Hinweise zu Mittelspannungs-Wandlerzählungen
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Hinweise zu Mittelspannungs-Wandlerzählungen
Mittelspannungs-Wandlerzählungen im Netzgebiet der Energienetze Mittelrhein GmbH & Co. KG Ergänzende Hinweise Stand: 01.01.2015 Energienetze Mittelrhein GmbH & Co. KG Schützenstraße 80-82 56068 Koblenz www.energienetze-mittelrhein.de Inhaltsverzeichnis Abschnitt 1 2 3 4 5 5.1 5.2 6 7 8 8.1 9 9.1 9.2 9.2.1 9.2.2 10 11 11.1 11.2 11.3 12 13 2 Inhalt Mittelspannungszählungen – Allgemeine Informationen Sekundärleitungen Einrichtung zur Datenfernübertragung Zählerwechselschrank Zählerwechseltafel Verdrahtung der Wechseltafel Steckeranschluss Befestigung des Messfeldschrankes Verlegung der Messleitungen Verdrahtung Anschlussklemme Verdrahtungsfarben Mögliche Anordnung der Wandler in der Messzelle Rohrverbindung zwischen den sekundären Anschlusszonen Richtmasse für Mittelspannungswandler 20 kV Stromwandler 20 kV Spannungswandler Verrechnungswandler in metallgekapselten gasisolierten Mittelspannungsanlagen Verdrahtungsschema von Mittelspannungs-Wandlerzählungen 1 Kern Strom- und Spannungswandler 2 Kern Strom- und Spannungswandler 2 Kern Strom- und 3 Kern Spannungswandler da-dn (e-n)-Wicklung Info: Nennüberstromfaktor Seite 1. Mittelspannungszählungen – Allgemeine Informationen Mittelspannungszählungen werden in der Regel ab eine Trafoleistung größer 630 kVA bzw. wenn mehrere Transformatoren oder 20 kV-Unterstationen vorhanden sind eingebaut. Sie bestehen aus Strom und Spannungswandlern, Sekundärleitungen, Zählerschrank mit Zähler sowie einem Modem zur Zählerfernabfrage. Der Aufbau der Zähleinrichtungen erfordert eine frühzeitige Abstimmung mit der Energienetze Mitetlrhein. Die Zähleinrichtung wird vom Messstellenbetreiber bereitgestellt. Im Netzgebiet der Energienetze Mittelrhein werden die Messungen als Vierleiter-Zählungen aufgebaut, die Einbauweise legt die Energienetze Mittelrhein fest. Der Einbau der Messwandler, die Beistellung und Montage des Messfeldschrankes sowie die Verlegung der Sekundärleitungen und Verdrahtung an Wandler und Zählerschrank erfolgt durch den Errichter der Anlage. Die Spannungswandler sind vom Verteilnetz aus gesehen vor den Stromwandlern anzuschließen (Bezugskundenanlagen). Die Wandler müssen übersichtlich angeordnet und die Anschlüsse im ausgeschalteten Zustand gut zugänglich sein. In Schaltanlagen, die als gasisolierte Anlagen errichtet werden, wird die Messzelle zur Aufnahme der Messwandler luftisoliert ausgeführt. Sollte dies nicht möglich sein kann der Anschlussnehmer/ Anschlussnutzer auf seine Kosten sogenannte Kombiwandler einsetzen. 