Retrofit für das Verteilnetz zur Netzzustandsermittlung nach §14a EnWG
Trafostationen werden digital und transparent
Die Stadtwerke Trier müssen, wie viele andere Energieversorger, die Messtechnik im Verteilnetz für die Energiewende modernisieren. Die Wunschliste der Planer war kurz, aber anspruchsvoll: eine platzsparende Installation und ein einfacher Umbau im Betrieb. Und zukünftig sollten alle Lastflussdaten sowohl zentral als auch vor Ort in der Station zur Verfügung stehen. Sie fanden eine Lösung, die alle Kriterien erfüllte.
Bild: ©Martin WitzschIm Jahr 2024 belieferten die SWT Stadtwerke Trier mit ihren Tochtergesellschaften in ihrer Zielregion knapp 77.000 Kunden mit rund 557 Millionen kWh elektrischer Energie. Etwa 378 Millionen kWh davon erzeugen die Trierer selbst mit Windkraft und PV-Anlagen. Das Szenario ist typisch für viele deutsche Städte: Ein Stadtkern mit vielen Kellerstationen, einige Gewerbegebiete und ein wachsender Speckgürtel mit immer mehr PV-Anlagen, Wallboxen und Wärmepumpen.
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Bild: ©Martin WitzschDigitalisierung für Neubau und Bestand
Von den 650 Trafostationen im Verteilnetz der SWT sind ca. 200 kundeneigene Stationen. Die verbleibenden 450 betreuen Andreas Faber, Leiter der Abteilung Betrieb und Elektrizität und Tobias Reinhard, der sich als Anlagenplaner um Neuanlagen und die Retrofit-Maßnahmen in den Ortsnetzstationen kümmert. Bei der anstehenden Modernisierung befassten sich die beiden auch mit der Messtechnik. Glücklicherweise mussten sie nicht bei null anfangen. Bereits ihre Vorgänger hatten analoge Schleppzeigerinstrumente durch digitale Geräte ersetzt, die jedoch nur einphasig messen und die Daten alle 15 Minuten speichern konnten. Auch eine Datenübertragung war noch nicht vorgesehen. Faber erinnert sich: "Die vorhandenen Messgeräte erfüllten die Anforderungen des §14a EnWG nicht und müssen deshalb ersetzt werden. Wir haben Kriterien für ein neues Messsystem definiert und sind bei Janitza fündig geworden. Die Geräte sollten sich sowohl für Neuanlagen als auch für Retrofit eignen. Gerade bei Bestandsanlagen ist der Platzbedarf ein riesiges Thema." Reinhard bestätigt: "Für die Umbauten benötigten wir zwingend sehr kompakte Module. Janitza hat reagiert und Komponenten geliefert, die wir als eine der Ersten am Markt testen konnten. Das ging wirklich schnell." Mit der neuen Messtechnik lassen sich die Trafo-Einspeisung, der PEN-Leiter und alle Abgänge sowohl 4-phasig als auch hochauflösend erfassen.
Bild: ©Martin WitzschEin System für alle Fälle - modular und kompakt
Die Trierer nutzen hauptsächlich den modular erweiterbaren Netzanalysator UMG 801 von Janitza, der sich durch verschiedene Module ergänzen lässt. "Für den Umbau von Bestandsanlagen ist das Strommessmodul 800-CT8-LP besonders interessant", erläutert Janitza Vertriebsmanager Ludwig Resch. Das Modul benötigt mit 18mm nur eine Teilungseinheit Platz, bietet aber Anschlüsse für acht Low-Power-Stromwandler. Diese Technik kommt zudem ohne Wandler-Trennklemmen aus, was zusätzlich Platz und Verdrahtungsaufwand spart. Reinhard bestätigt: "Das System ist sehr flexibel. Bei größeren Stationen oder bestimmten Einbausituationen können wir die Module an einer beliebigen Stelle in der Station installieren und per Busverbinder an das Hauptgerät anschließen. Wir experimentieren auch mit anderen Wandlern und Rogowski-Spulen. Unsere Anregungen sind bei Janitza immer auf fruchtbaren Boden gefallen." Dazu noch einmal Resch: "Herr Reinhard hat ein paar sehr gute Ideen. Wir arbeiten an Weiterentwicklungen, die noch mehr Platz sparen. Mehr darf ich noch nicht verraten." Faber ist mit den ersten Umbauten zufrieden: "Sichere Nachrüstbarkeit im laufenden Betrieb ist ein Thema, da wir die Stationen nicht ausschalten können. Und bei 450 Stationen kommt natürlich der Zeitfaktor dazu. Wenn ich bei jeder Station durch diese einfache Nachrüstung zwei Stunden einsparen kann, hilft uns das. Ich war früher für unsere Eigenerzeugung zuständig und habe dort bereits Geräte von Janitza eingesetzt, etwa als Netzanalysator für den Anlagenregler. Daher kannte ich das Handling, zudem gab es nur sehr selten Ausfälle."
