Mittelspannungsnetz

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Typischer Beton-Mittelspannungsmast mit trennbarem Abzweig und Masttransformator auf Niederspannung zur Versorgung eines einzelnen Gebäudes. Der Niederspannungs-Abgang ist das schwarze Kabel, das links des Transformators im Mast verschwindet. Zunehmend werden Masttransformatoren durch bodenstehende Trafostationen ersetzt.

Mittelspannungsnetze sind ein Teil des Stromnetzes zur Verteilung der elektrischen Energie auf Strecken im Bereich einiger Kilometer bis zu 100 km in ländlichen Bereichen. Sie werden üblicherweise mit Hochspannung von 10 kV, 20 kV oder 30 kV betrieben und sind in dicht verbauten Regionen als Erdkabel und in ländlichen Regionen als Freileitung ausgeführt.[1] Führen diese Leitungen durch Wälder, werden diese zunehmend als Erdkabel verlegt, um bei Windbruch Kurzschlüsse zu vermeiden. Ein Mittelspannungsnetz dient typischerweise der elektrischen Energieversorgung einer Region, die mehrere Ortschaften, oder in Städten einen Stadtteil, umfasst. Des Weiteren werden in der Bahnstrom-Versorgung von Vollbahnen als Fahrleitungsspannung 15 kV mit der Sonderfrequenz 16,7 Hz und 25 kV mit 50 Hz verwendet.

Unter Mittelspannung wird in der elektrischen Energietechnik eine Hochspannung im Bereich über 1 kV bis einschließlich 52 kV verstanden. Die obere Grenze ist nicht eindeutig festgelegt.[2] Der Begriff Mittelspannung ist nicht genormt bzw. in den Grenzen nicht exakt definiert.

Allgemeines[Bearbeiten]

Leistungstransformator zur Anspeisung eines Mittelspannungsnetzes. Rechts Anschluss von der 110-kV-Netzebene. Oben am Trafo Mittelspannungsabgang

Mittelspannungsnetze der regionalen Verteilnetzbetreiber werden im Regelfall in Umspannwerken aus dem übergeordneten Hochspannungsnetz wie der 110-kV-Ebene (Verteilnetzebene) gespeist und dienen der Anspeisung der regional verteilten Transformatorenstationen, welche die einzelnen Niederspannungsnetze zu den Endkunden versorgen. Mittelspannungsnetze dienen nicht dem überregionalen Stromaustausch. Größere Stromkunden, wie beispielsweise Industriebetriebe, Krankenhäuser aber auch größere Schwimmbäder und größere Rundfunktürme, haben meist eigene Mittelspannungsanschlüsse mit betriebseigener Umspannanlage.

Die für die Versorgung nötigen Leistungstransformatoren zur Anspeisung bewegen sich im Bereich von 20 MVA bis 60 MVA, konkrete Werte hängen stark von dem jeweiligen Netzbetreiber ab. Diese Leistungstransformatoren sind auch die letzte Ebene, auf der mittels Stufenschalter lastabhängige Spannungsschwankungen ausgeglichen werden können.

Mittelspannungsnetze sind in der Topologie als Strahlennetz oder als Ringnetz ausgeführt, insbesondere in städtischen Bereichen sind Ringleitungen üblich. Ringleitungen haben den Vorteil, dass ein Leitungsabschnitt, beispielsweise zufolge von Kabelunterbrechungen oder zu Wartungsarbeiten, abgeschaltet werden kann, ohne dass die Versorgung zu den untergeordneten Niederspannungsnetzen unterbrochen wird. Des Weiteren können Mittelspannungsnetze von mehreren Punkten gespeist werden, auch kleinere Kraftwerke wie Windkraftanlagen speisen in regionale Mittelspannungsnetze ein.[2][3] Die rechtlichen Rahmenbedingungen dazu sind in Deutschland in der Mittelspannungsrichtlinie festgelegt.

Zur Gewährleistung der Versorgungssicherheit werden Mittelspannungsnetze im Regelfall mit Erdschlusskompensation betrieben, bei nur geringer räumlicher Ausdehnung in Ausnahmefällen auch mit isolierten Sternpunkt - typischerweise ist dies bei Industrienetzen der Fall. Auf Mittelspannungsebene werden auch die so genannten Rundsteuersignale eingespeist, mit denen verschiedene Schalthandlungen auf Niederspannungsebene wie Tarifumschaltungen oder das Ein- und Ausschalten der Straßenbeleuchtung ausgelöst werden.

Länderspezifische Varianten[Bearbeiten]

Insbesondere in ländlichen Gebieten in Australien oder Kanada werden räumlich weit ausgedehnte Mittelspannungsnetze aus Kostengründen als einphasiges Single-Wire-Earth-Return-System (SWER) realisiert. Dabei wird auf Hochspannungsseite nur ein Leiterseil verlegt und die Erdung als betriebsmäßiger Leiter verwendet.

Naturschutz[Bearbeiten]

Am 31. Dezember 2012 ist im § 41Vorlage:§/Wartung/buzer des deutschen Bundesnaturschutzgesetzes die Regelung in Kraft getreten, dass an Freileitungen des Mittelspannungsnetzes mit hoher Gefährdung für Vögel entsprechende Schutzvorrichtungen wie Vogelschutzarmaturen anzubringen sind.[4]

Literatur[Bearbeiten]

  •  Rene Flosdorff, Günther Hilgarth: Elektrische Energieverteilung. 9. Auflage. Teubner+Vieweg, 2005, ISBN 978-3-519-36424-5.

Quellen[Bearbeiten]

  1. Mittelspannungsnetze und Betriebsspannungen bei der Salzburg Netz GmbH.
  2. a b  Rene Flosdorff, Günther Hilgarth: Elektrische Energieverteilung. 9. Auflage. Teubner+Vieweg, 2005, ISBN 978-3-519-36424-5, Kapitel 1.
  3.  Vereinigung Deutscher Elektrizitätswerke (Hrsg.): Eigenerzeugungsanlagen am Mittelspannungsnetz, Richtlinie für Anschluß und Parallelbetrieb. VDEW - e.V., 1998 (http://www.svo-netz.de/ContentFiles/Downloads/Eigenerzeugungsanlagen_MS2010.pdf).
  4. §41 Vogelschutz an Energiefreileitungen