DE102012202273A1

DE102012202273A1 - Transformer arrangement for the local grid voltage supply

Info

Publication number: DE102012202273A1
Application number: DE201210202273
Authority: DE
Inventors: Karsten Handt; Detlev Zink
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2012-02-15
Filing date: 2012-02-15
Publication date: 2013-08-22
Also published as: EP2801148A1; CN104115388A; WO2013120866A1

Abstract

Transformatoranordnung für die Ortsnetz-Spannungsversorgung, aufweisend: – einen Transformator zur Wandlung einer Primärspannung in Form einer Mittelspannung im Bereich von 1 kV bis 50 kV in eine gegenüber der Primärspannung niedrigere Sekundärspannung zur Ortsnetzversorgung, – eine Stelleinrichtung zur Anpassung des Verhältnisses zwischen der Primärspannung und der Sekundärspannung, – eine Steuereinrichtung zur Erfassung der Spannung wenigstens einer der Phasen und zur Steuerung der Stelleinrichtung anhand der erfassten Spannung, wobei die Steuerung derart erfolgt, dass eine Abweichung von im Ortsnetz auftretenden Spannungswerten von einem vorgebbaren Sollspannungswert für das Ortsnetz verringert werden.Transformer arrangement for the local grid voltage supply, comprising: - a transformer for converting a primary voltage in the form of a medium voltage in the range of 1 kV to 50 kV in a relation to the primary voltage lower secondary voltage to the local power supply, - an adjusting device for adjusting the ratio between the primary voltage and the Secondary voltage, - a control device for detecting the voltage of at least one of the phases and for controlling the adjusting device based on the detected voltage, wherein the control is such that a deviation of voltage values occurring in the local network are reduced by a predetermined target voltage value for the local network.

Description

Die Erfindung betrifft eine Transformatoranordnung für die Ortsnetz-Spannungsversorgung sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Transformatoranordnung für die Ortsnetz-Spannungsversorgung. The invention relates to a transformer arrangement for the local grid voltage supply and to a method for operating a transformer arrangement for the local grid voltage supply.

Die herkömmliche Stromerzeugung aus beispielsweise fossilen Energieträgern war zu praktisch 100% zentral und die derzeitigen Stromnetze sind auf diese Situation ausgelegt. Es ist dabei stets mit einem Spannungsabfall vom Ortsnetz-Transformator hin zu den Anschlüssen wie Privathaushalten zu rechnen. Conventional fossil fuel generation, for example, was virtually 100% centralized and current power grids are designed for this situation. It is always to be expected with a voltage drop from the grid transformer to the terminals such as private households.

Derzeit findet aber die Erzeugung von Strom aus regenerativen Quellen einen großen Zuwachs. Im Gegensatz zur althergebrachten Stromerzeugung erfolgt ein nicht unerheblicher Teil der Erzeugung von Strom aus regenerativen Quellen dezentral, beispielsweise in privaten Haushalten oder Kleinanlagen statt. Currently, however, the generation of electricity from renewable sources is growing rapidly. In contrast to the traditional generation of electricity, a not inconsiderable part of the generation of electricity from renewable sources takes place locally, for example in private households or small plants.

Dadurch kann es zunehmend zu der bisher unmöglichen Situation kommen, dass sich der Spannungsabfall entlang von Stichleitungen im Ortsnetz umkehrt, wofür jedoch das Ortsnetz nicht ausgelegt ist. Die Folge sind Spannungsüberhöhungen im Ortsnetz, die die Grenze von 10% der Sollspannung überschreiten können. Auch im Mittelspannungsnetz sind Spannungsüberhöhungen möglich, beispielsweise durch angeschlossene Windenergieanlagen. Diese ziehen ebenfalls eine erhöhte Spannung im Niederspannungsnetz (Ortsnetz) nach sich. As a result, it can increasingly come to the previously impossible situation that reverses the voltage drop along spurs in the local network, for which, however, the local network is not designed. The result is voltage overshoots in the local network, which can exceed the limit of 10% of the nominal voltage. Even in the medium-voltage network voltage overshoots are possible, for example, by connected wind turbines. These also entail an increased voltage in the low-voltage network (local area network).

Eine bekannte Möglichkeit, mit diesen Problemen umzugehen, besteht in dem deutlichen Ausbau der Ortsnetze, d.h. einer Erhöhung des im Ortsnetz verlegten Kabelquerschnitts. Das führt zu einer Verringerung des Spannungsabfalls über die Kabel und damit auch zu einer Verringerung von Spannungsüberhöhungen im Ortsnetz. Dies ist jedoch mit einem erheblichen Aufwand verbunden. One known way to deal with these problems is to significantly expand the local area networks, i. an increase in the cable cross-section laid in the local network. This leads to a reduction of the voltage drop across the cables and thus also to a reduction of voltage overshoots in the local network. However, this is associated with a considerable effort.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Transformatoranordnung sowie ein Verfahren zum Betrieb der Transformatoranordnung anzugeben, mit denen das eingangs genannte Problem vermindert wird. It is an object of the present invention to provide a transformer arrangement and a method for operating the transformer arrangement, with which the above-mentioned problem is reduced.

Diese Aufgabe wird durch eine Transformatoranordnung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Eine Lösung hinsichtlich des Verfahrens besteht in einem Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 8. This object is achieved by a transformer arrangement having the features of claim 1. One solution to the method is a method having the features of claim 8.