Bild: ©Martin WitzschEin Display, das kreative Köpfe inspiriert
Reinhard spricht einen weiteren Punkt an: das Remote Display RD 96. "Die Handhabung der Geräte und Software war ebenfalls entscheidend", begründet er die Entscheidung für Janitza. "Das Display ist praktisch selbsterklärend. Das ist wichtig, denn wir haben nicht nur Mitarbeiter, die die Geräte täglich bedienen. Das Personal im Entstörungsdienst muss glücklicherweise nur selten in die Station - sich dann aber im Ernstfall trotzdem schnell zurechtfinden. Das Display hat außerdem dieselben Standardmaße von 96 auf 96mm wie die alten Türeinbaugeräte. Damit können wir diese ganz einfach ersetzen." Faber ergänzt: "Die Anzeige auf dem Remote Display ist direkt vor Ort ablesbar. Dadurch ist sie eine perfekte Ergänzung zu den mobilen Endgeräten, über die wir auf unsere Messdaten zugreifen. Das ist bei Janitza mit überschaubarem Kosten- und Installationsaufwand möglich." Die kreativen Köpfe aus Trier gingen noch einen Schritt weiter. Für mobile Einsätze haben sie einen Messkoffer gebaut. Für das zugehörige Display haben sie sogar ein Gehäuse entwickelt und per 3D-Druck hergestellt. Dank eines Magneten lässt es sich praktisch überall sicher positionieren, etwa am Schaltschrank - oder auch am Service-Fahrzeug.
Bild: ©Martin WitzschDatenhoheit ohne Wenn und Aber
Die Datenübertragung aus der Station will die SWT in der eigenen Hand behalten, wie Faber erläutert: "Wir betreiben eine kritische Infrastruktur, unsere Systeme sind zertifiziert. Dafür möchten wir unsere eigenen Systeme nutzen. So können wir Daten für unterschiedliche Anwendungen zentral ablegen - und müssen uns keine Gedanken um eine neue Zertifizierung machen." Janitza bietet hierfür dank der offenen Schnittstellen eine kundenfreundliche Lösung, wie Reinhard bestätigt: "Wir haben jederzeit Zugriff auf unsere Daten. Es gibt keine systembedingte Verschlüsselung und man benötigt keine spezielle Software, um die Daten auszulesen. Bei anderen Systemen ist das oft mit Lizenzgebühren verknüpft. Nicht so bei Janitza." Zu den Stadtwerken gehört auch eine eigene Abteilung für die Fernwirktechnik. Mit den dortigen Kollegen haben sich Faber und Reinhard auf ein Konzept zur Digitalisierung der Stationen verständigt. Hierfür werden die Messwerte aus den Janitza-Geräten per Modbus TCP auf ein Fernwirkgerät übertragen. Die Kommunikationsanbindung erfolgt über die eigene Infrastruktur der SWT. Das ist sogar über ältere Kupferkabel möglich, die für diesen Zweck ausreichen. Gleichzeitig bauen die Stadtwerke ein eigenes Glasfasernetz aus. Ist beides nicht vorhanden, erfolgt die Übertragung der Daten per Mobilfunk. Das Fernwirkgerät überträgt auch andere Informationen aus der Station, wie die Kurzschlussanzeiger aus der Mittelspannung oder Türkontakte bei kritischen Standorten. Über eine Datenweiche werden die Messwerte und Informationen ins Leitsystem übertragen und in einer Datenbank gespeichert. Aus dieser können sich unterschiedliche Systeme bedienen, wie etwa der digitale Zwilling des Netzes. Er ist für die Anforderungen gemäß §14a EnWG wichtig. Weitere Nutzer sind die Abteilungen für Planung und Netzstrategie sowie der Betrieb, der sich für anstehende Wartungen den Lastverlauf der jeweiligen Station sehr hoch aufgelöst ansieht.
