Schutzgeräteprüfung So sicher ist München am Netz

Autor / Redakteur: Bernd Schairer* / Dipl. -Ing. Ines Stotz

Überall werden Netze erneuert, erweitert und immer exakter überwacht. Damit Service, Wartung und Ausbau der Netze einfacher und sicherer werden, hat Phoenix Contact sein Test- und Prüfsystem Fame auf den Markt gebracht. Die Stadtwerke München, einer der größten kommunalen Versorger in Deutschland, modernisieren damit ihr Netz und erhöhen dessen Verfügbarkeit.

Firmen zum Thema

München bei Nacht: die attraktive Metropole im Süden der Republik zieht immer mehr Menschen an.
München bei Nacht: die attraktive Metropole im Süden der Republik zieht immer mehr Menschen an.
(Bild: Phoenix Contact)

Die Stadtwerke München – kurz SWM - zählen zu den größten europäischen Stadtwerken und zu den bedeutendsten Energieversorgern Deutschlands. Seit mehr als 100 Jahren versorgen sie ihre Kunden in und um die bayrische Landeshauptstadt zuverlässig unter anderem mit Strom und Wärme. Bei ihrer Rund-um-die-Uhr-Versorgung können sich die Münchnerinnen und Münchner auf ein hohes Maß an Sicherheit und Komfort verlassen.

Bildergalerie

Flexible Anpassung durch Eigenerzeugung

Dazu trägt auch der hohe Anteil selbsterzeugter Energie bei - in einem ausgewogenen Verhältnis aus Wasser-, Wind- und Solarkraft sowie Geothermie und Kraft-Wärme-Kopplung. Mit rund 50 Anlagen in München und Umgebung setzen die SWM heute auf einen hohen Anteil an eigener Energieerzeugung in einem intelligenten Mix aus Erneuerbaren Energien und umweltschonender Kraft-Wärme-Kopplung.

Unterstützt wird die Versorgungssicherheit durch flexibel regelbare Kleinkraftwerke, die sowohl zur Grundlastversorgung als auch zum Abfangen von Spitzen geeignet sind. So wird etwa bei einem unerwartet hereinbrechenden Unwetter mit plötzlicher Dunkelheit und stark fallenden Temperaturen 50 MW Strom zusätzlich benötigt – fünfmal so viel wie etwa der Leistungsbedarf beim Münchener Oktoberfest.

Hohe Verfügbarkeit durch eigenes Stromnetz

Die Sicherheit der Energieversorgung hängt aber nicht nur von der Energieerzeugung ab – einen maßgeblichen Anteil daran hat auch die Energieverteilung. Hier verfügt die Netztochter der Stadtwerke München, die SWM Infrastruktur GmbH, über ein eigenes Stromnetz, das die über 1,4 Mio. Einwohner der Landeshauptstadt sowie acht weitere Gemeinden versorgt. „Die Stromleitungen in unserem Netz haben über alle Spannungsebenen eine Länge von über 12.000 km“, erläutert Maximilian Gruner, Teamleiter Sekundärtechnik Strom bei der SWM Services GmbH. „Die damit versorgte Fläche im Netzgebiet beläuft sich auf circa 400 km2.“

Eine wichtige Funktion für die hohe Verfügbarkeit des SWM-Netzes ist der Betrieb eigener Umspannwerke: neun Werke für Höchst- zu Hochspannung, 328 für Hoch- zu Mittelspannung sowie 5.184 für Mittel- zu Niederspannung gehören dazu. Voraussetzung für den sicheren und zuverlässigen Betrieb der Stromnetze ist eine schnelle Störungserkennung – und dementsprechend eine Umschaltung der Netzleitungen. Hierzu müssen Messgrößen permanent überwacht werden, was die sogenannten digitalen Netzschutz-Relais über-nehmen. Sie beziehen ihre Messgrößen von Strom- und Spannungswandlern aus den Umspann- und Verteilstationen. Fehler - etwa ein Kurzschluss auf der Leitung durch einen umgefallenen Baum - werden zuverlässig erkannt. „Das Netzschutz-Relais löst dann den Leistungsschalter aus, der die betreffende Leitung freischaltet“, erklärt Gruner. „Weil die Versorgungssicherheit maßgeblich von der Funktion der Netzschutz-Relais abhängt, führen wir regelmäßige Schutzprüfungen durch.“