2. Sekundärleitungen Als Leitungen sind zu verwenden: Kunststoffaderleitungen (H07V-U ) in Isolierrohr Mantelleitungen (NYM) Kunststoffkabel (NYY-J) oder (NYC(W)Y) geschirmte Leitungen (z.B. H05VVC4). Die Leitungslängen und Querschnitte der Messwandler-Sekundärleitungen sind mit der Energienetze Mittelrhein abzustimmen. Als Richtwerte können folgende Angaben verwendet werden: Einfache Länge der Messwandler Sekundärleiter (m) bis 10 3 2 Leiterquerschnitte (Cu) (mm ) Stromwandler Stromwandler Spannungswandler 1A 5A 100 V / √3 2,5 4 2,5 In Sonderfällen sind die Leiterquerschnitte zu errechnen. Der Spannungsfall vom Spannungs- abgriff Wandler bis zum Zähler darf 0,1 % nicht überschreiten. Der sekundäre Spannungsabgriff ist abzusichern. Die Sicherungen müssen gefahrlos zugänglich und unter Plombenverschluss sein. Die Leitungen vom Spannungswandler bis zur Sicherung müssen in kurzschlussfester Ader-Leitung ausgeführt werden und dürfen max. 3 m lang sein. Die StromwandlerSekundärleitungen sind ungeschnitten von den Wandlerklemmen bis zum Messfeldschrank zu führen. Die einzelnen Kabel/Leiter müssen nach Angabe der Energienetze Mittelrhein verlegt und gekennzeichnet werden. Die Sekundärleitungen von Strom- und Spannungswandlern werden jeweils in getrennter Umhüllung geführt. An die Sekundärwicklung der Strom- und Spannungswandler dürfen keine Betriebsgeräte angeschlossen werden. 3. Einrichtungen zur Datenfernübertragung Zur Übertragung des Lastgangs wird in der Regel eine Mobilfunklösung (GSM/GPRS/UMTS) eingesetzt. Bei schlechten Empfangsverhältnissen kann es erforderlich werden, die GSM-Antenne auch außerhalb des Messschrankes oder außerhalb des Gebäudes zu installieren. Der Kunde stellt erforderliche Kabelverlegewege und Montageorte zur Verfügung. Die Antenne einschließlich der Verlegung des Kabels bis zur Messeinrichtung ist bauseits zu montieren. Zur Bereitstellung des Materials ist eine Abstimmung mit der Energienetze Mittelrhein erforderlich. Sollte eine Funklösung nicht möglich sein, so ist der Kunde nach Rücksprache mit der Energienetze Mittelrhein verpflichtet, in unmittelbarer Nähe zur Abrechnungsmesseinrichtung dauerhaft einen durchwahlfähigen, analogen und betriebsbereiten Telekommunikations-Endgeräteanschluss für die Datenübertragung der Messwerte bereitzustellen. Zudem sollte eine zukunftsfähige Datenleitung vom APL zur Messeinrichtung in der Ausführung Cat. 7 verlegt werden. Bei Bedarf stellt der Kunde eine Spannungsversorgung (230 V Wechselspannung) zur Verfügung. 4. Zählerwechselschrank Der Zähler und ein Fernabfragemodem (zusammen auf einer Wechseltafel montiert) werden in einem von der Energienetze Mittelrhein zugelassenen Messfeldschrank eingesetzt. Beispiele: 4 Äußere Abmessungen Allseitig geschlossener Schrank aus Kunststoff, mindestens 3 mm stark. Die Lichte einbautiefe beträgt mindestens 200 mm. Größe 1: B x H x T 400 mm x 700 mm x 230 mm Größe 2: B x H x T 750 mm x 700 mm x 230 mm Schrankfarbe: grau Aufhängung des Schrankes Zur Aufhängung des Schrankes sind 4 Bohrungen von mind. 12 mm Durchmesser in einem Abstand von Größe 1: 345 mm x 600 mm Größe 2: 695 mm x 600 mm symmetrisch in der Rückwand