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Mittelspannungsregler (MV-Regler)

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Mittelspannungsregler

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Ein Mittelspannungsregler (MS-Regler) ist ein elektrisches Gerät, das dazu dient, das Spannungsniveau von Mittelspannungs-Verteilungsnetzen durch Erhöhen oder Verringern der Leitungsspannung automatisch aufrechtzuerhalten und zu stabilisieren. Er verbessert die Stromqualität, gleicht Spannungsabfälle entlang der Zuleitungen aus und gewährleistet, dass elektrische Geräte eine stabile Versorgungsspannung erhalten.

Er wird üblicherweise in Mittelspannungs-Verteilungsnetzen (typischerweise 2,4 kV–35 kV) installiert, insbesondere an langen ländlichen Zuleitungen, in industriellen Stromversorgungssystemen und in Verteilungsleitungen von Energieversorgungsunternehmen.

1. Hauptfunktionen
·Spannungsregelung
·Erhöht die Spannung bei Unterspannung.
·Senkt die Spannung bei Überspannung.
·Hält die Spannung innerhalb akzeptabler Grenzen.

Typischer Regelbereich:
·±5 %
·±10 %
·±16 Stufen (gängige Ausführung in der Energieversorgung)

2. Hauptkomponenten

1) Regeltransformator
·Häufig wird ein Autotransformator verwendet.
·Ermöglicht eine einstellbare Spannung über Stufenschalterpositionen.

2) Stufenschalter
Zwei gängige Typen:
Laststufenschalter (OLTC)
·Wechselt die Stufen unter Spannung.
·Wird zur kontinuierlichen Spannungskorrektur eingesetzt.
Spannungsfreier Stufenschalter
·Erfordert eine Abschaltung vor der Einstellung.
·Wird für feste saisonale Einstellungen verwendet.

3) Steuereinheit
Überwacht:
·Netzspannung
·Laststrom
·Leistungsfaktor
·Zeitverzögerungseinstellungen
Steuert:
·Stufenschaltung
·Spannungskorrektur
·Fernkommunikation

4) Bypass- und Schutzkomponenten
Umfasst:
·Überspannungsableiter
·Leistungsschalter
·Trennschalter
·Stromwandler (CTs)
·Steuerrelais

3. Typische Nennwerte
·Spannungsklasse: 2,4 kV, 4,16 kV, 7,2 kV, 12,47 kV, 13,8 kV, 24,9 kV, 34,5 kV
·Phase: Einphasig oder dreiphasig
·Leistung: 1 MVA – über 30 MVA
·Regelbereich: ±5 % bis ±10 %
·Frequenz: 50 Hz / 60 Hz
·Kühlung: Ölgekühlt (am häufigsten)

4. Arten von Mittelspannungsreglern

A.) Mastmontierter Spannungsregler
Einsatzbereiche:
·Freileitungsnetze der Energieversorger
·Ländliche Zuleitungen
·Lange Mittelspannungsleitungen
Merkmale:
·Kompakt
·Installation im Freien
·In der Regel einphasige Geräte in Dreierbänken

B.) Umspannwerks-Spannungsregler
Installiert in:
·Verteilerstationen
·Industrieumspannwerken
Merkmale:
·Höhere Leistung
·Dreiphasenbetrieb
·Fortschrittliche Steuerungssysteme

C.) Stufen-Spannungsregler (SVR)
Eine gängige Bauweise für Mittelspannungsregler:
· Nutzt Autotransformator-Technologie.
· Bietet automatische Korrektur der Abzweigspannung.

D.) Halbleiter-Mittelspannungsregler
Nutzt Leistungselektronik:
· Schnellere Ansprechzeit
· Kein mechanischer Stufenschalter
· Geringerer Wartungsaufwand
Anwendungsbereiche:
· Intelligente Stromnetze
·Netze für erneuerbare Energien

5. Anwendungsbereiche
·Versorgungsnetze: Steuerung der Abzweigspannung
·Erneuerbare Energien: Spannungsmanagement bei Solar- und Windenergie
·Bergbau: Lange Mittelspannungs-Abzweige
·Öl und Gas: Stabilisierung der Motorspannung
·Produktionsanlagen: Schutz empfindlicher Geräte
·Rechenzentren: Verbesserung der Netzqualität
·Bahnsysteme: Regelung der Traktionsstromversorgung

6. Vorteile
Verbesserte Netzqualität
·Reduziert Spannungsschwankungen.
·Verhindert Unterspannungsabschaltungen.
·Verlängerte Lebensdauer der Anlagen
Schützt:
·Motoren
·Transformatoren
·Antriebe
·Steuerungssysteme
Bessere Energieeffizienz
·Eine stabile Spannung verbessert die Leistung von Motoren und Anlagen.
Netzzuverlässigkeit
·Unterstützt Energieversorger dabei, die Spannungsanforderungen ihrer Kunden einzuhalten.

In einem Mittelspannungsnetz fungiert ein Mittelspannungsregler als automatischer Spannungsstabilisator, der die Spannung in den Zuleitungen innerhalb der Grenzwerte hält, indem er die Transformatorstufenschalter kontinuierlich anpasst, um Laständerungen und Netzspannungsabfälle auszugleichen.