Welche Rolle spielen Abschalt- und Wiederzuschaltautomatiken in Freileitungen?

1. Einführung in Freileitungen und Wiederschalter in Vietnam

Das Stromversorgungsnetz in Vietnam wird hauptsächlich von Freileitungen dominiert, insbesondere auf dem Spannungsniveau von 20kV, das sowohl städtische Zentren als auch ländliche Gebiete versorgt. Stand 2024 verlässt sich etwa 65% des 20kV-Verteilungsnetzes Vietnams auf Freileitungsinfrastrukturen, was es anfällig für Umweltfaktoren wie Blitzschlag, Taifune und Vegetationsbeeinträchtigungen macht. In diesem Kontext haben sich Wiederschalter als kritische Komponenten zur Aufrechterhaltung der Netzstabilität erwiesen. Diese Geräte, die den Standards wie IEC 62271-111 entsprechen, sind speziell darauf abgestimmt, die einzigartigen Herausforderungen der Freileitungsnetze in Vietnam zu bewältigen, um Mindestausfallzeiten und effizientes Fehlerrisikomanagement sicherzustellen.

2. Grundlegende Funktionen von Wiederschaltern in Freileitungen
2.1 Management vorübergehender Störungen

Freileitungen in Vietnam sind häufig vorübergehenden Störungen ausgesetzt, wie solchen, die durch Blitzschläge (die etwa 30% aller Störungen in Küstenregionen ausmachen) oder temporären Kontakt von Leitern mit Bäumen verursacht werden. Wiederschalter, die an 20kV-Freileitungen installiert sind, erkennen diese Störungen und unterbrechen den Strom innerhalb weniger Millisekunden. Zum Beispiel kann ein Wiederschalter im 20kV-Freileitungsnetz von Nha Trang einen blitzbedingten Fehler durch Auslösen und anschließendes Wiederanschließen nach einer Verzögerung von 1 Sekunde beheben. Wenn die Störung vorübergehend ist, wird die Energie sofort wiederhergestellt; wenn sie dauerhaft ist, fährt der Wiederschalter mit seiner voreingestellten Wiederanschlusssequenz fort.

2.2 Isolierung dauerhafter Störungen

Bei dauerhaften Störungen, wie z.B. Beschädigung von Leitern durch Taifuntrümmer oder Fahrzeugkollisionen, führen Wiederschalter mehrere Wiederanschlussversuche (in der Regel 3-4 Mal) durch, bevor sie sperren. Dieses Mechanismus verhindert eine kontinuierliche Energieversorgung fehlerhafter Abschnitte, während nicht betroffene Segmente weiterhin energiegeladen bleiben. In Hanois städtischen Freileitungen kann ein Wiederschalter, der auf 3 Wiederanschlüsse eingestellt ist, eine dauerhafte Störung auf einem Speiser isolieren, wodurch nur der betroffene Unterabschnitt de-energisiert wird und nicht die gesamte Leitung.

2.3 Koordination mit Verteilungsgeräten

Wiederschalter in Vietnams 20kV-Freileitungssystemen koordinieren sich mit Sektionsleitern und Sicherungen, um selektiven Schutz zu erreichen. Zum Beispiel löst ein Wiederschalter, der oberhalb von Sektionsleitern an einer Freileitung in Da Nang installiert ist, bei einer Störung zuerst aus, sodass die nachgeschalteten Sektionsleiter die Störströme aufzeichnen können. Wenn der Wiederanschlussversuch des Wiederschalters fehlschlägt, isoliert der nächstgelegene Sektionsleiter die Störung, um den Ausfallbereich zu minimieren.

3. Technische Merkmale von Wiederschaltern für Freileitungen
3.1 Elektrische Auslegung für 20kV-Freileitungsnetze

• Spannungs- und Stromwerte: Wiederschalter in Vietnams 20kV-Freileitungen haben in der Regel eine Nennspannung von 24kV und eine Dauerstrombelastung von 600-1200A, die für die Lastwachstum in städtischen und ländlichen Gebieten geeignet ist.