Die erfindungsgemäße Transformatoranordnung für die Ortsnetz-Spannungsversorgung weist einen Transformator zur Wandlung einer Primär- in eine gegenüber der Primärspannung niedrigere Sekundärspannung zur Ortsnetzversorgung auf. Die Primärspannung ist dabei eine Mittelspannung im Bereich einiger kV, beispielsweise 10 kV, 20 kV oder 30 kV. Die Sekundärspannung ist eine Spannung zur lokalen Versorgung eines Ortsnetzes oder Stadtnetzes, beispielsweise 230V einphasig bei 400V Leiter-Leiter-Spannung. The transformer arrangement according to the invention for the local grid voltage supply has a transformer for converting a primary into a relative to the primary voltage lower secondary voltage to the local power supply. The primary voltage is a medium voltage in the range of a few kV, for example 10 kV, 20 kV or 30 kV. The secondary voltage is a voltage for the local supply of a local network or urban network, for example, 230V single-phase at 400V line-to-line voltage.

Die Transformatoranordnung umfasst weiterhin eine Stelleinrichtung zur Anpassung des Verhältnisses zwischen der Primär- und der Sekundärspannung. Diese wird typischerweise so ausgelegt sein, dass die Sekundärspannung in Schritten variierbar ist. Weiterhin umfasst die Transformatoranordnung eine Steuereinrichtung zur Erfassung der Spannung wenigstens einer der Phasen. Die Erfassung kann dabei auf Seite der Primärspannung erfolgen. Bevorzugt erfolgt die Erfassung der Spannung allerdings auf der Sekundärseite, da dabei bedingt durch die geringere Sekundärspannung vorteilhaft ein geringerer Messaufwand erforderlich ist. The transformer arrangement further comprises an adjusting device for adjusting the ratio between the primary and the secondary voltage. This will typically be designed so that the secondary voltage can be varied in steps. Furthermore, the transformer arrangement comprises a control device for detecting the voltage of at least one of the phases. The detection can be done on the side of the primary voltage. However, the detection of the voltage is preferably carried out on the secondary side, since it is advantageous due to the lower secondary voltage, a lower measurement cost is required.

Die Steuereinrichtung steuert die Stelleinrichtung anhand des oder der gemessenen Werte wobei die Steuerung derart erfolgt, dass eine Abweichung von im Ortsnetz auftretenden Spannungswerten von einem vorgebbaren Sollspannungswert für das Ortsnetz verringert wird. The control device controls the adjusting device on the basis of the measured value (s), the control taking place in such a way that a deviation of voltage values occurring in the local network from a predefinable setpoint voltage value for the local network is reduced.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb eines Transformators in einer Transformatoranordnung für die Ortsnetz-Spannungsversorgung, die zur Wandlung einer Primär- in eine gegenüber der Primärspannung niedrigere Sekundärspannung ausgestaltet ist, werden die folgenden Schritte durchgeführt:

– Erfassung der Spannung wenigstens einer Phase mittels einer lokal in der Transformatoranordnung vorgesehenen Steuereinrichtung,
– Vergleich der erfassten Werte für die Spannung mit Sollwerten und Ermittlung eines Steuersignals aus dem Vergleich mittels der Steuereinrichtung,
– Steuerung einer lokal im Transformator vorgesehenen Stelleinrichtung zur Anpassung der Höhe der Sekundärspannung anhand des Steuersignals.

In the method according to the invention for operating a transformer in a transformer arrangement for the local grid voltage supply, which is designed to convert a primary voltage into a secondary voltage that is lower than the primary voltage, the following steps are carried out:

Detecting the voltage of at least one phase by means of a control device provided locally in the transformer arrangement,
Comparison of the detected values for the voltage with nominal values and determination of a control signal from the comparison by means of the control device,
- Control of a locally provided in the transformer adjusting device for adjusting the height of the secondary voltage based on the control signal.

Vorteilhaft wird hierdurch erreicht, dass eine Anpassung der Arbeit eines Transformators derart ermöglicht wird, dass Überspannungen im Ortsnetz vermieden werden. Das gilt sogar dann, wenn ein Rückfluss von Energie aus dezentralen regenerativen Energieerzeugern in die Mittelspannungsebene erfolgt. Advantageously, this achieves an adaptation of the work of a transformer in such a way that overvoltages in the local network are avoided. This is true even when there is a return of energy from decentralized regenerative energy producers to the medium-voltage level.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind Stelleinrichtung, Steuereinrichtung und Transformator in unmittelbarer örtlicher Nähe zueinander aufgebaut. Sie können dabei beispielsweise eine bauliche Einheit bilden, also als ein Gesamtgerät gestaltet sein. Alternativ kann beispielsweise die Steuereinrichtung ein externes und vom Transformator separates Gerät sein, das aber in direkter Umgebung des Transformators angeordnet ist. In a particularly advantageous embodiment of the invention, adjusting device, control device and transformer are constructed in the immediate vicinity of each other. You can, for example, form a structural unit, so be designed as a total device. Alternatively, you can For example, the controller be an external and separate from the transformer device, but which is located in the immediate vicinity of the transformer.