Bild: ©Martin WitzschPerspektive Spannungsqualität
Die UMG 801 Netzanalysatoren bieten nicht nur eine ganzheitliche Messdatenerfassung, sondern auch eine umfassende Analyse der Netzqualität. Dazu meint Faber: "Um die Netzqualität in einzelnen Netzgebieten zu überwachen, setzen wir aktuell mobile Messtechnik ein. Wenn wir also die gesamte Messtechnik erneuern, sollte das neue Messsystem die Möglichkeit für eine detaillierte Netzanalyse mitbringen." Resch geht ins Detail: "Das UMG 801 ist ein Klasse S Messgerät. Für eine gerichtsfeste Messung ist Klasse A vorgeschrieben. Aber das ist hier nicht erforderlich. Die Messungen erlauben eine schnelle erste Einschätzung der Netzqualität. So erhalten die Stadtwerke ein flexibles Tool zur Messung der Netzqualität zu einem interessanten Preis." Auch Reinhard ist von den Geräten überzeugt: "Zukünftig können wir Auffälligkeiten erkennen, bevor es zu Problemen kommt. Wir können uns beispielsweise Oberschwingungen ansehen und abschätzen, ob es kritisch werden könnte. Das wird speziell für die Versorgung unserer Gewerbekunden immer wichtiger."
Umbau nach Bedarf
Die Stadtwerke haben alle Stationen mittels einer Netzstudie bewertet, um den Rollout bedarfsgerecht zu steuern. Sie berücksichtigt sowohl das aktuelle Lastverhalten als auch Prognosen zu E-Mobilität, Wärmepumpen und PV. Die Hochlaufzahlen dieser steuerbaren Verbrauchseinrichtungen hängen von vielen Parametern ab. Dazu gehört auch die Vergabe von Fördermitteln, also politische Entscheidungen. Aktuell sind 56 Stationen mit der Messtechnik ausgestattet. Dazu Faber: "Wir wollen unsere 450 Stationen weiter bedarfsorientiert umrüsten. Das Vertrauen in die verbaute Technik ist dabei sehr wichtig. Ausfälle sind teuer und binden Personal. Bei Janitza sind wir sehr zufrieden mit der Zusammenarbeit und den Konzepten."
Die Stadtwerke Trier müssen, wie viele andere Energieversorger, die Messtechnik im Verteilnetz für die Energiewende modernisieren. Die Wunschliste der Planer war kurz, aber anspruchsvoll: eine platzsparende Installation und ein einfacher Umbau im Betrieb. Und zukünftig sollten alle Lastflussdaten sowohl zentral als auch vor Ort in der Station zur Verfügung stehen. Sie fanden eine Lösung, die alle Kriterien erfüllte.
Bild: ©Martin WitzschIm Jahr 2024 belieferten die SWT Stadtwerke Trier mit ihren Tochtergesellschaften in ihrer Zielregion knapp 77.000 Kunden mit rund 557 Millionen kWh elektrischer Energie. Etwa 378 Millionen kWh davon erzeugen die Trierer selbst mit Windkraft und PV-Anlagen. Das Szenario ist typisch für viele deutsche Städte: Ein Stadtkern mit vielen Kellerstationen, einige Gewerbegebiete und ein wachsender Speckgürtel mit immer mehr PV-Anlagen, Wallboxen und Wärmepumpen.Bild: ©Martin Witzsch
Janitza electronics GmbH
Dieser Artikel erschien in SCHALTSCHRANKBAU 5 (September) 2026 - 01.09.26.Für weitere Artikel besuchen Sie www.schaltschrankbau-magazin.de