• Synchronleistungskoeffizient (Psyn): Entworfen, um die Systemstabilität aufrechtzuerhalten, stellen diese Wiederschalter sicher, dass Psyn-Werte verhindern, dass die Synchronität während der Fehlerbehebung verloren geht, sogar in langen Freileitungen (z.B. 50 km ländliche Speiser in der Provinz Nghe An).

3.2 Umweltanpassung mit IP67-Schutzklasse

Vietnams tropisches Klima, gekennzeichnet durch hohe Luftfeuchtigkeit (80-95% das ganze Jahr über), starke Regenfälle (bis zu 3.000 mm/Jahr in südlichen Regionen) und Taifune, erfordert robusten Schutz. Wiederschalter mit IP67-Schutzklasse:

• Wehren Staubaufnahme ab, was für ländliche Freileitungen, die durch landwirtschaftliche Gebiete führen, entscheidend ist.

• Bestehen eine Tauchprüfung in 1 Meter Wasser für 30 Minuten, was für Freileitungsausrüstung in Überschwemmungsgebieten wie dem Mekong-Delta essentiell ist.

• Verfügen über korrosionsbeständige Gehäuse (z.B. Edelstahl oder pulverbeschichtetes Aluminium), um Salznebel in Küstenprovinzen wie Quang Ninh zu bekämpfen.

3.3 Konformität mit IEC 62271-111

Vietnams nationales Netzwerk verlangt die Einhaltung des IEC 62271-111-Standards für Wiederschalter in 20kV-Freileitungen, um sicherzustellen:

• Einheitliche Prüfungen für die elektrische Festigkeit, die Kurzschlussunterbrechungskapazität und die mechanische Haltbarkeit.

• Interoperabilität zwischen Wiederschaltern verschiedener Hersteller, was für Netzausbauprojekte in HCMC und Hanoi entscheidend ist.

• Standardisierte Fehlereinspeicherungsfähigkeiten, die den Netzbetreibern ermöglichen, Fehlermuster zu analysieren (z.B. saisonale Blitzschläge in Zentralvietnam).

4. Wiederschaltertypen und ihre Anwendungen in Freileitungen in Vietnam
4.1 Vakuum-Wiederschalter: Die Hauptwahl

• Vorteile: Lange Lebensdauer (20-30 Jahre), geringe Wartung und hohe Bogenschlußeffizienz, was sie ideal für entfernte ländliche Freileitungen in Provinzen wie Kon Tum macht.

• Fallstudie: In der Provinz Phu Yen haben Vakuum-Wiederschalter an 20kV-Freileitungen die jährlichen Wartungsbesuche um 70% im Vergleich zu traditionellen Schaltkreisen reduziert, was die Betriebskosten für EVN (Vietnam Electricity) senkt.

4.2 SF6-Wiederschalter: Spezialisierte städtische Anwendungen

• Anwendungsfälle: Kompakte Design passt zu städtischen Freileitungen mit begrenztem Rechtezug (z.B. Hanois Altstadt). SF6-Wiederschalter können auf schmalen Masten ohne Leistungseinschränkung installiert werden.

• Umweltaspekte: Obwohl SF6 ein hohes globales Erwärmungspotential hat, priorisieren städtische Gebiete Vietnams Raumwirtschaftlichkeit, mit strengen Vorschriften für Wiederschalter, um Emissionen während der Wartung zu minimieren.

5. Auswirkungen auf Zuverlässigkeit und Netzmordenisierung
5.1 Verbesserung der SAIDI- und SAIFI-Indizes

Die Integration von Wiederschaltern in 20kV-Freileitungen hat die Systemzuverlässigkeit Vietnams erheblich verbessert:

• SAIDI (System Average Interruption Duration Index): Von 18 Stunden/Jahr im Jahr 2015 auf 8,5 Stunden/Jahr im Jahr 2024 für Freileitungsbereiche, dank Wiederschaltern, die vorübergehende Störungen ohne manuelle Intervention beseitigen.