angeordnet. Schranktür Herausnehmbare, staubdichte Tür mit Rechtsanschlag, plombierbarer Vierkantverschluss (7 mm) mit zusätzlichem Schlitz für Schraubendreher. Das Sichtfenster besteht aus 5mm starkem Glas und ist mindestens Größe 1: 170 mm x 220 mm Größe 2: 520 mm x 220 mm groß und nicht herausnehmbar. Das Fenster überdeckt etwa die Vorderseite der eingebauten Geräte. Einbauplatz für Telekommunikation-Komponenten An der rechten Seitenwand (Blick in den Schrank) ist ein Platz mit mindestens 80 mm x 80 mm zur Befestigung einer Telekommunikations- Anschlussdose vorhanden. 5. Zählerwechseltafel Die Zählerwechseltafeln bestehen aus Kunststoff mit einer Tiefe von 15 mm. Außenmaße: Breite 300 mm, Höhe 520 mm Die Aufhängung der Zählerwechseltafel erfolgt in einer Profilleiste an der Rückwand im Zählerschrank. Die Zählerwechseltafel ist seitlich fixiert, damit ein sicheres Einsetzen der Steckverbindung gewährleistet ist. Auf der oberen Vorderseite der Zählerwechseltafel ist ein Tragegriff angebracht. 5 5.1 Zählerverdrahtung Für die Stromleitungen werden 4 mm² und für die Spannungsleitungen 1,5 mm² schwarz isolierte Kupferleitungen HO7V-K verwendet. Im Spannungspfad sind Sicherungen eingelötet. Die Verdrahtung vom Zähler zu den anderen Geräten wie Schaltuhr, Rundsteuerempfänger, Modemgerät etc. erfolgt mit Kupferleitung H07V-K. Sicherung 5.2 Steckeranschluss Der Steckeranschluss besteht aus zwei gegensinnig angeordneten, übereinander liegenden Reihenklemmenleisten, die durch 4 mm Messingbolzen miteinander verbunden sind. Die Gesamtlänge der Messingbolzen beträgt 45 mm, die freie Länge 25 mm. Die obere Klemmenleiste ist in zwei Vertikalschlitzen ca. 40 mm in der Höhe verstellbar und wird mit zwei Rändelschrauben festgesetzt. Steckklemme Anschlussklemme 6. Befestigung des Schrankes In begehbaren Stationen ist zwischen Unterkannte Messfeldschrank und Fußboden ein Abstand von 1,20 m einzuhalten. Vor dem Messfeldschrank muss eine Bedienungs- und Arbeitsfläche mit einer Tiefe von mindestens 1,20 m freigehalten werden (Analog zur TAB 2007). 6 Der Anbringungsort muss erschütterungsfrei, vor Schmutz, Witterungs- und Temperatureinflüssen und gegen mechanische Beschädigungen geschützt sowie ausreichend beleuchtet sein. Er ist im Einvernehmen mit der KVN festzulegen und in die Planungsunterlagen einzutragen. Die Umgebungstemperatur am Anbringungsort des Messfeldschrankes soll nicht unter + 10 °C absinken und nicht über + 40 °C ansteigen. Material 4 Stück 4 Stück 4 Stück 4 Stück Dübel z.B Upat U10 Sechskant Holzschraube z.B.6 x 60 mm Kunststoff Unterlegscheibe 6,4 mm Kunststoff-Abdeckkapen Freiräume neben dem Messfeldschrank 30 cm 30 cm Sechskant - Holzschraube mit Unterlegscheibe Dübel 120 cm von fertiger Bodenoberfläche Freiraum vor dem Messfeldschrank 1,2 m 7 7. Verlegung der Messleitungen zum Messfeldschrank (Kabelkanal, Rohr) 120 cm fertige Bodenoberfläche Kabeleinführungen am Messfeldschrank sind seitlich versetzt. Kabelkanal max.160 x 60 mm mind. 60 x 60 mm Kabelschacht bzw. Zwischenboden Telekommunikationsverbindung 8. Anschluss der Sekundärleitungen an der Anschlussklemme im Messfeldschrank Strom Strom und Spannung Die grüngelbe Ader der Kabel ist einseitig auf Erde zu legen. 