Dadurch erfolgt vorteilhaft die Steuerung der Arbeit des Transformators ausschließlich aus lokal beim Transformator verfügbaren Informationen, indem die Spannung im Bereich des Transformators erfasst und verarbeitet wird. Eine Fernsteuerung ist also vorteilhaft nicht erforderlich. Ebenso ist keine Fernmessung beispielsweise von Spannungsdaten erforderlich. As a result, it is advantageous to control the work of the transformer exclusively from information available locally at the transformer by detecting and processing the voltage in the region of the transformer. A remote control is so advantageous not required. Similarly, no telemetry of voltage data, for example, is required.

Dabei sind die folgenden zwei Ausgestaltungen einzeln oder zusammen möglich:
Die Messung der Spannung hat dabei folgenden Zweck: Mittels der Messung der Spannung wenigstens einer der Phasen wird ermittelt, ob auf der Mittelspannungsebene eine Veränderung der Spannung gegenüber dem Sollwert eingetreten ist, beispielsweise durch Einspeisung aus Windenergieanlagen oder auch im Fehlerfall, d.h. bei Auftreten eines Kurzschlusses. Da die Höhe der Mittelspannung unmittelbar die Höhe der Niederspannung beeinflusst, ist hier eine Korrektur durch die Stelleinrichtung vorteilhaft. The following two embodiments are possible individually or together:
The measurement of the voltage has the following purpose: By measuring the voltage of at least one of the phases is determined whether on the medium voltage level, a change in voltage has occurred with respect to the setpoint, for example by feeding from wind turbines or in the event of an error, ie when a short circuit occurs , Since the height of the medium voltage directly affects the level of the low voltage, a correction by the adjusting device is advantageous here.

In einer Ausgestaltung der Erfindung wird die Erfassung der Spannung für alle Phasen durchgeführt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn neben den Absolutwerten der Spannung auch die Spreizung der Werte, d.h. Abstand der gemessenen Spannungen untereinander berücksichtigt wird bei der Steuerung der Stelleinrichtung. In one embodiment of the invention, the detection of the voltage is performed for all phases. It is particularly advantageous if, in addition to the absolute values of the voltage, the spread of the values, i. Distance between the measured voltages is taken into account when controlling the actuator.

Zusätzlich zur Messung der Spannung kann auch eine Messung des Stroms erfolgen: Mittels der Messung des Stroms auf wenigstens einer der Phasen wird ermittelt, wie die Lastsituation auf Seiten der Niederspannung ist. Der gemessene Strom ist dabei die Differenz aus verbrauchtem und erzeugtem Strom im Ortsnetz. Je nach Lastsituation im Ortsnetz sinkt die Spannung im Ortsnetz oder steigt an, wobei die Veränderung der Spannung mit dem Abstand vom Transformator meist zunimmt. In addition to the measurement of the voltage, a measurement of the current can also take place: By means of the measurement of the current on at least one of the phases, it is determined how the load situation is on the side of the low voltage. The measured current is the difference between consumed and generated electricity in the local network. Depending on the load situation in the local network, the voltage in the local network drops or rises, with the change in the voltage usually increasing with the distance from the transformer.

Sowohl die Spannung als auch der Strom können dabei anstelle einer Messung an einer der Phasen auch an allen drei Phasen gemessen werden. Eine solche Messung hat den Vorteil, dass die Steuereinrichtung alle Spannungen und Ströme berücksichtigen kann. Es ist damit ausgeschlossen, Veränderungen der Lastsituation im Ortsnetz bzw. Mittelspannung zu übersehen, weil sie in der falschen Phase auftreten. Weiterhin ist es von Vorteil, dass eine Spreizung der gemessenen Werte für die Phasen berücksichtigt werden kann. Mit Spreizung ist dabei beispielsweise die Differenz zwischen dem größten und kleinsten Wert gemeint. Both the voltage and the current can be measured instead of a measurement on one of the phases on all three phases. Such a measurement has the advantage that the control device can take into account all voltages and currents. It is therefore impossible to overlook changes in the load situation in the local network or medium voltage because they occur in the wrong phase. Furthermore, it is advantageous that a spread of the measured values for the phases can be taken into account. By spreading is meant, for example, the difference between the largest and smallest value.

In einer Weiterbildung der Erfindung findet eine dreiphasige Erfassung des Stroms in wenigstens einer, insbesondere allen, Ausgangsleitungen der Sekundärseite der Transformatoranordnung statt. Damit wird mit anderen Worten der Strom nicht mehr auf der Sammelschiene für die komplette Sekundärseite erfasst, sondern in den einzelnen Stichleitungen getrennt voneinander. Auch dies kann neben der einphasigen Messung dreiphasig erfolgen. Hierdurch wird es möglich, die Lastsituation im Ortsnetz genauer zu ermitteln. Damit kann beispielsweise ein Ausgleich einer Spannungsveränderung vorgenommen werden, die bei einer Messung an der Sammelschiene nicht aufgefallen wäre. Ebenso kann vermieden werden, dass ein Ausgleich einer Spannungsveränderung durchgeführt wird, die zwar im Mittel eine Annäherung an die Sollspannung bewirkt, aber für einzelne Teile des Ortsnetzes ein Verlassen des erlaubten Spannungsbereichs von 100% +/– 10% der Sollspannung bewirkt. In a development of the invention, a three-phase detection of the current takes place in at least one, in particular all, output lines of the secondary side of the transformer arrangement. In other words, the current is no longer detected on the busbar for the entire secondary side, but separated in the individual branch lines. Again, this can be done in addition to the single-phase measurement three-phase. This makes it possible to more accurately determine the load situation in the local network. Thus, for example, a compensation of a voltage change can be made, which would not have been noticed in a measurement on the busbar. Likewise, it can be avoided that a compensation of a voltage change is carried out, which causes on average an approximation to the target voltage, but for individual parts of the local network a leaving the allowable voltage range of 100% +/- 10% of the target voltage causes.

