Das Jahrbuch Anlagentechnik 2020 ist seitens des VDE VERLAGES bearbeitet worden und erscheint noch in diesem Jahr 2020. Es freuen sich mit mir alle 32 Autoren, die mit sehr viel „Herzblut“ an ihren jeweiligen Beiträgen gearbeit hatten und nun mit Spannung auf die Veröffentlichung warten. Die einzelnen Artikel sind hervorragend gelungen. Herrn Dipl.-Ing. Michael Kreienberg hat als Lektor „Hand angelegt“ und dies sieht man auch, sehr fachmännisch bearbeitet. Die Leser können sich ebenfalls auf ein Buch mit sehr interssanten Inhalten und einer exellenten Gestaltung freuen.
Ich danke dem VDE VERLAG, insbesondere Frau Uta-Dorothe Hart, Verlagsleitung, die vor einiger Zeit entschieden hatte, die Buchreihe Anlagentechnik vom EW Verlag zu übernehmen und zukünftig fortzuführen.
Nachfolgend der Inhalt des Buchs:
Inhalt
Geleitwort zum Jahrbuch Anlagentechnik 2020 ……………………………………………. ….5
Vorwort des Herausgebers ………………………………………. …………………………………. 7
Planung
1 Einsatz von Batteriespeichern bei RLM-Kunden für die Optimierung
der Netzbelastung ………………………………………. ……………………………………………………………………………………………15
Dirk Schramm
1.1 Hauptanwendungsfelder ……………………………………. …………………………………………………………………………………15
1.2 Weitere Anwendungsfelder …………………………………. …………………………………………………………………………………15
1.3 Nutzung des Batteriespeichers zum Peak-Shaving ………………. …………………………………………………………………….17
1.4 Nutzung des Batteriespeichers zum Peak-Shaving
in Verbindung mit einer PV-Anlage mit Pmax = 30 kWp ………….. ………………………………………………………………………..19
1.5 Nutzung des Batteriespeichers zum Peak-Shaving
in Verbindung mit einer PV-Anlage mit Pmax = 100 kWp …………. ………………………………………………………………………20
1.6 Fazit und Zusammenfassung………………………………… ………………………………………………………………………………..21
1.7 Literatur …………………………………………………. …………………………………………………………………………………………22
2 Spannungshaltung in Niederspannungsnetzen ……………….. ………………………………………………………………………….23
Wolfram H. Wellßow · Marco Weisenstein
2.1 Hintergrund………………………………………………. ………………………………………………………………………………………..23
2.2 Spannungshaltende Maßnahmen …………………………….. …………………………………………………………………………….24
2.3 Leitfaden für spannungsstabilisierende Applikationen …………… …………………………………………………………………..26
2.4 Struktur des Leitfadens …………………………………….. ………………………………………………………………………………….26
2.5 Regelstrategien……………………………………………. ………………………………………………………………………………………27
2.6 Smart Grid – Koordination von Maßnahmen …………………… ………………………………………………………………………..29
2.7 Fazit ……………………………………………………. …………………………………………………………………………………………….29
2.8 Literatur …………………………………………………. ………………………………………………………………………………………….30
Bau
3 Intelligente Ortsnetzstation……………………………….. ……………………………………………………………………………………..31
Matthias Pfeffer · Axel Hahn
3.1 Ausgangslage …………………………………………….. ………………………………………………………………………………………..31
3.1.1 Funktionen der intelligenten Ortsnetzstationen………………………………………………………………. ……………………….32
3.2 Lösungen von intelligenten Ortsnetzstationen …………………………………………………………………… ………………………34
3.3 Primärkomponenten……………………………………….. ……………………………………………………………………………………..41
3.4 Anforderungen an die Sekundärkomponenten………………….. …………………………………………………………………………43
3.5 Komponenten zur Spannungsregelung………………………………………………………………………………………………………..46
3.6 Messdatenverarbeitung …………………………………….. ……………………………………………………………………………………49
3.7 Musterstationen……………………………………………………………………………………………………………… ……………………..53
3.8 Praxisbeispiel …………………………………………….. …………………………………………………………………………………………57
3.9 Ausblick ……………………………………………………………………………………………………………………….. ………………………59
4 Blitz- und Überspannungsschutz für intelligente Ortsnetzstationen. …………………………………………………………………….61
Tobias Kerschensteiner
4.1 Ausgangssituation…………………………………………. ………………………………………………………………………………………….61
4.2 Risikoabschätzung ………………………………………… ………………………………………………………………………………………….63
4.3 Normung ………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………….65
4.4 Schutzmaßnahmen/Blitzschutzzonenkonzept…………………… …………………………………………………………………………….66
