Energieeffiziente Feldsteuerschränke

Intelligente Regelung

Die Kärnten Netz GmbH (KNG) ist als größte Tochtergesellschaft der Kelag für eine sichere und zuverlässige Energieversorgung aller Kunden in Kärnten verantwortlich. Zu ihren Hauptaufgaben zählen die Planung, der bedarfsorientierte Ausbau, der Betrieb, die Verwaltung der Messdaten und die Instandhaltung des Strom- und Erdgasnetzes sowie ein effizientes Entstörungsmanagement.

Die Hochspannungsanlagen der KNG werden heutzutage sowohl unter- als auch oberspannungseitig ausschließlich ferngesteuert und unbemannt betrieben. Die zur Automatisierung notwendigen technischen Einrichtungen werden zusammenfassend als „Leittechnik“ und speziell bei/in Schaltanlagen als „Stationsleittechnik“ bezeichnet. Der Aufbau der Leittechnik gliedert sich hierbei hierarchisch, in mehreren Ebenen. Jene Ebene, welche die Steuer-, Schutz- und Überwachungsgeräte für z.B. ein Mess-, Schalt- oder Kuppelfeld zusammenfasst wird „Feldebene“ genannt. Räumlich untergebracht sind die Steuer-, Schutz- und Überwachungsgeräte in dem sogenannten „Feldsteuerschrank“.

Um Funktionsstörungen und Ausfälle der Geräte in den Feldsteuerschränken zu verhindern, darf einerseits die relative Luftfeuchtigkeit, andererseits die Innentemperatur bestimmte Grenzen nicht über- bzw. unterschreiten. In diesem Zusammenhang muss auch die Bildung von Kondenswasser im Inneren der Feldsteuersschränke verhindert werden.

Um diese Betriebsbedingungen auch jederzeit garantieren zu können, wurden seitens der KNG geregelte Heizelemente in den Feldsteuerschränken eingesetzt. Diese wurden von einem Thermostaten und einem Hygrometer gesteuert. Diese einfache und effektive, jedoch nicht gerade effiziente Regelstrategie sollte durch eine intelligente Regelung ersetzt werden.

Die HTL (Höhere Technische Lehranstalt) Mössingerstraße in Klagenfurt wurde in der Folge mit dem Diplomarbeitsthema „Temperaturüberwachung von Steuerschränken“ seitens der KNG beauftragt.

Im Zuge dieser Arbeit wurden mehrerer Regelsysteme hinsichtlich der Kosten, der techn. Robustheit, der Regelungsaufgabe und des Energieverbrauches verglichen und abschließend eine Empfehlung betreffend eine zukünftige Klimatisierung solcher Feldsteuerschränke bei der KNG abgegeben.

Eines der untersuchten Regelsysteme war dabei auch ein Produkt der Technischen Alternative, nämlich das RSM610 (inzwischen wird der Nachfolger UVR610S verwendet) in Kombination mit dem RSF-DL Feuchtesensor. Diese Kombination punktete u.a. durch eine genaue und schnelle Regelung bei gleichzeitig geringen Materialkosten. Zur Validierung der Funktionalität und des Energieeinsparungspotentials wurde mehrere Feldtests in der Schule und in einem Umspannwerk durchgeführt.

Als Ergebnis der Arbeit werden die Heizelemente zukünftig zur Gewährleistung der klimatischen (Betriebs)Bedingungen nur mehr bei Bedarf mittels PID-Regler angesteuert.

Seit Abschluss der Diplomarbeit konnte die KNG durch die Lösung der "TA" - d.h. den Einsatz der frei programmierbaren Regelung gemeinsam mit dem RSF-DL Feuchtesensor - den Energieverbrauch an 30 Feldsteuerschränken nahezu halbieren. Im Zuge von Reengineering / Neubauprojekten werden weitere Schränke mit diesem System ausgestattet werden.

Dieses Projekt wurde realisiert durch:

• KNG-Kärnten Netz GmbH, 9020 Klagenfurt am Wörthersee
  Abteilung Instandhaltung und Diagnose HS, Abteilungsleiter Hans-Jürgen Wernegger
• HTL Mössingerstrasse, 9020 Klagenfurt am Wörthersee
  als Diplomarbeit "Field Control Cabinet Climate System"