Mittelspannungsnetz

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.

Unter Mittelspannung wird in der elektrischen Energietechnik eine Hochspannung im Bereich über 1 kV und unter 75 kV verstanden. Die obere Grenze ist nicht einheitlich festgelegt. ^[2]

Allgemeines

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

Mittelspannungsnetze den regionalen Energieversorgungsunternehmen 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.

• Elemente Mittelspannungsnetz
• 

  Erdkabel für 10 kV, auch als Höchstädter-Kabel bezeichnet, wie es in städtischen Bereichen verwendet wird.

• 

  Mittelspannungs-Freileitungsmast für 20 kV, wie er in ländlichen Regionen üblich ist.

• 

  Umspannwerk mit Leistungstransformator, Erdkabelanspeisung mit mehreren Mittelspannungsabgängen und Einspeisewandler für Rundsteuersignale.

• 

  Messwandler von 30 kV auf 100 V/50Hz

• 

  Schaltzelle in offener Bauweise für Mittelspannung mit Vakuumschalter links-oben, Stromwandler und Trenner

Länderspezifische Varianten

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.

Literatur

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

Quellen

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).