Die Stelleinrichtung ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung derart beschaffen, dass sie eine Erhöhung der ortsnetzseitigen Spannung des Transformators um einen festen Betrag oder Relativwert sowie eine Erniedrigung um den gleichen Betrag oder Relativwert erlaubt. D.h. es sind genau drei Spannungsniveaus verfügbar. The adjusting device is designed in an advantageous embodiment such that it allows an increase of the local network voltage of the transformer by a fixed amount or relative value and a decrease by the same amount or relative value. That There are exactly three voltage levels available.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung unter Bezug auf die Figuren der Zeichnung, wobei gleiche Bezugszeichen auf gleich wirkende Bauteile verweisen. Dabei zeigen Further expedient embodiments and advantages of the invention are the subject of the following description of embodiments of the invention with reference to the figures of the drawing, wherein like reference numerals refer to the same components. Show

1 eine Transformatoranordnung, 1 a transformer arrangement,

2 einen Verlauf von Strom im Ortsnetz gegen maximale Veränderung der Spannung im Ortsnetz. 2 a course of electricity in the local network against maximum change in the voltage in the local network.

1 zeigt eine Transformatoranordnung 14 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Die Transformatoranordnung 14 umfasst einen Transformator 20 zur dreiphasigen Wandlung einer Mittelspannung, die mittels dreier Mittelspannungsanschlüsse 15 aus der überregionalen Mittelspannungsversorgung geliefert wird, in eine Niederspannung zur Versorgung von Ortsnetzabschnitten 10 ... 12 eines Ortsnetzes. Die Mittelspannung soll in diesem Beispiel 20 kV betragen, während die Niederspannung die in Deutschland übliche dreiphasige Versorgung mit 230 V gegen den Neutralleiter ist. Der Transformator 20 ist dazu eingangsseitig mit den Mittelspannungsanschlüssen 15 und ausgangsseitig mit Sammelschienen 24 zur Verteilung der Niederspannung verbunden. 1 shows a transformer assembly 14 according to a first embodiment. The transformer arrangement 14 includes a transformer 20 for three-phase conversion of a medium voltage using three medium-voltage connections 15 is supplied from the nationwide medium voltage supply, in a low voltage for the supply of local network sections 10 ... 12 a local network. The medium voltage should be 20 kV in this example, while the low voltage is the usual three-phase supply in Germany with 230 V against the neutral conductor. The transformer 20 is on the input side with the medium-voltage connections 15 and on the output side with busbars 24 connected to the distribution of low voltage.

Von den Sammelschienen 24 aus bestehen die üblichen Verbindungen zu den Ortsnetzabschnitten 10 ... 12 des Ortsnetzes. Diese Ortsnetzabschnitte 10 ... 12 umfassen im vorliegenden Beispiel jeweils eine Reihe von privaten Haushalten, die mit Niederspannung versorgt werden. Dabei hat in diesem Beispiel ein Teil der Haushalte beispielsweise Photovoltaik-Anlagen und kann somit Strom erzeugen und zurückspeisen. Sowohl der Verbrauch von Energie auf Seiten der Haushalte als auch die Zurückspeisung verändert die Spannung in Teilen des jeweiligen Ortsnetzabschnitts 10 ... 12. Am deutlichsten ist dabei die Veränderung normalerweise an dem Punkt des Ortsnetzabschnitts 10 ... 12, der am weitesten von der Transformatoranordnung 14 entfernt ist. From the busbars 24 off consist of the usual connections to the local network sections 10 ... 12 of the local network. These city network sections 10 ... 12 In the present example, each comprises a number of private households supplied with low voltage. In this example, some of the households have photovoltaic systems, for example, and can thus generate and feed back electricity. Both the consumption of energy on the part of households and the feed back changes the voltage in parts of the respective local network section 10 ... 12 , The most obvious change is usually at the point of the local loop 10 ... 12 , the furthest from the transformer assembly 14 is removed.