4.5 Maßnahmen zum äußeren Blitzschutz ………………………………………………………………………………….. ………………………68
4.5.1 Erdungsanlage ……………………………………………………………………………………………………………….. ……………………..69
4.6 Maßnahmen zum inneren Blitzschutz…………………………. ………………………………………………………………………………..70
4.6.1 Schutz der Leitungen am Übergang von Blitzschutzzone LPZ 0A auf
LPZ 1 und höher ………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………..70
4.6.2 Schutz der Energietechnik …………………………………………………………………………………………………… …………………..72
4.6.3 Schutz der IKT ……………………………………………. ………………………………………………………………………………………….75
4.7 Literatur …………………………………………………………………………………………………………………………….. …………………..78
5 Herausforderungen, Untersuchungen und Lösungen polymerer
Kabelsysteme für die Hochspannungs-Gleichstromübertragung .… …………………………………………………………………………..79
Dominik Häring · Sebastian Ebert · Johannes Kaumanns ·
Gero Schröder
5.1 Einleitung ……………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………79
5.2 Technische Herausforderungen polymerer HGÜ-Kabelsysteme ………………………………………………………… ………………..81
5.3 Elektrische Feldverteilung in HGÜ-Kabelsystemen ……………………………………………………………………….. …………………81
5.4 Raumladungsansammlungen in polymeren Isoliersystemen …………………………………………………………… …………………84
5.5 Lösungsansätze und Untersuchungen von HGÜ-Kabelsystemen ………………………………………………………. …………………84
5.6 Projektierung und Umsetzung von HGÜ-Kabelsystemen …………. ………………………………………………………………………..87
5.7 Zusammenfassung ………………………………………… ……………………………………………………………………………………………90
5.8 Literatur …………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………….91
6 Elektronische Formulare und die vollständig digitale elektronische
Bauakte……………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….93
Ulrich Crombach · Jochen Crombach
6.1 Digitalisierung – was und wie machen?……………………….. ………………………………………………………………………………….93
6.2 Der bisherige Urlaubsantrag als Beispiel ………………………. ………………………………………………………………………………….94
6.3 Die Workform…………………………………………….. …………………………………………………………………………………………………96
6.4 Einfacher Workflow in einem technischen Beispielprozess ……….. ………………………………………………………………………….98
6.5 Utopie? Nein, Realität. Im Einsatz! …………………………… ………………………………………………………………………………………99
6.6 Versionskontrolle…………………………………………. ……………………………………………………………………………………………….100
6.7 Die digitale Bauakte ………………………………………. ……………………………………………………………………………………………..102
6.8 Auswertung, Terminüberwachung …………………………… ……………………………………………………………………………………….104
6.9 Zusammenfassung ……………………………………….. ……………………………………………………………………………………………….104
6.10 Literatur ………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………..105
7 Neue Nachweisverfahren: Netzanschluss als Kerneigenschaft
der Energieanlage sehen ………………………………… ……………………………………………………………………………………………………107
Dieter Rosenwirth · Martin E. Schmieg
7.1 EU-Vorgaben umsetzen am Beispiel der VDE-Anwendungsregeln……………………………………………………………. ……………….107
7.2 Unterschätzte Komplexität und Zusatzkosten………………………………………………………………………………………. ………………..107
7.3 Neue Regeln für den Netzanschluss……………………………………………………………………………………………………. ……………….108
7.4 Rechtlicher Hintergrund: freier Stromhandel ………………….. …………………………………………………………………………………….108
7.5 Erweiterter Geltungsbereich………………………………… …………………………………………………………………………………………….109
7.6 Änderungen bezogen auf Spannungsebenen ………………….. ……………………………………………………………………………………110
7.7 Anlagen vermessen, Konformität nachweisen …………………. ……………………………………………………………………………………110
7.8 Einzelnachweis mit „digitalem Zwilling“ ……………………… ………………………………………………………………………………………112
7.9 Wirtschaftliche Simulationen und Konformität………………… …………………………………………………………………………………….113
7.10 Fazit: Frühzeitig externe Experten einbinden………………….. ……………………………………………………………………………………114
8 Sicherheit und EMV von Maschinen und Anlagen –
welche Normen gelten? …………………………………. ………………………………………………………………………………………………………117
Hartmut Lohrey
