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Tuncer Yilmaz,
"Ausfallsicherheit und Wirtschaftlichkeit beim strategischen
Ersatz von Freileitungen durch Kabel am Beispiel eines
ländlichen Mittelspannungsnetzes",
Bachelorarbeit TH-Köln, extern angefgertigt, 5.09.2024
Freileitungen
im Mittelspannungsnetz sind aufgrund atmosphärischer Einflüsse wie
Stürme, Gewitter, Eis und umstürzenden Bäumen besonders
störungsanfällig. Laut VDE-Störungsstatistik weisen Freileitungen eine
durchschnittliche Ausfallwahrscheinlichkeit (AW) von 0,03118 Ø AW/km
auf, was etwa doppelt so hoch ist wie bei Kabelnetzen, die eine AW von
0,0156 Ø AW/km aufweisen. Obwohl Freileitungen im betrachteten Netz nur
etwa die Hälfte des gesamten Netzanteils ausmachen, wurden in den
Jahren 2022 und 2023 etwa doppelt so viele Störungen und Ausfälle im
Vergleich zum Kabel verzeichnet. Eine Studie hebt hervor, dass durch
die Digitalisierung und Fernsteuerbarkeit von Ortsnetzstationen
Störungen schneller lokalisiert und effizienter eingegrenzt werden
können. Dies legt nahe, dass eine Kombination aus Kabelverlegung und
Digitalisierung von Ortsnetzstationen zur Reduzierung von Störungen im
Mittelspannungsnetz beitragen.
In dieser Arbeit wird die Störanfälligkeit und Wirtschaftlichkeit von
Freileitungen analysiert, mögliche Verbesserungsmaßnahmen bewertet und
der strategische Ersatz von Freileitungen durch Kabel untersucht. Zur
Bewertung der Versorgungssicherheit werden spezifische Kennzahlen und
Methoden herangezogen, um das von der Bundesnetzagentur regulierte
Qualitätselement, einschließlich möglicher Strafzahlungen aufgrund
unzureichender Netzqualität, zu erfassen. Dabei werden die Auswirkungen
der Versorgungssicherheit auf den Netzbetrieb untersucht, indem die
Störungen minimiert und die damit verbundenen Kosten gesenkt werden.
Zusätzlich wird die Rolle der Digitalisierung und Fernsteuerbarkeit von
Ortsnetzstationen analysiert, um die Effizienz bei der
Störungsbeseitigung zu steigern.
Der Anwendungsfall dieser Arbeit konzentriert sich auf einen Abgang
einer Umspannanlage, die eine hohe Anzahl von Ausfällen verzeichnet.
Hier wird der Einfluss des Ersatzes von Freileitungen durch Kabel und
die Digitalisierung von Ortsnetzstationen analysiert. Bei der
Konzeptplanung werden spezifische Netzstrategien unter Berücksichtigung
der technischen Anschlussregeln für Verteilnetzbetreiber sowie der
internen Planungs- und Betriebsgrundsätze der Westnetz GmbH angewendet.
Die Ergebnisse zeigen, dass durch diese Maßnahmen die Ausfallzeit und
die damit verbundenen Strafzahlungen auf das Qualitätselement um etwa
97 % reduziert werden können. Zudem führt der Einsatz digitaler
Ortsnetzstationen zu einer Verkürzung der Störungseinsatzzeiten um etwa
53 %, was eine Senkung der Betriebskosten um ca. 98 % zur Folge hat.
Diese Arbeit steht unter einem Sperrvermerk bis zum 5.9.2027.
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Mittelspannungsmast mit Transformator.
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