griDcOn® TransFOrMer Der regelBare OrTsneTZTransFOrMaTOr.
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griDcOn® TransFOrMer Der regelBare OrTsneTZTransFOrMaTOr. p OW e r D is Tr iB u T i On . sMa rT gri D lÖs ungen GRIDCON ® Transformer Erneuerbare Energien ohne Netzausbau integrieren. 2 Regelbare Ortsnetztransformatoren – die wirtschaftliche Alternative zum Netzausbau. Energieversorger stehen vor einem schwierigen Spagat: Sie müssen im Niederspannungsnetz eine stabile Versorgungsspannung gewährleisten und gleichzeitig in zunehmendem Maße erneuerbare Energien integrieren, wodurch die Spannung lokal ansteigt. Innerhalb des gemäß DIN EN 50160 erlaubten Spannungsbands von ± 10 Prozent der Nennspannung steht den erneuerbaren Energien im Niederspannungsnetz ein maximaler Spannungshub von 3 Prozent zu. Der Rest ist für die Mittelspannung, für Spannungsabfälle und für Einstellungenauigkeiten reserviert. Durch die rasant wachsenden Einspeisemengen besteht immer öfter die Gefahr, das erlaubte Spannungsband zu verletzen. Die Netzbetreiber sehen sich zu teuren Ausbaumaßnahmen gezwungen, obwohl die Kapazitäten ihrer Betriebsmittel im Netz lange nicht ausgereizt sind. 110 kV 20 kV Abweichung von Nennspannung (in %) Umspannwerk 20 kV 0,4 kV Ortsnetzstation Mittelspannungsnetz 0,4 kV Niederspannungsnetz Maximale Einspeisung Außerhalb des Spannungsbands +10 % 2 % Spannungsanhebung durch Einspeisung +5 % 3 % Spannungsanhebung durch Einspeisung 2 % Regelbandbreite Transformator Jeweils 1,5 % Spannungsabfall und Einstellungenauigkeit Ortsnetztransformator 0 % -5 % 5 % Spannungsabfall -10 % 5 % Spannungsabfall Maximale Last Außerhalb des Spannungsbands Netzkapazität optimal nutzen durch regelbare Ortsnetztransformatoren. Ein regelbarer Ortsnetztransformator setzt am Kern des Problems – der Einhaltung des Spannungsbands – an, indem er die Spannung dynamisch anpasst. Er entkoppelt die Spannung von Niederspannungs- und Mittelspannungsnetz. Als Folge stehen im Ortsnetz nun 11 statt 3 Prozent Spannungshub für die Einspeisung aus erneuerbaren Energien zur Verfügung. Meistens entfällt dadurch der teure Netzausbau komplett, in den wenigen Ausnahmen gewinnen die Betreiber Zeit. Vor allen Dingen können sie mit Hilfe des regelbaren Ortsnetztransformators ihre Netzbetriebsmittel in höherem Maße und damit wirtschaftlicher auslasten. 110 kV 20 kV Abweichung von Nennspannung (in %) Umspannwerk 20 kV Mittelspannungsnetz 0,4 kV Ortsnetzstation 0,4 kV Niederspannungsnetz Außerhalb des Spannungsbands +10 % Maximale Einspeisung 2 % Spannungsanhebung durch Einspeisung +5 % Regelung „nach unten“ 2 % Regelbandbreite Transformator 11 % Spannungsanhebung durch Einspeisung 0 % 4 % Regelbandbreite Ortsnetztransformator -5 % -10 % 5 % Spannungsabfall Regelung „nach oben“ Außerhalb des Spannungsbands 5 % Spannungsabfall Maximale Last 3 griDcOn ® TransFOrMer griDcOn® TransFOrMer – Der regelBare OrTsneTZTransFOrMaTOr. regelbare Ortsnetztransformatoren halten die spannung im Verteilungsnetz stabil, indem sie den spannungshub von dezentralen einspeisern ausgleichen. genauso kompensieren sie den spannungsabfall durch zusätzliche lasten wie beispielsweise elektroautos oder Wärmepumpen. Weder müssen zusätzliche kabel verlegt noch weitere Ortsnetzstationen gesetzt werden. seit anfang 2011 beweisen unsere Feldversuche, wie regelbare Ortsnetztransformatoren helfen, den netzausbau zu vermeiden. Der griDcOn® Transformer enthält die komplette Funktionalität, die für die autarke spannungsregelung im Verteilungsnetz notwendig ist: I Die Transformationsfunktion übersetzt die anliegende Mittelspannung in die niederspannung