8.1 Auswahl der zutreffenden Normen ………………………….. …………………………………………………………………………………………..118
8.2 Fallunterscheidung beachten……………………………………………………………………………………………………………….. ……………..118
8.3 Eigene Norm für Leergehäuse ………………………………. ………………………………………………………………………………………………119
8.4 Verringerter Prüfaufwand………………………………….. …………………………………………………………………………………………………120
9 Gewappnet für die Energiewende –
Sekundärtechnik für Netzstabilität und Netzschutz …………… ……………………………………………………………………………………………127
Solutions Team, Ormazabal GmbH
9.1 Fehler automatisch erkennen und eingrenzen …………………………………………………………………………………………. ………………..128
9.2 Neue Generation der Schutzgeräte…………………………… ………………………………………………………………………………………………128
9.3 Überwachen und Steuern in einer Einheit…………………….. ……………………………………………………………………………………………129
9.4 Messen, sichern, kommunizieren ……………………………………………………………………………………………………………. ……………….131
9.5 Schnelle Umschalthandlungen für einen reibungslosen Netzbetrieb. . ……………………………………………………………………………..132
10 Erweitertes Schaltanlagenprogramm – die cgm.800:
eine Alternative zu kostenintensiven Primärschaltanlagen…….. ………………………………………………………………………………………….133
Thomas Höfkens
10.1 Bewährte Technik, neue Funktionen …………………………. ……………………………………………………………………………………………134
10.2 Gesamtlösung für diverse Anwendungsgebiete …………………………………………………………………………………………. ……………..134
11 Neuentwicklung und Erprobung einer SF6-freien
Leistungsschalteranlage bis 36 kV ………………………… ………………………………………………………………………………………………………..137
Bastian Wölke · Manjunath Ramesh
11.1 Überblick ……………………………………………….. …………………………………………………………………………………………………………..137
11.2 Aktuelle Entwicklung im Bereich der alternativen Isoliergase ……. …………………………………………………………………………………137
11.3 Einsatz von synthetischer Luft ……………………………… ………………………………………………………………………………………………..138
11.4 Herausforderungen im Design………………………………. ……………………………………………………………………………………………….139
11.5 Neuentwicklung………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………1.41
11.6 Smarte Lösungen für die Zustandsbewertung und Instandhaltung …………………………………………………………………………………142
11.7 Pilotbetrieb bei der Westnetz GmbH …………………………. …………………………………………………………………………………………….144
11.8 Literatur ………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………..145
Betrieb
12 Simulation der Auswirkungen privater Ladeinfrastruktur
auf Niederspannungsnetze ………………………………………………………………………………………………………………………………….. ……….147
David Echternacht · Rainer Schermuly
12.1 Hintergrund und Motivation …………………………………………………………………………………………………………………………. ………..147
12.2 Methodik ……………………………………………….. …………………………………………………………………………………………………………..148
12.3 Stochastischer Ladeprofilgenerator ………………………….. ……………………………………………………………………………………………..149
12.4 Exemplarische Ergebnisse…………………………………………………………………………………………………………………………….. ………..151
12.5 Zusammenfassung und Ausblick ……………………………. ………………………………………………………………………………………………..154
12.6 Literatur ………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………155
13 Fernerkundung in der Planung und Instandhaltung von
Freileitungen ………………………………………….. ……………………………………………………………………………………………………………..157
Nico Schultze · Thorsten Werner
13.1 Koronaentladungen und UV-Kameras ……………………….. ………………………………………………………………………………………….159
13.2 Thermografie und IR-Kameras ……………………………… ……………………………………………………………………………………………..161
13.3 Laser-Scanner (LIDAR)…………………………………….. ………………………………………………………………………………………………….162
13.4 Photogrammetrie und RGB-(IR-)Kameras ……………………………………………………………………………………………………………. ….163
13.5 Trägersysteme der Sensoren………………………………… ………………………………………………………………………………………………164
13.6 Zusammenfassung ……………………………………….. ……………………………………………………………………………………………………165
13.7 Literatur ………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………165
14 Schaltsprache – eindeutige Kommunikation beim Durchführen
von Schalthandlungen ………………………………….. …………………………………………………………………………………………………………….167
Ulrich Strasse
Instandhaltung
