3 Aufbau von Energieversorgungsnetzen

Abstract

In der elektrischen Energietechnik werden für die Effektivwerte der Wechselströme und Wechselspannungen die großen Buchstaben I und U verwendet. Sollen mit diesen Größen spezielle Betriebszustände gekennzeichnet werden, so ist eine Indizierung mit kleinen Buchstaben vorzusehen. Gilt es dagegen, einen Ort bzw. ein Betriebsmittel innerhalb eines Netzes zu lokalisieren oder sogar eine ganze Netzebene zu kennzeichnen, so wird für den Index ein großer Buchstabe gewählt. Im Falle einer Mehrfachindizierung ist die Reihenfolge vorgeschrieben. Zuerst kommt der Betriebszustand, danach wird der örtliche Bereich charakterisiert. Dabei gilt der Grundsatz, dass erst der umfassendere und dann der speziellere Index auftreten soll (DIN EN 60027-7 und DIN 40108). Entsprechend dieser Konvention wird für die Netznennspannung einer Netzebene der Ausdruck U nN verwendet. Der zweite Index N besagt, dass es sich um eine Netzebene handelt; der erste Buchstabe n steht für den Nennwert (nominal value). Bei dem zuge-ordneten Zahlenwert soll es sich um einen runden, allgemein anerkannten Spannungswert handeln, der in der Netzebene während des Betriebs auch auftreten kann. Er dient al-lerdings nur zur Kennzeichnung der Netzebene. So spricht man z. B. von einem 380-kV-, 110-kV-bzw. 10-kV-Netz. Für die Betriebsmittel, aus denen sich ein Netz zusammensetzt, ist ein Bemessungsbetrieb definiert. Bei diesem Betriebszustand werden die Betriebsmittel im Dauerbetrieb mit den maximal zulässigen elektrischen Werten beansprucht, die an dem Netzelement zu keiner Beeinträchtigung führen dürfen. Gekennzeichnet wird ein derartiger Netzbetrieb durch die Bemessungsleistung P r , die Bemessungsspannung U r , den Bemessungsstrom I r sowie eine Bemessungsfrequenz f r (r: rated value). Für Umspanner ist zusätzlich noch eine BemessungsübersetzungüBemessungsübersetzung¨Bemessungsübersetzungü r festzulegen. Bei Motoren wird unter der Bemessungsleistung der Wert verstanden, der mechanisch an der Welle maximal abgegeben werden darf. Darüber hinaus ist noch die zugehörige Betriebsart anzugeben. Neben dem bereits erwähnten Dauerbetrieb ist bei Motoren bei-spielsweise noch der periodische Betrieb und der Kurzzeitbetrieb zu beachten (s. DIN VDE 0530). Abgesehen von den Motoren wird für die Auslegung der Netzbetriebsmittel jedoch nur der Dauerbetrieb zugrunde gelegt. Der dafür maßgebende Bemessungsbetrieb stellt eine Grenzbeanspruchung dar und ist dementsprechend ein wichtiges Auslegungskri-terium. Daher ist es auch verständlich, dass bereits bei unterschiedlichen Betriebsmitteln einer Netzebene deren Bemessungsspannungen durchaus unterschiedliche Werte aufwei-sen können und keineswegs mit der Netznennspannung U nN übereinstimmen müssen. So kann bei einer Netznennspannung von U nN = 380 kV die Bemessungsspannung einer zugehörigen Transformatorwicklung z. B. U rT = 423 kV betragen. Früher wurden die Betriebsmittel wie die Netzebenen durch Nennwerte gekennzeichnet, für die der Index n verwendet wurde: P n , U n , I n , f n , ¨ u n. Häufig wiesen diese Größen die gleichen Zahlenwerte wie die entsprechenden Bemessungsgrößen auf. Leider ist diese Umstellung zurzeit noch nicht endgültig abgeschlossen, sodass teilweise noch Nennwer-te angegeben werden. Soweit es mit den VDE-Bestimmungen vereinbar ist, werden im Weiteren jedoch nur Bemessungswerte verwendet. Neben den bereits erwähnten Bezeichnungen ist die Größe U m noch von Bedeutung. Sie ist als die höchste zulässige Spannung für Betriebsmittel definiert und liegt um ca. 10.. . 15 %