2 zeigt eine Modellierung des Einflusses von Einspeisung und Zurückspeisung auf die Spannung in einem Ortsnetzabschnitt 10 ... 12. Der Graph der 2 zeigt dabei auf der x-Achse den Strom, der in den Ortsnetzabschnitt 10 ... 12 fließt oder von diesem zurückgespeist wird und auf der y-Achse die relative Veränderung der Spannung am fernsten Punkt eines gedachten Ortsnetzabschnitts 10 ... 12 durch den Stromfluss. Dabei wurde ein erster Extrempunkt 22 berechnet aus der Annahme der maximalen Last, d.h. des maximal denkbaren Verbrauchs aller angeschlossenen Verbraucher ohne jegliche dezentrale Energieerzeugung und Rückspeisung. Dabei fließt ein Strom von 220 A in den Ortsnetzabschnitt 10 ... 12. Die relative Spannungsänderung beträgt in diesem Fall 1,5%; die Spannung ist also am fernsten Punkt des Ortsnetzabschnitts 10 ... 12 etwa 1,5% geringer als am Transformator. 2 shows a modeling of the influence of feed and feedback on the voltage in a local network section 10 ... 12 , The graph of 2 shows on the x-axis the current that enters the local area section 10 ... 12 flows or is fed back by this and on the y-axis, the relative change of the voltage at the farthest point of an imaginary network section 10 ... 12 through the flow of electricity. This was a first extreme 22 calculated from the assumption of the maximum load, ie the maximum conceivable consumption of all connected consumers without any decentralized energy generation and regeneration. A current of 220 A flows into the local network section 10 ... 12 , The relative voltage change in this case is 1.5%; the voltage is thus at the furthest point of the local network section 10 ... 12 about 1.5% less than the transformer.

Ein zweiter Extrempunkt 23 wurde bestimmt aus der worst-case-Annahme maximaler Rückspeisung ohne Last. Dabei wurde von einer Rückspeisung von 650 A ausgegangen, was zu einer Spannungserhöhung am fernsten Punkt von 3,5% führt. Die sich ergebenden Punkte wurden durch eine Kennlinie 21 verbunden. Die tatsächliche Veränderung der Spannung wird zumeist durch die Vermischung von Zurückspeisung von Last geringer sein als die bei den Extrempunkten 22, 23, aber die Kennlinie 21 erlaubt eine Annahme für die Spannungsänderung aus dem Strom, der am Transformatoranordnung 14 fließt. A second extreme 23 was determined from the worst-case assumption of maximum regeneration without load. It was assumed that a recovery of 650 A, which leads to a voltage increase at the farthest point of 3.5%. The resulting points were characterized by a characteristic curve 21 connected. The actual change in voltage will usually be less than that at the extreme points due to the mixing of feed back 22 . 23 but the characteristic 21 allows an assumption of the voltage change from the current on the transformer assembly 14 flows.

Die Transformatoranordnung 14 enthält eine Steuereinrichtung 18, ausgestaltet zur dreiphasigen Messung des Stroms in die Ortsnetzabschnitte 10 ... 12. Die Steuereinrichtung 18 ist dazu in zweckmäßiger Weise mit den Sammelschienen 24 verbunden. Die gemessenen Stromwerte werden an eine Steuerungseinrichtung 18 weitergegeben, mit der die Steuereinrichtung 18 verbunden ist. The transformer arrangement 14 contains a control device 18 , designed for three-phase measurement of the current in the local network sections 10 ... 12 , The control device 18 is in a convenient way with the busbars 24 connected. The measured current values are sent to a control device 18 passed, with which the control device 18 connected is.

Zusätzlich misst die Steuereinrichtung 18 die Spannung einer Phase an den Sammelschienen 24. Sowohl die Steuereinrichtung 18 als auch die Spannungsmessvorrichtung 17 sind dabei in der Transformatoranordnung 14 realisiert und angeordnet und greifen zur Messung auch nur auf dort vorhandenen Anschlüsse und Leitungen zu. Es ist also keine Verbindung nach außen nötig oder vorgesehen. In addition, the controller measures 18 the voltage of a phase at the busbars 24 , Both the controller 18 as well as the voltage measuring device 17 are in the transformer arrangement 14 realized and arranged and access to the measurement only on there existing connections and lines. So there is no need to connect to the outside or provided.

Die Steuereinrichtung 18 ist ausgestaltet, die eingehenden Messwerte auszuwerten. So wird der Spannungswert mit dem Sollspannungwert von 230 V oder 400 V verglichen. Tritt eine Änderung der Mittelspannung auf, so wird diese über den Transformator 20 direkt an die Niederspannungsseite weitergegeben. Daher ermittelt die Steuerungseinrichtung 18, ob eine Maßnahme ergriffen werden muss, um die Niederspannung anzupassen. Weiterhin werden die gemessenen Werte für den Strom auf Niederspannungsseite anhand der Kennlinie 21 ausgewertet und daraus die Spannungsänderung ermittelt, die sich durch Last und Energieerzeugung auf der Niederspannungsseite ergibt. Beide Spannungsänderungen, also die durch Mittelspannung als auch die aus den Ortsnetzabschnitten 10 ... 12 selbst, werden zusammen berücksichtigt. The control device 18 is designed to evaluate the incoming measured values. Thus, the voltage value is compared with the reference voltage value of 230 V or 400 V. If there is a change in the medium voltage, this is via the transformer 20 passed directly to the low voltage side. Therefore, the controller determines 18 whether a measure must be taken to adjust the low voltage. Furthermore, the measured values for the low-side current become the characteristic curve 21 evaluated and used to determine the voltage change resulting from load and power generation on the low-voltage side. Both voltage changes, so the medium voltage as well as from the local network sections 10 ... 12 themselves, are considered together.