I Die lastschaltfunktion ermöglicht es, unter last das Übersetzungsverhältnis zwischen Ober- und unterspannung im Transformator dynamisch anzupassen I Die antriebsfunktion garantiert den sicheren ablauf der schaltungen I Die reglerfunktion – inklusive sensorik – misst die spannung und leitet daraus die nötigen schalthandlungen ab antriebsfunktion I schrittmotor I Weniger als 1 sekunde laufzeit pro stufenschaltung Transformationsfunktion I Drehstrom Öltransformator I 250 bis 800 kVa I 24 kV spannungsreihe I 3 phasen I in Breite und Tiefe nicht größer als ein ungeregelter Transformator I Wartungsfrei über die lebensdauer (bis 700.000 schaltungen) I Maximal 9 Betriebsstellungen, alternativ 5 oder 7 I unter last schaltbarer regelbereich frei wählbar, z. B. ±4 x 2,5 prozent (maximal 600 V stufenspannung) 4 reglerfunktion I spannungsregelung auf der ns-sammelschiene I Dreiphasige spannungsmessung I automatik-, remote- und handbetrieb I höher- / Tieferbedienung I ethernet- und rs232-schnittstellen I leitstellenprotokolle iec 60870-5-101, iec 60870-5-104, iec 61850 I stahlblechgehäuse, pulverbeschichtet I schutzgrad ip54 lastschaltfunktion I laststufenschalter nach dem reaktorschaltprinzip I lichtbogenlöschung in speziell entwickelten Vakuumschaltröhren I Oberhalb des aktivteils im Transformatorkessel verbaut I Wartungsfrei über die lebensdauer des Transformators (bis 700.000 schaltungen) I regelung auf der Oberspannungsseite 5 griDcOn ® TransFOrMer passT in JeDe kOMpakTsTaTiOn – auch MiT lasTsTuFenschalTer. Die kompaktstationen im Verteilungsnetz sind für minimalen platzbedarf ausgelegt. nur wenn regelbare Ortsnetztransformatoren in ebendiese stationen passen, sind sie eine wirtschaftliche lösung. Die herausforderung besteht darin, einen regelbaren Ortsnetztransformator zu ermöglichen, der in seinen abmessungen einem ungeregelten Transformator entspricht. Optimale platznutzung – unser innovativer einbau des laststufenschalters in den Transformator. I Der laststufenschalter passt genau in den vorhandenen platz über dem aktivteil des Transformators I aufgrund der Vakuumtechnologie braucht der laststufenschalter kein eigenes Ölgefäß I Weil die schaltung in speziellen Vakuumzellen stattfindet, ist eine Ölkontamination durch schaltlichtbögen ausgeschlossen 6 1.730 mm 6 82 m m 1.288 GRIDCON® Transformer 630 kVA Beispiel Typische Spezifikation 630-kVA-Transformator Breite 1.288 mm 1.500 mm Höhe 1.730 mm 1.750 mm Tiefe 826 mm 850 mm mm 7 griDcOn ® TransFOrMer Mehr leisTung, Mehr WerT. Die ideale lösung für Verteilungsnetzbetreiber. Wartungsfrei und langlebig I lebensdauer analog zu der eines ungeregelten Ortsnetztrans- formators I Der laststufenschalter setzt keine lebensdauer begrenzende elektronik ein I Wartungsfrei über die lebensdauer dank Vakuumtechnologie Maximal betriebssicher I aufgrund des reaktorschaltprinzips sind kritische Betriebs- zustände ausgeschlossen I eine kommunikationsschnittstelle ermöglicht bei Bedarf die interaktion mit der leitwarte I im griDcOn® Transformer steckt unsere gesamte erfahrung. seit 1929 bauen wir laststufenschalter, zuletzt in überlegener Vakuumschalttechnik. Bereits mehr als 35.000 Vakuumschalter und über 10.000 reaktorschalter der Maschinenfabrik reinhausen sind weltweit in Betrieb niedrige lebenszykluskosten I 700.000 zuverlässige schaltungen machen Wartung überflüssig I Der laststufenschalter arbeitet zuverlässig über die gesamte lebensdauer des Transformators I Bei Bedarf können Motor und regler einfach ausgetauscht werden Fit für künftige anforderungen I Maximal 9 Betriebsstellungen und stufenabstände bis 3 prozent ermöglichen