WA-MSR Maschenstrom-Regler, FLOW-R

Forschungsprojekt FLOW-R: Entwicklung des Maschenstromreglers WA-MSR

 

FLOW-R das Synonym für den Maschenstromregler WA-MSR ist eine gemeinsame Entwicklung der TU-Kaiserslautern, Pfalzwerke, Pfalzwerke Netz, PPC und Walcher.

Der Maschenstromregler, FLOW-R hat  die Aufgabe in vermascht betriebenen Niederspannungsnetzen bzw. Ringleitungen die Stromflüsse so zu steuern, dass  stark ungleichmäßig auftretende  Stromflüsse in parallelen Leitungen der Masche ausgeglichen werden.

Als Grundlage des Reglers werden die beiden Kirchhoffschen Gesetze durch den Regler FLOW-R umgesetzt.

Hierzu werden innerhalb einer Masche die Ströme und Phasenspannungen und Phasenwinkel an technisch interessanten Messpunkten zyklisch ca. alle 10 Sekunden abgefragt und im WA-MSR ausgewertet.

Besteht für den Regler Handlungsbedarf, wird er aktiv und schickt durch das Zu- bzw. Abschalten von angepassten Stufentransformatoren   einen passenden dynamisierten Ausgleichsstrom durch die überwachte Masche.

Der WA-MSR legt auch die Stromrichtung des Ausgleichstromes innerhalb der Ringleitung fest, womit in allen Punkten der Masche der Nennstrom beeinflusst werden kann.

Der WA-MSR kann auch in gewissen Grenzen eine Spannungsregelung mit übernehmen.

Der WA-MSR kann optional mittels Fernwirkprotokoll IEC 60870-5-104 von der Leitwarte aus überwacht und bei Bedarf parametriert werden.

Wirkungsprinzip

Masche ohne ReglerMasche mit Regler

Im linken Bild wird  der Stromfluss durch die Masche ohne WA-MSR  dargestellt.

Das rechte Bild zeigt die gleiche Masche mit eingebautem WA-MSR aus der ersichtlich wird, wie der vom FLOW-R  (WA-MSR) eingeprägte Ausgleichsstrom von 100 A  einer Überlastung des rechten Stromkreises mit aktuell 220 A entgegenwirkt. Hierdurch reduziert sich der theoretisch ohne WA-MSR fließende Strom von 220 A auf 120 A. Da der eingeprägte  Ausgleichsstrom zum Flow-R zurückfließen muss, wird somit der relativ gering belastete  Parallelzweig besser als zuvor ausgelastet. Ein Netzumbau kann somit vermieden oder zumindest deutlich  hinausgezögert werden.

Der WA-MSR wird in einen Kabelverteilerschrank zur Montage auf einen Fundamentsockel eingebaut, womit er leicht ohne großen Aufwand zu montieren ist.

Maschenstromregler WA-MSR

Das Bild zeigt den geöffneten FLOW-R mit den sehr wartungsfreundlich angeordneten Komponenten.

Die Anordnung der Ein- und Ausgangssicherungen ermöglicht ein schnelles Umschalten in einen Bypass.

Maschenstromregler Aussenansicht

Der geschlossene WA-MSR (linker Schrank) im Ortsnetz.

Einsatz im Testnetz

Testnetz FLOW-R

Darstellung des Testnetzes  der Pfalzwerke mit den eingezeichneten Messpunkten und der Transformatorenstation sowie den Standort des FLOW-R (WA-MSR).

Die Daten werden über Power-Line untereinander ausgetauscht.

Zum besseren Verständnis lässt sich im vereinfachten Ersatzschaltbild das Regelprinzip leicht ableiten.

Diagramm Strom ungeregeltDiagramm Strom geregelt

Gegenüberstellung der repräsentativen Messkurven die zeitversetzt in der gleichen Masche, einmal ohne und  einmal mit eingesetztem FLOW-R, aufgezeichnet wurden. Aus der Kurve Bild 7 ist deutlich die Wirkungsweise des WA-MSR abzulesen. Der blau dargestellte Strom Ilimit = 40 A wird gut eingehalten. Sobald dieser Strom ansteigen will, wird er durch den rot dargestellten vom FLOW-R eingeprägten Strom kompensiert. Die darunter gelegte grüne Kurve (Tap) zeigt die jeweils aktuell zu- bzw. abgeschalteten Transformatorenstufen.

 

Mit dem WA-MSR steht ein völlig neues preiswertes Betriebsmittel zur Verfügung, welches in vielen Anwendungsfällen den oft sehr teuren erforderlichen Netzausbau vermeidet.

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