Beispielsweise wird die stärkste Spannungsabweichung vom Sollwert in den verschiedenen Ortsnetzabschnitten 10 ... 12 ermittelt. Überschreitet diese einen Schwellwert, so sorgt die Steuerungseinrichtung 18 für eine Veränderung der Spannung. Die Steuerungseinrichtung prüft dabei in diesem Beispiel auch, ob zusammengenommen eine der Spannungen am fernsten Punkt Ortsnetzabschnitte 10 ... 12 den erlaubten Bereich von +/–10% der Sollspannung verlässt und zwar auch nach der Veränderung der Spannung. Mit anderen Worten berücksichtigt die Steuerungseinrichtung 18 auch die Spreizung der gemessenen Stromwerte, d.h. deren Abstand voneinander. Weist beispielsweise einer der Ortsnetzabschnitte 10 ... 12 eine deutliche Spannungserhöhung auf und ein anderer der Ortsnetzabschnitte 10 ... 12 eine deutliche Spannungsabsenkung, so ist eine Anpassung der Spannung möglicherweise nicht sinnvoll. For example, the strongest voltage deviation from the set point in the various local network sections 10 ... 12 determined. If this exceeds a threshold value, then the control device ensures 18 for a change in tension. The control device checks in this example also, if taken together, one of the voltages at the farthest point local network sections 10 ... 12 leaves the permitted range of +/- 10% of the setpoint voltage even after the voltage has changed. In other words, the controller takes into account 18 also the spread of the measured current values, ie their distance from each other. For example, assigns one of the local area sections 10 ... 12 a significant increase in voltage and another of the local network sections 10 ... 12 a significant decrease in voltage, so an adjustment of the voltage may not make sense.

In diesem Fall ist es möglich, dass die Transformatoranordnung 14 eine Möglichkeit besitzt, ein Warnsignal an eine Leitstelle abzugeben oder die Problemsituation für eine spätere Auswertung in einem Protokoll zu speichern. In this case, it is possible that the transformer assembly 14 has a possibility to give a warning signal to a control center or to save the problem situation in a log for later evaluation.

Um eine Anpassung der Spannung zu erreichen, steuert die Steuerungseinrichtung 18 eine Stelleinrichtung 19. Diese Stelleinrichtung 19 passt das Windungsverhältnis des Spannungsumsetzers 20 an. Im vorliegenden Beispiel ist die Stelleinrichtung 19 ausgestaltet, neben dem normalen Windungsverhältnis zur Transformation der Mittelspannung zur Niederspannung bei jeweils Sollwert auch Transformationen zu 6% mehr oder 6% weniger Spannung vornehmen zu können. Damit kann die Steuereinrichtung im vorliegenden Beispiel eine Schaltung zu mehr Spannung vornehmen, wenn sich aus beispielsweise einer abgesenkten Mittelspannung und einer starken Einspeisung auf Ortsnetzseite eine summierte Spannungsänderung von mehr als 9% – fern von der Transformatoranordnung 14 – ergibt. Nach der Erhöhung der Spannung mittels der Stelleinrichtung 19 um 6% verbleibt dann eine Spannung, die nahe der Transformatoranordnung 14 in beispielhaften Zahlen – 2% höher ist als die Sollspannung und fern des Transformators 14 um ca. 3% gegenüber der Sollspannung abgesenkt. In order to achieve an adaptation of the voltage, the control device controls 18 an adjusting device 19 , This adjusting device 19 fits the turns ratio of the voltage converter 20 at. In the present example, the actuator is 19 designed in addition to the normal turns ratio for the transformation of the medium voltage to the low voltage at each setpoint also transformations to 6% more or 6% to be able to make less tension. Thus, the control device in the present example make a circuit to more voltage, if, for example, a lowered medium voltage and a strong feed on the local network side a summed voltage change of more than 9% - far from the transformer assembly 14 - results. After increasing the voltage by means of the adjusting device 19 by 6% then remains a voltage near the transformer assembly 14 in exemplary figures - 2% higher than the nominal voltage and far from the transformer 14 lowered by about 3% compared to the setpoint voltage.

Die Stelleinrichtung 19, die Steuereinrichtung 18 und der Transformator 20 sind vorteilhaft in örtlichem Zusammenhang realisiert, beispielsweise als eine Transformatorstation. Die Transformatoranordnung 14 ist dadurch unabhängig von äußeren Signalen, d.h. sie benötigt keine von außen vorzugebenden Befehle und keine von außen kommenden Messsignale. Es ist zweckmäßig, die in 2 gezeigte Kennlinie für jeden der Ortsnetzabschnitte 10 ... 12 zu ermitteln und in der Transformatoranordnung zu hinterlegen, beispielsweise in einer Speichereinheit der Steuerungseinrichtung 18. The adjusting device 19 , the control device 18 and the transformer 20 are advantageously implemented in a local context, for example as a transformer station. The transformer arrangement 14 is thus independent of external signals, ie it does not require externally given commands and no external measurement signals. It is convenient to the in 2 shown characteristic for each of the local network sections 10 ... 12 to determine and deposit in the transformer arrangement, for example in a memory unit of the control device 18 ,

