Rundsteuertechnik

Die Rundsteuertechnik (engl. ripple control) dient zur Fernsteuerung von Stromverbrauchern durch Energieversorgungsunternehmen (EVU), etwa zur Umschaltung auf Niedertarifstrom. Als Übertragungsweg für die Steuerbefehle wird das vorhandene Stromversorgungsnetz verwendet. Informationstechnisch kann die Rundsteuerung als eine einfache Form der PLC (Power Line Communication, s. Trägerfrequenzanlage) gesehen werden, über die unidirektional Daten mit sehr niedriger Datenrate als Broadcast versendet werden.

Prinzip

Einspeisewandler auf Mittelspannungsebene

Die Übertragung der Steuerbefehle erfolgt durch Impulsfolgen im Frequenzbereich von 110 Hz bis etwa 2000 Hz, die der Netzspannung mit einer Amplitude von ca. 1 bis 4 % der jeweiligen Nennspannung überlagert werden (zulässig sind frequenzabhängig bis zu 9 %). Die EVU-eigene Rundsteuerfrequenz wird zur Übertragung nach einem bestimmten Code (Impulsraster) ein- und ausgeschaltet, wodurch ein Impulstelegramm entsteht. Je nach eingesetztem Code sind diese Impulsraster unterschiedlich aufgebaut und liegen mit ihren kürzesten Laufzeiten bei 6,6 s (Decabit von Zellweger) und ihren längsten Laufzeiten im Minutenbereich.

Prinzipiell sind alle zentralen Punkte im Netz des EVU von der Niederspannungs- bis zur Hochspannungsebene zur Einspeisung des Impulstelegramms geeignet. Realisiert wird eine solche Einspeisung mit einer Sendeanlage, die aus einem Sender und einer Ankopplungseinrichtung besteht. Die Leistung eines Rundsteuersenders für Mittelspannungsankopplung liegt bei 80 bis 200 kVA, für Hochspannungsankopplung bei bis zu 2.400 kVA.

Normen und VDE-Empfehlungen geben vor, nach welchen Kriterien eine Rundsteuer-Sendeanlage zu dimensionieren bzw. zu betreiben ist und wie hoch die zu überlagernde Amplitude der Rundsteuerfrequenz maximal sein darf. Zum Beispiel werden in der Norm „EN 50 160“ die Grenzwerte und Toleranzen für die Spannungsqualität in öffentlichen Elektrizitätsversorgungsnetzen definiert. Welche Rundsteuerfrequenz bei einem deutschen EVU zum Einsatz kommt, wird vom VDEW-Frequenzberater vorgeschlagen. Alternativ dazu besteht auch die Funkrundsteuertechnik.

Folgende Systeme werden eingesetzt:^[1]

• Ricontic
• Landis & Gyr
• Semagyr
• SemagyrTOP
• RWE
• Sauter
• Pulsadis
• TELENERG
• Versacom
• ZPA
• ZAG 60
• ZAG 180
• Decabit

Empfänger

Drehstromzähler mit Rundsteuerempfänger

Dem fernzusteuernden Verbraucher ist ein spezieller Empfänger (Rundsteuerempfänger) vorgeschaltet, der die Impulstelegramme wieder aus dem Netz ausfiltert und daraus die gewünschte Steuerinformation ableitet. Der Rundsteuerempfänger kann auch in einem Zähler integriert oder in „Huckepack“-Bauweise auf dem Klemmendeckel eines Zählers montiert sein. Moderne elektronische Rundsteuerempfänger sind heutzutage in der Lage, bei Ausbleiben eines Impulstelegramms (z. B. bei Störungen im Stromnetz) zu lernen und nach einer fest hinterlegten Zeit die gewünschten Steuerinformationen abzuleiten und somit selbstständig vor Ort den oder die Verbraucher zu schalten.

Anwendung

Anwendung findet die netzgebundene Rundsteuertechnik vor allem in der Laststeuerung und in der Lastregelung.

Laststeuerung

Geöffneter Rundsteuerempfänger (von Drehstromzähler getrennte Ausführung)

Die klassische Anwendung in der Laststeuerung ist die Umschaltung von speziellen Mehrtarif-Stromzählern in den so genannten Niedertarifstrom und gleichzeitiger Zuschaltung leistungsstarker Verbraucher beim Kunden, vornehmlich Warmwasserspeicher und Nachtspeicherheizungen. Zweck ist, überschüssige Kapazitäten der in der Leistung nur langsam regelbaren Kraftwerke in den so genannten Schwachlastphasen auszunutzen.

Auch Industrietarife und öffentliche Beleuchtungsanlagen (teilweise getrennt nach „Nacht-“ und „Halbnachtschaltung“) werden zum Teil darüber geschaltet. Der ursprüngliche Sinn dieser Nachtstromtarifumschaltung bekommt durch die Liberalisierung im Strommarkt eine neue Bedeutung.