• SAIFI (System Average Interruption Frequency Index): Von 12 Unterbrechungen/Jahr auf 5,2 Unterbrechungen/Jahr in Regionen wie Thanh Hoa, wo IP67-geschützte Wiederschalter in Freileitungen wetterbedingte Störungen mindern.

5.2 Förderung von Smart-Grid-Initiativen

Moderne Wiederschalter in Vietnams Freileitungssystemen sind mit folgenden Funktionen ausgestattet:

• Fernkommunikationsfähigkeiten: RS485 oder LTE-Modems für SCADA-Integration, die Echtzeitüberwachung von 20kV-Freileitungen in HCMC's Smart-Grid-Pilotprojekten ermöglichen.

• Datenprotokollierung: Größe des Fehlerstroms, Dauer und Wiederanschlusszeiten, die EVN dabei helfen, die Schutzeinstellungen für Freileitungen in verschiedenen klimatischen Zonen zu optimieren.

6. Herausforderungen und zukünftige Trends
6.1 Konflikte beim Bewirtschaften der Vegetation

Freileitungen in ländlichen Gebieten Vietnams führen oft durch bewaldete Gebiete, wo Baumbewuchs wiederkehrende Störungen verursachen kann. Wiederschalter alleine können die Ursachen nicht beheben, was eine koordinierte Vegetationsbewirtschaftung erfordert. Im Jahr 2023 testete EVN "intelligente Wiederschalter-Vegetationsüberwachungssysteme" in der Provinz Lam Dong, die Wiederschalterfehlereinträge mit Drohnen-basierten Baumtrimming-Schedules kombinieren.

6.2 Anpassung an den Klimawandel

Mit zunehmender Taifunintensität benötigen Wiederschalter in Küstenfreileitungen erhöhte Haltbarkeit. Vietnam untersucht Wiederschalter mit höherer Stoßfestigkeit (z.B. IK10-geschützte Gehäuse) und redundanten Energieversorgungen (solare Notstromversorgung) für Freileitungen in sturmbelasteten Regionen wie Quang Binh.

6.3 Standardisierung und lokale Produktion

Um die Abhängigkeit von Importen zu reduzieren, fördert Vietnams Ministerium für Industrie und Handel die lokale Herstellung von IEC 62271-111-konformen Wiederschaltern. Eine Joint Venture zwischen EVN und einem koreanischen Hersteller im Jahr 2024 zielt darauf ab, 10.000 Einheiten/Jahr von 20kV-Wiederschaltern für Freileitungen herzustellen, mit dem Ziel, die Kosten um 60% im Vergleich zu importierten Modellen zu reduzieren.

7. Schlussfolgerung

In Vietnams 20kV-Freileitungssystemen dienen Wiederschalter als Rückgrat einer zuverlässigen Stromversorgung, indem sie technische Effizienz mit Umweltresilienz vereinen. Von IP67-geschützten Geräten, die tropische Stürme überstehen, bis hin zu IEC 62271-111-konformen Modellen, die Netzinteroperabilität ermöglichen, haben diese Geräte die Fehlermanagement in Freileitungssystemen revolutioniert. Während Vietnam sich auf den Weg zu einem Smart Grid macht, werden Wiederschalter weiterhin evolviert – mit fortschrittlichen Sensoren, AI-basierter Fehlervorhersage und erneuerbarener Energiekompatibilität – um den Anforderungen einer wachsenden Wirtschaft und einer schnell urbanisierenden Bevölkerung gerecht zu werden. Ihre Rolle in Freileitungen bleibt unerlässlich, um sicherzustellen, dass Strom in jede Ecke Vietnams gelangt, von den pulsierenden Städten bis hin zu den entlegensten Dörfern.