Die Transformatoranordnung 14 dieses Beispiels führt eine einphasige Messung der Spannung durch, um Veränderungen der Mittelspannung zu erkennen. Daneben wird eine dreiphasige Messung des Stroms in Richtung der Ortsnetzabschnitte 10 ... 12 vorgenommen. Dies ist ein vorteilhafter Kompromiss aus Genauigkeit der Messung gegen Aufwand. Zur Seite der Mittelspannung hin ist es typsicherweise ausreichend, einphasig zu messen. Auf Seite der Niederspannung ist dagegen eher zu erwarten, dass zwischen den Phasen Unterschiede im Stromfluss auftreten. Durch die Messung in allen Phasen werden diese Unterschiede berücksichtigt. The transformer arrangement 14 This example performs a single-phase voltage measurement to detect changes in the mean voltage. In addition, a three-phase measurement of the current in the direction of the local network sections 10 ... 12 performed. This is an advantageous compromise of accuracy of measurement against effort. Towards the medium voltage side, it is typically sufficient to measure single-phase. On the side of low voltage, on the other hand, it is more likely that differences in the current flow will occur between the phases. The measurement in all phases takes these differences into account.

Es gibt abweichend vom beschriebenen Ausführungsbeispiel jedoch auch andere Ausführungsmöglichkeiten. Diese werden im Folgenden kurz dargestellt. Dabei bleiben die im Ausführungsbeispiel vorhandenen Komponenten weitgehend die gleichen. However, there are deviating from the described embodiment, other design options. These are briefly described below. The components present in the exemplary embodiment remain largely the same.

So ist es auch möglich, die Spannung aller Phasen zu messen. Hierdurch kann erreicht werden, dass Unterschiede in der Spannung zwischen den Phasen auch dort erkannt werden. So kann in genauerer Weise auf die Absolutwerte und auch auf die Spreizung der Spannungswerte reagiert werden. Hierzu ist die Steuereinrichtung 18 entsprechend anzupassen; es muss die Auswertung einer erhöhten Zahl von Messwerten vorgenommen werden. So it is also possible to measure the voltage of all phases. In this way it can be achieved that differences in the voltage between the phases are also recognized there. Thus, it is possible to react in a more precise manner to the absolute values and also to the spread of the voltage values. For this purpose, the control device 18 adjust accordingly; the evaluation of an increased number of measured values must be made.

Weiterhin kann im Sinne einer Vereinfachung anstelle der dreiphasigen Strommessung eine einphasige Strommessung durchgeführt werden. Dadurch wird der Mess- und der Auswertungsaufwand reduziert. Bestimmte Betriebssituationen auf Seiten der Niederspannung werden in diesem Fall aber nicht detektiert. Furthermore, in the sense of a simplification, instead of the three-phase current measurement, a single-phase current measurement can be carried out. This reduces the measurement and evaluation effort. Certain operating situations on the part of the low voltage are not detected in this case.

Ein Ausbau der Detektionsmöglichkeiten der Transformatoranordnung 14 ist dadurch möglich, dass die Strommessung auf der Niederspannungsseite nicht mehr an der Sammelschiene 24, sondern sogar einzeln für jeden der Ortsnetzabschnitte 10 ... 12 durchgeführt wird. Hierdurch wird ein Wert für jeden der Ortsnetzabschnitte 10 ... 12 gewonnen und die Transformatoranordnung 14 kann mit erhöhter Genauigkeit reagieren bzw. Problemsituationen genauer erkennen, in denen die Steuermöglichkeiten nicht mehr ausreichen. An expansion of the detection possibilities of the transformer arrangement 14 This makes it possible that the current measurement on the low-voltage side is no longer at the busbar 24 but even individually for each of the local network sections 10 ... 12 is carried out. This will become a value for each of the local area sections 10 ... 12 won and the transformer arrangement 14 can react with increased accuracy or more accurately recognize problem situations in which the control options are no longer sufficient.

Noch genauer wird die Auswertung der Situation der Ortsnetzabschnitte 10 ... 12, wenn die Strommessung nicht nur einzeln für die Ortsnetzabschnitte 10 ... 12, sondern dazu auch noch für jede der Phasen durchgeführt wird. Hierdurch ist der Messaufwand nochmals erhöht, aber die Situation der Ortsnetzabschnitte 10 ... 12 kann sehr genau ermittelt werden. Unvorteilhafte Spannungsanpassungen durch die Steuerungseinrichtung 18 werden hierdurch nahezu vollständig vermeidbar und Anpassungen im Ortsnetz werden – sofern die Transformatoranordnung 14 Probleme speichert oder meldet – vereinfacht, da die Probleme bereits genauer bekannt sind. Unvorteilhafte Spannungsanpassungen sind beispielsweise solche, bei denen der Spannungsverlauf in einem der Ortsnetzabschnitte 10 ... 12 verbessert wird, dadurch aber gleichzeitig die Spannung in einem anderen der Ortsnetzabschnitte 10 ... 12 die Toleranzgrenzen verletzt. Even more accurate is the evaluation of the situation of the Ortsnetzabschnitte 10 ... 12 if the current measurement not only individually for the local area sections 10 ... 12 but also for each of the phases is carried out. As a result, the measurement cost is increased again, but the situation of the district network sections 10 ... 12 can be determined very accurately. Unfavorable voltage adjustments by the controller 18 This will almost completely avoidable and adjustments in the local network - if the transformer arrangement 14 Saving or reporting problems - simplified, because the problems are already more accurately known. Unfavorable voltage adjustments are, for example, those in which the voltage profile in one of the local network sections 10 ... 12 is improved, but at the same time the voltage in another of the local network sections 10 ... 12 violated the tolerance limits.