8 Einführung in den Messfeldschrank 8.1 Verdrahtungsfarben Spannung Strom Erdkabel NYY-J 5 x 2,5 mm2 sw re Kupferleiter 0,6/1 kV Schutzleiter PE grau 1 grün gelb Neutralleiter blau 2 2 blau 1 Phase L3 grau Erdkabel NYY-J 7 x 4 mm2 sw,re Kupferleiter 0,6/1 kV Schutzleiter PE 3 34 4 braun 5 6 Phase L1 braun 5 6 Phase L2 schwarz Ader Nr. 1 = sekundär k L1 Nr. 2 = l L1 Nr. 3 = k L2 Nr. 4 = l L2 Nr. 5 = k L3 Nr. 6 = l L3 9. Mögliche Anordnung der Wandler in der Messzelle L1 L2 L3 L L L Grenze der Gefahrenzone über 10 bis 20 kV = 220 mm ( Mindestabstände in Luft) K K k l k k l Verbindungs Kunststoffrohre in Kabeleinführungen Pg 16 mit Innengewinde eingeschraubt/ gesteckt Erdung K l Erdungspunkte an den Grundplatten Der Primäranschluss des Spannungswandlers darf nicht als Stützer für die 20 kV-Sammelschiene genutzt werden. Der Anschluss erfolgt über eine flexibele Aderleitung. 20000/√3 100/√3 Xu x Xu x Xux 20 kV-Sammelschienen Erdung 20000/√3 100/√3 Stromkabel zum Zählerwechselschrank 20000/√3 100/√3 NSGA Föu > 50 mm² 9 U zur Spannuns pfadabsicherung U U 9.1 Rohrverbindung zwischen den sekundären Anschlusszonen der Mittelspannungswandler Primäranschlüsse L Stromwandler K Kabeleinführung mit PG 16 Innengewinde Kunststoff Panzer Rohr z.B. FPKuM PG 13,5 Aussendurchmesser 20,4 mm Anschlusszone der Sekundärleitungen Primäranschluss Spannungswandler 21,2 mm Anschlusszone der Sekundärleitungen 9.2 Richtmasse für Mittelspannungswandler 280 9.2.1 20 kV-Stromwandler 40 178 120 32 150 32 10 280 355 10 9.2.2 20 kV Spannungswandler 280 Seckskanntschraube M10 x 20 PG 16 PG 16 Erdungsschraube M8 40 20 178 354 Sekundärklemmen 310 150 14 275 280 10. Verrechnungswandler in metallgekapselten gasisolierten Mittelspannungsanlagen Nachfolgende Bedingungen sind einzuhalten: Wird eine SF6-Anlage auf Wunsch des Kunden installiert, übernimmt der Kunde die Kosten für die Anlage einschließlich der eingebauten Wandler. Die Wandler bleiben Eigentum des Kunden. Die Energienetze Mittelrhein übernimmt keine Störungsreserve. Gemäß PTB Bekanntmachung Nr. 3729 vom 21.12.1998 gelten für Strom- und Spannungswandler, die in gekapselten Anlagen eingebaut werden und statt eines Sekundäranschlusskastens freie Anschlussleitungen aufweisen, für die Zulassung bzw. die Eichung und für den Einbau in gekapselten Anlagen folgende Bedingungen: 11 Die Anschlussleitungen müssen unverwechselbar und dauerhaft gekennzeichnet sein. Die Länge der Anschlussleitung ist auf einem am Messwandler befestigten Schild anzugeben. Falls die Anschlussleitungen bei der Montage gekürzt werden müssen, darf diese Kürzung nicht mehr