Warum Kastenstationen ideal für Microgrid-Projekte sind

Aufbau und Integration

Konfigurationen für die Planung

Eine Kastenstation vereint Mittelspannungs-Eingangsschaltfelder, den Hoch- oder Niederspannungstransformator, Niederspannungsabgänge, Schutzeinrichtungen und Messgeräte in einem Stahlgehäuse.

Europäische Ausführungen unterteilen Hochspannungs-, Transformator- und Niederspannungsbereiche in getrennte Abschnitte innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses, während amerikanische Ausführungen die Anordnung vereinfachen, indem Hochspannungskomponenten direkt im Transformatorbehälter eingetaucht werden.

Beide Konzepte entfallen die Notwendigkeit eines separat errichteten Schaltraums sowie der vor-Ort-Montage einzelner Komponenten.

Vorteile gegenüber herkömmlichen ziviltechnisch errichteten Umspannwerken

Errichtung und Kosten

Ein traditionelles Umspannwerk erfordert das Aufgießen von Fundamenten vor Ort, gefolgt von einer schrittweisen Montage von Transformatoren und Schaltanlagen; die Bauzeit beträgt typischerweise zwei bis drei Monate.

Eine vorgefertigte Kasten-Unterstation wird im Werk montiert und einer Routineprüfung unterzogen; vor Ort beschränken sich die Arbeiten auf die Fundamentbefestigung und den Kabelanschluss, wodurch Montage und Inbetriebnahme auf drei bis sieben Tage verkürzt und die gesamten Baukosten um rund 18 % bis 25 % gesenkt werden.

Raumeffizienz

Konventionelle Unterstationen beanspruchen drei- bis fünfmal so viel Grundstücksfläche wie modulare Einheiten, während Kasten-Unterstationen die Flächennutzung um 20 % bis 30 % reduzieren können.

Außenmontage und Standortaspekte

Schutzarten

Kasten-Unterstationen sind für die direkte Außenmontage konzipiert. Standardgehäuse bieten in der Regel Schutzklasse IP54; IP65 ist verfügbar für Küstenstandorte mit Salznebel, extrem kalte oder staubige Umgebungen.

Da das Gehäuse werkseitig versiegelt und vorgeprüft ist, beschränken sich die Arbeiten vor Ort hauptsächlich auf die Herstellung eines ebenen Fundaments und die Anfertigung der Kabelabschlüsse – ein wesentlicher Vorteil an Standorten, an denen qualifizierte Fachkräfte oder schwere Baumaschinen nicht verfügbar sind.

Einsatzmöglichkeiten in Mikronetz-Projekten

Photovoltaik-Mikronetze

In photovoltaischen Mikronetzen wandeln Aufwärtstransformator-Box-Umrichter die Niederspannungs-Ausgangsspannung der Wechselrichter (üblicherweise 0,8 kV) auf 10 kV oder 35 kV zur Einspeisung ins Netz oder zur lokalen Verteilung um.

Batteriespeichersysteme

In Batterie-Energiespeichersystemen kombinieren integrierte PCS–Transformator-Box-Einheiten das Leistungsumwandlungssystem (PCS) und den Aufwärtstransformator in einem Gehäuse und vereinfachen so die Schnittstelle zwischen der Gleichstrom-Batterieseite und dem Wechselstromnetz.

Entfernte industrielle Mikronetze

Für entfernte industrielle Mikronetze – etwa Bergwerke, Öl- und Gasanlagen oder netzunabhängige Anlagen – ermöglichen Kastenstationen die koordinierte Einbindung von Photovoltaik-, Speicher- und Dieselgenerationsanlagen ohne dauerhafte bauliche Maßnahmen.

Auswahlparameter

Kapazität und Spannung

Die Auswahl der Leistung richtet sich nach der Gesamtlast des Mikronetzes und der höchsten Einzeltransformatorleistung; typische dezentrale PV-Anlagen liegen zwischen 1.250 kVA und 3.150 kVA, während speichergekoppelte Konfigurationen höhere Werte erreichen können.

Die Spannungsklasse wird durch den Einspeisepunkt bestimmt – 10 kV oder 35 kV auf der Mittelspannungsseite, wobei Niederspannungseingänge an die Wechselrichter- oder PCS-Ausgänge angepasst werden.

Gehäuse und Konfiguration

Der Schutzgrad des Gehäuses sollte grundsätzlich mit IP54 spezifiziert werden; bei Vorhandensein von Salznebel, treibendem Sand oder extremen Temperaturdifferenzen ist auf IP65 aufzustocken.

Die interne Konfiguration muss festlegen, ob es sich um eine reine PV-Transformereinheit handelt, um ein speicherintegriertes System mit PCS oder um eine allgemeine Verteilereinheit mit Abgangsleitungen und Blindleistungskompensation.

Jiangsu Unita Produktprogramm

Das Jiangsu Unita Produktprogramm entspricht diesen Auswahlkriterien: vorgefertigte Kastenstationen, PV-Transformerkasten mit dichtem IP54-Gehäuse und Leistungen von 1.250 kVA bis 3.150 kVA sowie PCS–Transformator-integrierte Einheiten, die Umwandlung und Hochtransformation in einem transportablen Gehäuse kombinieren.

Anwendungsszenarien

Häufig gestellte Fragen

F1: Was ist ein Box-Umspannwerk?

Ein Box-Umspannwerk, auch als vorgefertigtes oder kompaktes Umspannwerk bezeichnet, integriert Hochspannungs-Schaltanlagen, einen Verteiltransformator und Niederspannungs-Verteilungseinrichtungen in ein einzige, werkseitig montierte Gehäuseeinheit.

F2: Welcher Unterschied besteht zwischen europäischem und amerikanischem Design?

Europäische Designs trennen Hochspannungs-, Transformator- und Niederspannungsbereiche innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses; amerikanische Designs tauchen Hochspannungskomponenten hingegen direkt in den Transformatorbehälter ein, wodurch eine kompaktere Bauweise entsteht.

F3: Wie lange dauert die Installation?

Die Montage und Inbetriebnahme vor Ort dauert typischerweise drei bis sieben Tage – im Vergleich zu zwei bis drei Monaten bei konventionellen, baulich errichteten Umspannwerken. Dies bedeutet eine Kostensenkung von rund 18 % bis 25 %.

F4: Welche Schutzarten sind verfügbar?

Standardgehäuse bieten einen IP54-Schutz. IP65 ist für raue Umgebungen verfügbar, darunter Küstenbereiche mit Salznebel, extrem kalte oder staubige Standorte.

F5: Was ist eine integrierte PCS-Transformator-Einheit?

Eine integrierte PCS-Transformator-Einheit kombiniert das Leistungswandlungssystem (PCS) und den Hochsetztransformator in einem einzigen Gehäuse und vereinfacht so die Schnittstelle zwischen DC-Batteriespeicher und dem Wechselstromnetz bei Mikronetz-Anwendungen.

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