Dabei ist es für den Fachmann ersichtlich, dass die Strommessung – sofern sie nicht einzeln pro Ortsnetzabschnitt 10 ... 12 erfolgen soll – zu beiden Seiten des Spannungsumsetzers 20 erfolgen kann. Ebenso kann die Spannungsmessung grundsätzlich zu beiden Seiten des Spannungsumsetzers 20 erfolgen. Die gemessenen Werte müssen dafür in für sich genommen bekannter Weise ausgewertet und umgerechnet werden. Allerdings bringt die Messung auf Seite der Mittelspannung einen erhöhten Aufwand mit sich. It is apparent to those skilled in the art that the current measurement - unless they are individually per local network section 10 ... 12 should be done - on both sides of the voltage converter 20 can be done. Likewise, the voltage measurement can basically on both sides of the voltage converter 20 respectively. The measured values must be evaluated and converted in a manner known per se. However, the measurement on the side of the medium voltage brings an increased effort with it.

Als weitere Vereinfachung des gezeigten Transformators 14 kann die Strommessung ganz entfallen. In diesem Fall wird die Situation auf der Niederspannungsseite nicht weiter ausgewertet. Die dennoch vorhandene Spannungsmessung erlaubt eine Reaktion auf Veränderungen auf Seiten der Mittelspannung. Dabei kann die Spannungsmessung wie bereits dargelegt einphasig oder dreiphasig erfolgen. As a further simplification of the transformer shown 14 the current measurement can be omitted altogether. In this case, the situation on the low-voltage side will not be further evaluated. The still existing voltage measurement allows a reaction to changes on the medium voltage side. The voltage measurement can be carried out as already stated single-phase or three-phase.

Claims

Transformer arrangement ( 14 ) for the local power supply, comprising: - a transformer ( 20 ) for converting a primary voltage in the form of a medium voltage in the range of 1 kV to 50 kV in a relation to the primary voltage lower secondary voltage to the local power supply, - an adjusting device ( 19 ) for adjusting the ratio between the primary voltage and the secondary voltage, - a control device ( 18 ) for detecting the voltage of at least one of the phases and for controlling the adjusting device ( 19 ) Based on the detected voltage, wherein the control is carried out such that a deviation of voltage values occurring in the local network is reduced by a predetermined target voltage value for the local network.

Transformer arrangement ( 14 ) according to claim 1, in which the control device ( 18 ) is designed to detect the voltage of all phases.

Transformer arrangement ( 14 ) according to claim 1 or 2, in which the control device ( 18 ) is designed for detecting the current in at least one phase, in particular in all phases.

Transformer arrangement ( 14 ) according to one of the preceding claims, in which the control device ( 18 ) for single-phase detection of the current in at least one, in particular all, output lines of the secondary side of the transformer arrangement ( 14 ) to local network sections ( 10 ... 12 ) is configured.

Transformer arrangement ( 14 ) according to one of the preceding claims, in which the control device ( 18 ) for three-phase detection of the current in at least one, in particular all, output lines of the secondary side of the transformer arrangement ( 14 ) to local network sections ( 10 ... 12 ) is configured.

Transformer arrangement ( 14 ) according to one of the preceding claims, in which the control device ( 18 ) is designed to take into account apart from the detected values for current and / or voltage and their distances from each other.

Transformer arrangement ( 14 ) according to one of the preceding claims, wherein the transformer ( 20 ), Adjusting device ( 19 ) and control device ( 18 ) are built in close proximity to each other.

Method for operating a transformer ( 20 ) for the local grid voltage supply in a transformer arrangement ( 14 ), which is designed to convert a primary voltage into a secondary voltage that is lower than the primary voltage, comprising the following steps: detecting the voltage of at least one phase by means of a control device ( 18 ), - Comparison of the detected voltage with a setpoint for the local network and determination of a control signal from the comparison by means of the control device ( 18 ), - control of a control device ( 19 ) for adjusting the level of the secondary voltage based on the control signal such that a deviation of voltage values occurring in the local network is reduced by a predetermined target voltage value for the local network.

Method according to claim 8, in which the voltage of all phases is detected.

Method according to Claim 9, in which, in addition to the comparison with nominal values, an evaluation of the distances between the detected voltages with one another is carried out and the control signal is determined from the comparison and the evaluation of the distances.

Method according to one of claims 8 to 10, wherein the current of at least one, in particular of all phases is determined.

A method according to claim 11, wherein an evaluation of the distances of the detected currents with each other is carried out and in the determination of the control signal, the evaluation of the distances of the currents is taken into account.

Method according to one of claims 8 to 10, wherein a single-phase current measurement in at least one, in particular all, output lines of the secondary side of the transformer arrangement ( 14 ) and the measured currents of the output lines are taken into account in the determination of the control signal.

Method according to one of claims 8 to 10, wherein a three-phase current measurement in at least one, in particular all, output lines of the secondary side of the transformer arrangement ( 14 ) and the measured currents of the output lines are taken into account in the determination of the control signal.

Method according to one of claims 8 to 14, wherein a local in the transformer assembly ( 14 ) adjusting device ( 19 ) as well as locally in the transformer arrangement ( 14 ) provided control device ( 18 ) be used.