Weiterhin können störungsbedingte Änderungen in der Stromerzeugung und -verteilung mit der Rundsteuertechnik durch Eingriffe auf der Verbraucherseite – innerhalb gewisser Grenzen – aufgefangen werden. So kann z. B. ein selektiver Lastabwurf von weniger wichtiger Netzlast bei Leistungsmangel das Abschalten lebenswichtiger Verbraucher verhindern.

Spezielle mit einem Schütz gekoppelte Rundsteuerempfänger gestatten es, zu Inkassozwecken bei ausbleibenden Zahlungen die betreffende Kundenanlage ferngesteuert vom Netz zu trennen.

Vor der Einführung von drahtlosen Meldegeräten (Funkmeldeempfänger, Mobilfunk usw.) wurden vereinzelt tragbare Rundsteuerempfänger zur Alarmierung bei Bereitschaftsdiensten und Feuerwehren eingesetzt. Diese Geräte gaben nach Aussendung eines speziellen Rundsteuertelegramms optisch und akustisch Alarm. Der zu alarmierende hatte sich dazu stets im Netzbereich des Versorgungsunternehmens an einem Standort aufzuhalten, an dem Netzspannung zur Verfügung steht.

Lastregelung

In einem Verteilnetz müssen die Erzeugung und der Verbrauch elektrischer Energie jederzeit übereinstimmen. Auch dürfen die Übertragungseinrichtungen nie überlastet sein. Üblicherweise bestimmt der Verbraucher, wann und wie viel Energie er dem Verteilnetz entnimmt. Das bedeutet, dass die Erzeugung in den Kraftwerken laufend angepasst werden muss. Mit Hilfe der Rundsteuerung besteht aber die Möglichkeit, den Verbrauch zu beeinflussen, indem Lasten ein- bzw. ausgeschaltet werden. Als Lasten eignen sich Warmwasser- und Wärmepumpen, weil diese für eine begrenzte Zeit ohne Energiezufuhr auskommen.

Zu diesem Zweck wird in der Rundsteueranlage eine Regelung eingesetzt, die laufend die verbrauchte Energie mit einem Sollwert vergleicht und, wenn notwendig, Lasten ein- oder ausschaltet. Die Regelung muss dabei berücksichtigen, dass alle Lasten gleichmäßig von Ausschaltungen betroffen sind.

Die Erzeugungs- und Verteilanlagen müssen für die maximal mögliche Leistung (Spitzenlast) gebaut werden. Mit der Lastregelung wird erreicht, dass Lastspitzen vermieden werden. Damit können die Erzeugungs- und Verteilanlagen länger benutzt werden, da die Spitzenlast erst später erreicht wird als ohne Regelung. Somit können Investitionen aufgeschoben und damit Kapitalkosten eingespart werden.

Analysemöglichkeiten

Die Signale von Tonfrequenz-Rundsteueranlagen (TRA) können im Stromnetz mit Hilfe entsprechender Messgeräte empfangen und analysiert werden. Einige wenige Firmen – hauptsächlich Hersteller, die auch Rundsteueranlagen anbieten – liefern Geräte und Systeme hierzu (siehe Weblink).

Rundsteuersignale DX

Die Analyse von Rundsteuersignalen ist auch mit Hilfe der PC-Soundkarte möglich. Hierzu muss auf dem PC ein FFT-Analyseprogramm aufgespielt und der Soundkarteneingang über einen Kondensator von einigen Nanofarad an die Sekundärwindung eines Sicherheitstransformators, dessen Ausgangsspannung nicht über 3 Volt betragen sollte, angeschlossen werden. Auf diese Weise können auch Rundsteuersignale weit entfernter EVUs empfangen werden.

Einzelnachweise

1. ↑ Rundsteuersysteme

Literatur

• Ernst-Robert Paessler: Rundsteuertechnik. Publicis Corporate Publishing, 1994, ISBN 3-89578-004-9.
• Adolf J. Schwab: Elektroenergiesysteme: Erzeugung, Transport, Übertragung und Verteilung Elektrischer Energie. 1 Auflage. Springer, Berlin 9. August 2006, ISBN 978-3-5402-9664-5.
• A. Dennhardt: Grundzüge der Tonfrequenz-Rundsteuertechnik und ihre Anwendung. Verlags- und Wirtschaftsgesellschaft der Elektrizitätswerke mbH (VWEW), 1971, ISBN 978-3-8022-3001-1.

Weblinks

• Rundsteuertechnik
• Rundsteuerung System Decabit erklärt (englisch)
• Phasenanschnittsteuerung mit Rundsteuersignalunterdrückung (siehe Kapitel „Störung durch Rundsteuersignal“)
• Anleitung zum Empfang von Rundsteuersignalen mit dem PC