Bis vor etwa zwei Jahren haben die SWM zu diesem Zweck Prüfstecker und Prüfbuchsen eingebaut. Bei Schutzprüfungen werden durch Schalthandlungen auf der Klemmenleiste dann zusätzlich sukzessive Melde- und Auslösekontakte geöffnet und dabei entschärft. Ein redundanter Schutz der Leitung im Mittelspannungsbereich besteht dann nur für ausgewählte Leitungen. Ein Fehler bei der Schutzprüfung kann bei nicht redundanten Schutzsystemen weitreichende Folgen haben – etwa die Gefährdung der Versorgungssicherheit oder die Zerstörung von einzelnen Teilen der Anlage.

Einfach stecken und prüfen mit Fame

Um all diese Aufgaben einfacher, übersichtlicher und vor allem sicherer durchführen zu können, hat Phoenix Contact das Steckprüfsystem Fame entwickelt. Vorteilhaft dabei ist auch die schnelle Kontaktierung, mit der bis zu 50 Prozent Zeit bei der Vorbereitung der Prüfungen eingespart wird. „Mittels Fame können wir eine komplexe Prüfschaltung für ein Schutzgerät in einem einzigen Steckvorgang mit dem Prüfgerät verbinden“, so Gruner, „alle notwendigen Schaltvorgänge können wir sicher und automatisch umsetzen.“ Die Reihenfolge der Kontaktbrücken, Trennungen und Kontaktierungen sind durch den Stecker vorgegeben - und daher immer richtig. Die Varianz an möglichen Beschaltungen ist hoch – es können zahlreiche serielle Schaltfolgen der Wandlertrennklemmen in einer einzigen, parallel gesteuerten Steckhandlung umgesetzt werden.

Wer so arbeitet kann viele Fehler vermeiden – etwa offene Verbindungen oder das Setzen der Kurzschlussbrücke für die Stromwandler. Der Schutztechniker kann sich auf die Beschaltung des Prüfsteckers konzentrieren. „So erhöhen wir die Sicherheit durch den Einsatz von fertig konfektionierten Prüfsteckern weiter“.

Auch das Wartungspersonal kann jetzt viel einfacher prüfen. Um ein Fehlstecken bei gleichpoligen Prüfsteckern zu verringern, sind Prüfsteckleiste und Prüfstecker durch Kunststoffprofile kodierbar. Außerdem können unterschiedliche Funktionsgruppen auf einer standardisierten Prüfsteckleiste verdrahtet werden. Gruner: „So führten wir anfangs zum Beispiel das Haupt- und Reserve-Schutzrelais über eine Prüfsteckleiste mit zwei getrennten Prüfsteckern, wodurch wir viel Platz sparen.“

Weiteres Zubehör wie Bypass-Stecker und farbig gekennzeichnete einpolige Stecker gehören ebenfalls zum Fame-Programm. Mit dem einpoligen Stecker können Einzelmessungen oder die Trennung der Auslösespule des Hochspannungsschalters vom Schutzgerät schnell und effizient durchgeführt werden.

Außerdem ist Fame sowohl in der Steckzone wie auch im Anschlussbereich fingerberührsicher ausgeführt. Sternpunkte im Stromwandlersatz können wahlweise auch über Steckbrücken direkt in der Prüfsteckleiste umgesetzt werden. Eine weitere Reihenklemmenleiste mit Wandlertrennklemmen entfällt.

Fazit

Mit dem Prüfstecksystem Fame erreichen die Stadtwerke München eine hohe Flexibilität bei erhöhter Sicherheit und gesteigertem Bedienkomfort. „Die Vorteile des Systems liegen in der eindeutigen Kontaktüberlappung bzw. projektgenauen Prüfsteckerfertigung - das kann auch ein Drehschalter nicht bieten“, so Gruner. „Die gute mechanische Führung beim Einstecken sowie gegen das Schrägziehen des Steckers sind weitere Vorteile für uns.“ Zur freien Belegung der Kontakte stehen drei „Steckzeiten“ zur Auswahl: Zum Beispiel der lange Kontakt für das Aus-Signal und für Hilfssignale, der mittlere Kontakt für Spannungswandler, und der kurze Kontakt für Stromwandler. Ein nicht belegter Kontakt dient als Blindkontakt.

* Bernd Schairer, Industriemanagement Energie, Phoenix Contact Deutschland GmbH

(ID:43845442)