen dicht besiedelten Gebieten und Anwendungen mit hohen Zuverlässigkeitsanforderungen wird ein ringnetz bevorzugt, da es nach der Isolierung eines fehlerhaften Abschnitts die Wiederherstellung der Versorgung aus einer alternativen Richtung ermöglicht. Die RMU ist der Schaltknoten, der dies in kompakten Kiosken praktikabel macht.

Dieser Artikel erläutert die Grundlagen des Ringnetz-Designs und warum RMUs so weit verbreitet sind.

Strahlennetz vs. Ringnetz (konzeptionell)

Strahlennetz: die Energie fließt von einer Quelle in Richtung der Verbraucher. Ein Fehler auf der Leitung unterbricht in der Regel sämtliche nachgeschalteten Verbraucher, bis der Fehler behoben ist.

Ringnetz: lasten können von zwei Richtungen aus versorgt werden. Tritt ein Fehler auf, isolieren Schaltstellen den fehlerhaften Abschnitt und stellen die Versorgung für die meisten Lasten von der anderen Seite wieder her.

Wie RMUs die Abschnittsbildung ermöglichen

RMUs bieten Schaltstellen entlang des Rings. Bei einem Kabelfehler:

• identifizieren Betreiber (oder die Automatisierung) das fehlerbehaftete Segment
• die benachbarten RMUs öffnen die Ringschalter, um dieses Segment zu isolieren
• der Rest des Rings wird von der alternativen Richtung her wieder mit Spannung versorgt

Dieser Vorgang reduziert den Umfang der Ausfälle und die Wiederherstellungszeit.

Typische Betriebsmodi für Ringnetze

Ringnetze werden nicht immer als vollständig geschlossene Ringe betrieben. Gängige Betriebsmodi umfassen:

• Normalerweise offener Punkt (NOP): der Ring ist an einer Stelle geöffnet, um Fehlerströme und den Schutzzusammenwirken zu steuern.
• Normalerweise geschlossener Betrieb: wird bei einigen Konstruktionen mit fortschrittlichem Schutz und Automatisierung eingesetzt.

Der gewählte Betriebsmodus beeinflusst die Schutzeinstellungen, die Fehlerstromhöhen sowie den erforderlichen Automatisierungsgrad.

Überlegungen zum Schutz und zur Fehlerortung

Ringnetze erfordern eine Abstimmung. Zu berücksichtigen sind:

• schwankung der Fehlerstromhöhe: fehler können je nach Schaltzustand aus mehreren Richtungen gespeist werden
• verhalten bei Erdschlüssen: hängt von der Systemerderdungsmethode ab
• fehlerort: FPIs und SCADA verkürzen die Zeit zur Lokalisierung von Kabelfehlern

Bei kritischen Netzen kann die Speisernetzautomatisierung die Ausfalldauer erheblich reduzieren.

Wo Ringnetze üblich sind

• städtische Verteilung mit unterirdischen Kabeln
• industrieparks mit mehreren Kundenanschlüssen
• erneuerbare-Energien-Sammelnetze (Wind/Solar)
• campusse und große gewerbliche Entwicklungsgebiete

Entwurfs-Checkliste (Übergeordnete Ebene)

• Definieren: anzahl der Schaltstellen und Standorte von Ringnetzschaltanlagen (RMU)
• Wähle: betriebsmodus (NOP vs. geschlossener Ring)
• Angeben: Fehlerstrombelastbarkeit und Isolationsniveau des RMU
• Plan: fehleranzeige und Automatisierungsstrategie
• Koordinate: schutzparameter mit Schaltplan

Interne Links

RMU-Kategorie-Seite: Ring Hauptgeräte .

Mittelspannungsschaltanlagen-Lösungen: Schaltanlagen .

Fazit

Ringnetze erhöhen die Zuverlässigkeit, indem sie eine Fehlerisolierung und Wiederherstellung aus alternativen Richtungen ermöglichen. RMUs sind kompakte Schaltpunkte, die den Einsatz von Ringverteilung an realen Standorten praktikabel machen. Das optimale Ringkonzept stimmt Schaltprozeduren, Schutzkoordination und Automatisierungsniveau auf Ihre Ausfalltoleranz und betriebliche Leistungsfähigkeit ab.

Bildvorschläge

• Bild: https://www.enweielectric.com/products/rmu
• ALT: "RMU als Schaltpunkt in einem Mittelspannungs-Ringnetz"
• Bild: https://www.enweielectric.com/products/substations
• ALT: "Verteilungssubstationen, die über Ringnetzschaltanlagen verbunden sind"