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.