als 10 % der Länge der Anschlussleitung betragen. Die Kennzeichnung der Leitung muss dabei erhalten bleiben. Die von außen zugänglichen Anschlüsse müssen mit einem sichtbaren Schild eindeutig gekennzeichnet sein. Der Hersteller des Wandlers stellt ein zusätzliches Leistungsschild zur Verfügung, das von der Prüfstelle bei der Eichung mit dem Eichzeichen zu kennzeichnen ist. Der Schaltanlagenhersteller bestätigt, dass die Anlagen auf dem zweiten, von außen angebrachten Leistungsschild dem eingebauten Wandler entsprechen. Vom Betreiber der Schaltanlage ist ein entsprechender Nachweis in die Anlagendokumentation aufzunehmen und über die Dauer der Verwendung des Wandlers aufzubewahren. Die eingesetzten Wandler sind für die volle rechnerische Kurzschlussleistung auszulegen. 11. Verdrahtungsschema von Mittelspannungs-Wandlerzählungen 11.1 1 Kern Strom- und Spannungs-Wandler mit separat montiertem Zählerwechseltafelschrank Strom- und Spannungswandler werden in einer luftisolierten 20 kV-Messzelle eingebaut Zählerwechseltafel Spannung Strom KL1 LL1 KL2 LL2 LL3 LL3 L1 L2 L3 N Steckklemme Anschlussklemme sw = schwarz sw1 sw2 sw3 sw4 sw5 sw6 braun sw gr blau grge grge Messfeldschrank L1 L2 k L1 K k L2 l K L3 grge PE l N L1 L K L2 L L3 Mittelspannungs - Stromwandler Spannungsabgriff Kurzschlussfeste Kunden- Seite Leitung NSGAFöu =>50 mm2 - Bezugsseite Rechtsdrehfeld L1 - L2 - L3 L2 - L3 - L1 L3 - L1 - L2 12 k l L L3 VNB Seite sw6 U X sw5 U X sw4 U X sw3 u x sw2 u x sw1 x u PAS Stromkabel NYY - J 7 x 4 mm2 grau sw braun blau NEOZED D02 6A grge Spannungskabel NYY - J 5 x 2,5 mm2 - Einspeisung Erzeugungsanlage 11.2 2 Kern Strom- und Spannungs-Wandler mit separat montiertem Zählerwechseltafelschrank Strom- und Spannungswandler werden in einer luftisolierten 20 kV-Messzelle eingebaut Zählerwechseltafel Strom Spannung KL1 LL1 KL2 LL2 LL3 LL3 L1 L2 L3 N Steckklemme Anschlussklemme sw = schwarz grge sw1 sw2 sw3 sw4 sw5 sw6 braun sw gr blau grge Messfeldschrank Stromwandler Sekundäranschlüsse dürfen nicht offen betrieben werden Spannungskabel NYY - J 5 x 2,5 mm2 blau gr sw braun grge Stromkabel NYY - J 7 x 4 mm2 NEOZED D02 6A u1 x1 u2 x2 PAS U L1 X U k X A l k K k l k l l Mittelspannungs - Stromwandler Spannungsabgriff Kurzschlussfeste Leitung NSGAFöu =>50 mm2 Rechtsdrehfeld L1 - L2 - L3 L2 - L3 - L1 L3 - L1 - L2 13 k l k l L K L3 VNB Seite A L K L2 A sw6 U x2 sw5 X x1 u2 sw4 u1 sw3 x2 sw2 x1 u2 sw1 L1 u1 L Kunden-Seite - Bezugsseite - Einspeisung Erzeugungsanlage 11.3 2 Kern Strom- und 3 Kern Spannungs-Wandler mit separat montiertem Zählerwechseltafelschrank Strom- und Spannungswandler werden in einer luftisolierten 20 kV Messzellen eingebaut Zählerwechseltafel Spannung Strom KL1 LL1 KL2 LL2 LL3 LL3 L1 L2 L3 N Steckklemme Anschlussklemme sw = schwarz grge Stromwandler Sekundäranschlüsse dürfen nicht offen betrieben werden gr blau U e-n u1 X U x1 e-n PAS U k X A l k K L1 k l l A