15 Risikoorientiertes Controlling im Rahmen des Asset-Managements…………………………………………………………………………………..177
Frank Maaser
15.1 Risikoanalyse und -bewertung ……………………………… ………………………………………………………………………………………………..178
15.2 Risikobasierte Standardstrategien der Instandhaltung …………… ……………………………………………………………………………………183
15.3 Maßnahmenbewertung und Projektauswahl…………………… ………………………………………………………………………………………….186
15.4 Risikobasierte Ersatzteilstrategie…………………………….. ………………………………………………………………………………………………187
15.5 Literatur ………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………188
16 Predictive Maintenance für MS-Netze ……………………… …………………………………………………………………………………………………..189
Xiaohu Tao · Mark Olschewski
Strategien, Verfahren und neue Techniken
17 Breitband-Powerline für die letzte Meile …………………… ………………………………………………………………………………………………….193
Michael Koch
17.1 Altes Prinzip, neue Technik ………………………………… ……………………………………………………………………………………………………..193
17.2 Der digitale Netzausbau …………………………………………………………………………………………………………………………………………… 194
17.3 Planung eines PLC-Netzes …………………………………. ………………………………………………………………………………………………………195
17.4 Leitungslängen…………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………….195
17.5 Energieaufteilungsverluste …………………………………. ……………………………………………………………………………………………………..196
17.6 Störquellen ……………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………..196
17.7 Aufbau eines PLC-Netzes ………………………………….. ……………………………………………………………………………………………………….197
17.8 Plug-and-Play-Powerline ………………………………………………………………………………………………………………………………………….. .198
17.9 Sichere Übertragungstechnik……………………………….. ……………………………………………………………………………………………………..199
17.10 Investitionssicherheit durch internationalen Standard ………………………………………………………………………………………………….. .199
17.11 Bewährte Technik für die Zukunft …………………………… ………………………………………………………………………………………………….199
18 Redispatch 2.0 – planwertbasiertes Engpassmanagement
im Verteilnetz als großer Schritt in Richtung DSO 2.0 ………… ……………………………………………………………………………………………………201
Henning Schuster
18.1 Hintergrund und Zielsetzung NABEG 2.0 …………………….. …………………………………………………………………………………………………201
18.2 Die konkreten gesetzlichen Regelungen im Überblick …………… ………………………………………………………………………………………….202
18.3 Neue Anforderungen für alle Netzbetreiber …………………… ………………………………………………………………………………………………..203
18.4 Fallbeispiel Umsetzungsprojekt E.ON ERV…………………….. ………………………………………………………………………………………………….205
18.5 Zunehmende Kooperationen zwischen Netzbetreibern notwendig…. ……………………………………………………………………………………..205
18.6 Ausblick – Integration von Lastflexibilität ist ein notwendiger
nächster Schritt ………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………………………205
18.7 Fazit …………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………..206
19 AGS-Erdkabelsysteme – mehr Planungssicherheit durch
marktreife Technik zur Förderung der Konsensfähigkeit,
Umweltverträglichkeit und Wirtschaftlichkeit zukunftsfähiger
Stromnetze.…………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………….207
Rolf Hamann · Werner Spiegel
19.1 Einleitung und Bewertung der Ausgangslage, Stand 2018……….. ………………………………………………………………………………………….208
19.2 Das TÜV-zertifizierte AGS-Kabelverlegeverfahren ……………… ………………………………………………………………………………………………209
19.3 Die Option der aktiv gekühlten Stromübertragung und der
berechtigte Anspruch der Netzbetreiber ………………………. …………………………………………………………………………………………………………210
19.4 Fazit und Ausblick ……………………………………….. ……………………………………………………………………………………………………………..219
19.5 Literatur ………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………….220
Historische Daten
20 Kalender Jubiläen………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………223
Walter Schossig
Liste der Autoren
21 Autorenkurzbeschreibungen ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… 243
22 Kontaktdaten der Autoren……………………………….. …………………………………………………………………………………………………………………251
© rolf rüdiger cichowski