Sternpunktbehandlung im 20-kV-Netz von CKW

Inhalt:
CKW stellt die Sternpunktbehandlung um. Das 20-kV-Netz wird in Zukunft gelöscht betrieben. Transiente Fehler sollen mit Hilfe von Erdschlusslöschspulen gelöscht werden. Permanente Erdfehler werden jedoch wie bisher und anlog zu Kurzschlüssen abgeschaltet. Der vorliegende Beitrag befasst sich mit dem Weg und den Begründungen, die zu dieser Art des Betriebs eines gelöschten Mittelspannungsnetzes führen. Im isolierten 20-kV-Netz von CKW steigen die Kabellängen kontinuierlich. Der Erdschlussstrom wird immer höher. Als Folge daraus sind Massnahmen notwendig, um die Berührungsspannungen in einem zulässigen Bereich zu halten. Gleichzeitig soll Spielraum für das Schutzkonzept im Zusammenhang mit einem neuen Netzkonzept geschaffen werden. In vier Phasen wurde ein Grundlagendokument zum Thema erarbeitet und eine Beurteilung von möglichen Lösungsvarianten vorgenommen. Dazu das Projektteam erst verschiedene Methoden der Sternpunktbehandlung theoretisch aufgearbeitet. Es waren dies: ? Isolierter Sternpunkt mit schnellerer Auslösezeit durch den Erdschlussschutz ? Teilkompensiertes Netz (mit Abschaltung der Erdschlüsse) ? Kompensiertes Netz (mit Abschaltung der Erdschlüsse) ? Kompensiertes Netz (ohne Abschaltung der Erdschlüsse) ? Niederohmige Sternpunkterdung (mit Abschaltung der Erdschlüsse) Anschliessend wurden Kosten (CAPEX und OPEX) und Nutzen (Betrieb, Technik, Versorgungsqualität) jeder Variante spezifisch für CKW zusammengestellt und bewertet. Aufgrund der gewählten Kriterien entschied das Team, das Netz von CKW in Zukunft kompensiert zu betreiben, jedoch permanente Erdfehler weiterhin abzuschalten. Damit wird die bisherige Praxis der Erdschlussabschaltung weiterhin aufrechterhalten und die Personensicherheit auch bei nicht idealen Erdungsbedingungen gewährleistet. Für die Umsetzung wurde ein Projekt mit verschiedenen Arbeitspaketen gestartet. Ein Arbeitspaket umfasste die Definition von Sofortmassnahmen, um wieder bei allen TS die Erdungsspannungen resp. Berührungsspannungen gemäss der Starkstromverordnung (SR 734.2) einzuhalten. Weiter wurde ein bereits mit Löschspulen und Stromeinspeisung ausgestattetes Teilnetz für den Probebetrieb vorbereitet. Provozierte Lichtbögen gestatteten es die Regler- und Schutzeinstellungen zu testen. Die Versuche zeigten die schnelle Löschung von Lichtbögen und keine Schutzauslösungen durch den Erdschlussrichtungsschutz. Anhand der Erkenntnisse wird der Probebetrieb mit einer Unterkompensation von 20 A und einer Abschaltzeit von 0.6 s durchgeführt. Diese Einstellungen erleichtern zudem die betriebliche Migration, bei der isolierte und teilkompensierte Netze nebeneinander bestehen, da der Erdschlussrichtungsschutz in Trafostationen so immer einen kapazitiven Fehlerstrom messen kann. Nach dem Umbau aller Teilnetze kann die Verstimmung reduziert werden. Die Schutzgeräte werden entsprechend umgestellt und werten dann den resistiven Fehlerstromanteil aus. Nach verschiedenen baulichen Abklärungen und einer Standardfestlegung für die Realisierung konnte innerhalb eines Arbeitspakets ein Pflichtenheft erarbeitet und eine Ausschreibung gestartet werden. Nach der Prüfung und Bewertung der Eingaben hat EGE den Zuschlag erhalten und unterzeichnete den Werkvertrag. Die Umstellung der Sternpunktbehandlung erfolgt nun im Zeitraum bis zum September 2016 und kostet CKW rund 8,3 Mio. Franken. Im laufenden Geschäftsjahr 2013/14 werden drei Unterstationen, im folgenden sieben Stationen und im Geschäftsjahr 2015/16 weitere acht Stationen umgerüstet und mit neuen Reglern ausgestattet.