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VDE FNN -Studie

Netze bei höheren Spannungen sicher betreiben

26. August 2020, 15:37 Uhr | Hagen Lang

Volatile erneuerbare Energien sorgen in den Stromnetzen für Spannungsspitzen und verringern deren Stabilität und/ oder Lebensdauer. Die Studie „Spannungsfestigkeit“ des VDE FNN zeigt, wie die bestehenden Verteil- und Übertragungsnetze temporär höhere Spannungen als maximal zulässig bewältigen.

Die Stromnetze sind für eine bestimmte Maximalspannung ausgelegt, mit der sie dauerhaft betrieben werden können und dabei ihre geplante Lebensdauer erreichen. Der VDE FNN zeigt in seiner Studie „Spannungsfestigkeit“, unter welchen Bedingungen Betriebsmittel in Verteil- und Übertragungsnetzen temporär höhere Spannungen bewältigen können, die über die bisher in den einschlägigen Normen festgelegten Überspannungshöhen und -zeitdauern sowie deren Häufigkeiten hinausgehen.

Das zentrale Ergebnis der Studie ist, dass Netzbetriebsmittel wie Freileitungen, Schaltanlagen und Transformatoren kurzzeitig mit einer Spannung oberhalb der Bemessungsspannung von 123 Kilovolt (kV), 245 kV und 420 kV sicher und ohne Funktionseinschränkungen betrieben werden können. Allerdings müssen Dauer und Häufigkeit begrenzt werden. Bei einzelnen Betriebsmitteln sind laut Studie besondere Effekte zu beachten. So können etwa bei Transformatoren und Drosselspulen höhere Geräusche auftreten, bei Spannungswandlern etwa stationäre Kippschwingungen.

„Deshalb empfehlen wir jedem Netzbetreiber, die eigenen Betriebsmittel auf Reserven und Funktionsfähigkeit bei erhöhter Betriebsspannung zu prüfen“, betont Heike Kerber, Geschäftsführerin VDE FNN. Wird beispielsweise ein Betriebsmittel mit einer Spannung oberhalb von 420 kV dauerhaft betrieben, kann sich dessen Lebensdauer um beispielsweise 50 Prozent verkürzen. „In unserer Studie zeigen wir, wie stark die Reserven in verschiedenen Betriebsmitteln ausgenutzt werden können. Damit bieten wir Netzbetreibern eine praxisgerechte Orientierung für den Betrieb und die Planung ihrer Betriebsmittel. Vor allem tragen die Studienergebnisse zu einer weitergehenden Ausnutzung der bestehenden Netze bei.“

Gegenwärtig sind nicht alle Anforderungen der europäischen Network Codes, den harmonisierten Netzzugangsbedingungen für den grenzüberschreitenden Stromaustausch, in den deutschen Normen der Betriebsmittel abgebildet. Die aktuellen Network Codes definieren etwa eine zeitlich begrenzte zulässige Spannung, die höher ist als die in Deutschland für die gängigen Betriebsmittel zugrunde gelegte Bemessungsspannung. Heike Kerber sagt: „Mit den Erkenntnissen aus der Studie schließen wir eine Lücke zwischen den Anforderungen der europäischen Network Codes und den Normen für Netz-Betriebsmittel. Wir setzen uns dafür ein, dass die Studienergebnisse auch bei der Weiterentwicklung der europäischen Network Codes herangezogen werden und in die Normung einfließen.“ Die VDE FNN Studie „Spannungsfestigkeit“ ist im VDE Shop erhältlich.