k l Mittelspannungs - Stromwandler Spannungsabgriff Kurzschlussfeste Leitung NSGAFöu =>50 mm2 Rechtsdrehfeld L1 - L2 - L3 L2 - L3 - L1 L3 - L1 - L2 k l L K L3 VNB Seite k l A L K L2 sw5 X x1 sw6 u1 sw2 e-n sw1 L1 x1 sw3 grge Stromkabel NYY - J 7 x 4 mm2 sw4 NEOZED D02 6A u1 Messfeldschrank Spannungskabel NYY - J 5 x 2,5 mm2 sw braun sw1 sw2 sw3 sw4 sw5 sw6 braun sw gr blau grge L Kunden-Seite - Bezugsseite - Einspeisung Erzeugungsanlage 12. da-dn (e-n)-Wicklungsbeschaltung Die Nennspannung einer da-dn (e-n)-Wicklung beträgt 100/3 V. Die da-dn (e-n)-Wicklungen der drei Spannungswandler eines Drehstromsatzes können in Reihe geschaltet und damit im „offenen Dreieck“ betrieben werden. In Folge der Reihenschaltung der da-dn (e-n)-Wicklungen der 3 Spannungswandler eines Drehstromsatzes und der angeschlossenen Dämpfungseinrichtung ergibt sich ein Sekundärkreis, der nur an einer Stelle geerdet werden darf. Eine weitere Erdung im Sekundärkreis der da-dn (e-n)-Wicklung stellt einen Kurzschluss dar und Zerstört den Spannungswandler. 14 13. Info: Der Nennüberstromfaktor von Stromwandlern Der Nennüberstromfaktor gibt an, beim wie vielfachen Nennstrom ein Stromwandlerkern in Sättigung geht. Messkerne Bezeichnung: Der Nennüberstromfaktor wird durch den Buchstaben M und einen Faktor ausgedrückt M 5 (oder M 10) Nennüberstromfaktor Meßkern Bedeutung: Beim 5 bzw. 10 fachen Nennstrom IN muss der Gesamtfehler mindestens 15 % sein (zum Schutz der angeschlossenen Messgeräte d.h. Wandler gehen in Sättigung). Schutzkerne Bezeichnung: Der Nennüberstromfaktor wird durch einen Zusatz zur Klassen-bezeichnung ausgedrückt Klasse 10 P XX z.B. 10 = Nenn - Überstrom P = Protection ( Schutz) Nenn - Gesamtfehler max. 10 % bei IN mal Nenn-Überstromfaktor, z.B. 10 IN Für diese Klasse gilt: Stromfehler: max. 3% I Fehlwinkel: max. 120 von 0,5 bis 1,2 IN Bedeutung: Bei z. B. IN darf der Gesamtfehler nicht mehr als 10% betragen Klasse 5 P XX z.B. 10 = Nenn - Überstrom P = Protection ( Schutz) Nenn - Gesamtfehler max. 5 % bei IN mal Nenn-Überstromfaktor, z.B. 10 IN Für diese Klasse gilt: Stromfehler: max. 1% ° Fehlwinkel: max. 60 von 0,5 bis 1,2 IN Bedeutung: 15 Bei z. B. IN darf der Gesamtfehler nicht mehr als 5% betragen Gesamtfehler: Eines Stromwandlers ist das prozentuale Verhältnis des über die Periodendauer gebildeten Effektivwertes der Differenz aus den mit der Nennübersetzung multiplizierten Augenblickswerten des Sekundärstromes und den Augenblickswerten des Primärstromes, zum Effektivwert des Primärstromes. Primär Nenn-Fehlergrenzstrom: Ist ein Strom bei dem bei Nennbürde die für den Wandler für Schutzzwecke festgelegten Gesamtfehler noch nicht überschritten sind und bei dem für Wandler für Messzwecke der Gesamtfehler größer als 15% ist. Nennüberstromfaktor: Ist eine festgelegte Zahl, mit der der primäre Nennstrom multipliziert werden, muss um den primären Nenn-Fehlergrenzstrom zu erhalten.