einen regelbereich von maximal 24 prozent. Der laststufenschalter ist auch unsymmetrisch für situationen mit vorwiegend lasten oder vorwiegend einspeisern konfigurierbar I Das erlaubte spannungsband von ± 10 prozent gemäß Din en 50160 kann vollständig ausgenutzt werden 8 REGELALGORITHMUS. Der integrierte Spannungsregler erlaubt einen vollständig autarken Betrieb, in dem der GRIDCON® Transformer die Spannung im Netz eigenständig den aktuellen Gegebenheiten anpasst. Dazu wird die an der Niederspannungssammelschiene anliegende Spannung aller 3 Phasen erfasst und entsprechend der Regelparameter reagiert. Eine Huntingschwelle unterbindet dabei das Aufschaukeln der Schaltungen aufgrund von Phasenunsymmetrien. Die für den Regelalgorithmus festlegbaren Parameter sind die Sollspannung (USoll), die Stufenspannung (UStep), die Totzeit (t1) sowie die Schwelle für Schnellrückschaltungen (S0). U S0 USoll + UStep USoll USoll - UStep t1 t1 t1 t1 Wird die Sollspannung (USoll) für die Dauer von t1 um mindestens die Stufenspannung (UStep) unterschritten, wird die Spannung durch eine Schaltung wieder in den Regelbereich gebracht. t Wird die Sollspannung (USoll) für die Dauer von t1 um mindestens die Stufenspannung (UStep) überschritten, wird die Spannung durch eine Schaltung wieder in den Regelbereich gebracht. Wird die Schnellrückschaltschwelle (SO) überschritten, werden sofort Rückschaltungen eingeleitet, bis die Spannung wieder unter S0 liegt. t1 t1 Neben dem parametrierbaren Standardregelalgorithmus können bei Bedarf auch individuelle alternative Algorithmen implementiert werden. Zusätzlich ist über Standardprotokolle die kommunikative Einbindung in übergreifende Regelsysteme möglich. 9 GRIDCON ® Transformer Technische Daten – transformator. Ausführungsbeispiele – andere auf Anfrage 250 kVA 400 kVA Wickelmaterial OS / US 630 kVA Kupfer / Kupfer oder Aluminium / Aluminium Kesselart Hermetik-Wellwandkessel Kühlungsart ONAN Max. Umgebungstemperatur 40° C Max. Aufstellungshöhe 1.000 m über NN Frequenz 50 Hz Schaltgruppe Dyn5 Kurzschlussspannung 4 % 4 % Leerlaufverluste P0 (Transformator) 6 % Verlustklasse Bk oder Ck wählbar Abhängig von der Auslegung des Laststufenschalters zwischen 0 % und 5 % der Gesamtverluste des Transformators Zusatzverluste Potentialausgleichsdrosseln Oberspannung Frei wählbar, maximal 24 kV Spannungsreihe Stufen 5, 7 oder 9 unter Last schaltbare Stufen Anordnung frei wählbar, z.B. +6/-2, +5/-3, +4/-4 Stufenspannung Frei wählbar, maximal 600 V, gängig 1,5 %, 2 % oder 2,5 % Isolationspegel LI 125 AC 50 12 – 24 kV / 250 A Stecker-Durchführung DIN 50180 oder Keramik-Durchführungen DIN 50386 Unterspannung Frei wählbar Isolationspegel LI – AC 3 US-Durchführungen 1 kV / 250 – 5000 A DIN EN 50386 US-Anschlussfahne Flanschanschlussstücke DIN 43675 oder Anschlussklemmen IEC 61238 Schutzeinrichtung Keine, optional DGPT2 Thermometertasche Thermometertasche nach DIN 42554 auf US-Seite Fahrrollen Längs- und Querfahrt DIN EN 50216-4, Material: Stahl Lackierung RAL 7033, Gesamt-Lackschichtdicke >=140 µm Länge x Breite x Höhe (in mm) Gesamtgewicht (in kg) 10 4 % oder 6 % Verlustklasse A0, B0 oder C0 wählbar Kurzschlussverluste Pk (Transformator) OS-Durchführungen 800 kVA 1.080 x 760 x 1.650 1.260 x 850 x 1.650 1.410 x 850 x 1.750 (uk=4 %) / 1.500 x 870 x 1.750 (uk=6 %) 1.910 2.380 2.950 (uk=4 %) 3.150 (uk=6 %) 1.550 x 990 x 1.800 3.500 massbild transformator. 250 kVA 10/20 kV 400 kVA 10/20 kV 630 kVA 10/20 kV 630 kVA 10/20 kV 800 kVA 10/20 kV uk 4 % 4 % 4 % 6 % 6 % Pos. Maße (in mm) Maße (in mm) Maße (in mm) Maße (in mm) Maße (in mm) A 1.080 1.260 1.410 1.500 1.550 B 760 850 850 870 990 C 1.650 1.650 1.750 1.750 1.800 D 520 670 670 670 670 E 520 670 670 670 670 F 150 150 150 150 150 G 265 265 265 265 265 H 40 40 40 40 40 K Durchmesser 125 Durchmesser 125 Durchmesser 125 Durchmesser 125 Durchmesser 125 1 3 2 4 C A B H J D A C F F E B F 11 C B H J D A C F 2N F 2U 1U F 2V 2W 1V 1W D G 1 G 2 12 Technische Daten – Spannungsregler und STeuerschrank. Spannungsregler und Steuerschrank Spannung 3 AC 400 V Strom 1A Frequenz 50 Hz Prüfspannung gegen Erde 2 kV / 1 Minute Betriebstemperatur -25° C ... +60° C Laufzeit je Stufenschaltung 0,9 s Kürzester Abstand zwischen Stufenschaltungen 3s Schnittstellen Ethernet, RS232 Protokolle IEC 60870-5-101, IEC 60870-5-104, IEC 61850 Gehäuse (B x H x T) 380 x 380 x 180 mm Gewicht 15 kg 13 Maschinenfabrik Reinhausen GmbH Falkensteinstraße 8 93059 regensburg, germany phone: +49 941 4090 0 Fax: +49 941 4090 7001 e-Mail: [email protected] MR WORLDWIDE ausTralia reinhausen australia pty. ltd. 17/20–22 st albans road kingsgrove, nsW, 2208 phone: +61 2 9502 2202 Fax: +61 2 9502 2224 e-Mail: [email protected] MalaYsia reinhausen asia-pacific sdn. Bhd. level 11 chulan Tower, no. 3 Jalan conlay 50450 kuala lumpur phone: +60 3 2142 6481 Fax: +60 3 2142 6422 e-Mail: [email protected] BraZil Mr do Brasil indústria Mecánica ltda. av. elias Yazbek, 465, cep: 06803-000 embu - são paulo phone: +55 11 4785 2150 Fax: +55 11 4785 2185 e-Mail: [email protected] p.r.c. (china) Mr china ltd. (MrT) www.reinhausen.com please note: The data in our publications may differ from the data of the devices delivered. We reserve F0300700 – 08/12 – pu – ©Maschinenfabrik reinhausen gmbh 2012 中国上海 浦东新区 浦东南路360号 新上海国际大厦4楼e座, pc: 200120 电话: +86 21 6163 4588 传真: +86 21 6163 4582 邮箱: [email protected] the right to make changes without notice. in 3148382/00 De – griDcOn® Transformer – 开德贸易(上海)有限公司 canaDa reinhausen canada inc. 1010 sherbrooke West, suite 1800 Montréal, Québec h3a 2r7 Tél: +1 514 286 1075 Fax: +1 514 286 0520 e-Mail: [email protected] inDia easun-Mr Tap changers (p) ltd. 612, cTh road, Tiruninravur chennai 602 024 phone: +91 44 26300883 Fax: +91 44 26390881 e-Mail: [email protected] iran iran Transfo after sales services co. Zanjan, industrial Township no. 1 (aliabad) corner of Morad str., postal code 4533144551 e-Mail: [email protected] iTalY reinhausen italia s.r.l. Via alserio, 16, 20159 Milano phone: +39 02 694 3471 Fax: +39 02 694 347 66 e-Mail: [email protected] Japan Mr Japan corporation german industry park, 1-18-2 hakusan Midori-ku, Yokohama 226-0006 phone: +81 45 929 5728 Fax: +81 45 929 5741 luXeMBOurg reinhausen luxembourg s.a. 72, rue de prés, l-7333 steinsel phone: +352 27 33 471 Fax: +352 27 33 4799 e-Mail: [email protected] [email protected] 公司主页: www.mr-china.cn russian FeDeraTiOn OOO Mr naberezhnaya akademika Tupoleva 15, Bld. 2 (“Tupolev plaza“), 105005 Moscow phone/Fax: +7 495 980 89 67 e-Mail: [email protected] sOuTh aFrica reinhausen south africa (pty.) ltd. no. 15, Third street, Booysens reserve Johannesburg phone: +27 11 835 2077 Fax: +27 11 835 3806 e-Mail: [email protected] sOuTh kOrea reinhausen korea ltd. Baek sang Bldg. room no. 1500 197-28, kwanhun-Dong, chongro-ku, seoul 110-718 phone: +82 2 767 4909 Fax: +82 2 736 0049 e-Mail: [email protected] usa reinhausen Manufacturing inc. 2549 north 9th avenue, humboldt, Tn 38343 phone: +1 731 784 7681 Fax: +1 731 784 7682 e-Mail: [email protected] uniTeD araB eMiraTes reinhausen Middle east FZe Dubai airport Freezone, Building phase 6 3rd floor, Office no. 6eB, 341 Dubai phone: +971 4 2368 451 Fax: +971 4 2368 225 e-Mail: [email protected] The pOWer BehinD pOWer.
