Zähler

SMART Metering und Energiesparen – (fast) jeder spricht davon, aber …

Zähler

… wie genau ist eigentlich die Messung?

Das Energiewirtschaftsgesetz fordert den Einsatz von Messeinrichtungen die dem Kunden den tatsächlichen Energieverbrauch und die Nutzungszeit anzeigen. Es sollen ihm auch unterschiedliche Tarife angeboten werden um die Schwachlastzeiten besser auszunutzen, z.B. nach Mitternacht Waschen. Dies hat die unterschiedlichsten Konzepte wie EDL21, EDL 40 und sym2 mit notwendigen Normierungsbestrebungen für SMART Metering eingeleitet.

Aber was nutzt uns das Beste und ausgeklügelte SMART Metering System, wenn die Basis für die Daten, der Elektrizitätszähler bzw. die Elektrizitätszählerinstallation keine korrekten Messwerte liefert.

Der Aufbau einer Elektrizitätszählerinstallation, bestehend aus Elektrizitätszähler sowie Strom- und Spannungsmesswandlern, erfolgt wie unten dargestellt. Diese und diverse andere Schaltungen werden seit vielen Jahren unverändert ausgeführt.

Schaltbild_Messeinrichtung_mit_2_Wandlern

Schaltbild Messeinrichtung nur mit Stromwandlern

Schaltbild Messeinrichtung mit Strom- und Spannungswandlern

Schaltbild Messeinrichtung mit Strom- und Spannungswandlern

Eine Überprüfung der Elektrizitätszählerinstallationen ist unbedingt notwendig nach der Montage im Rahmen der Inbetriebnahme und nach einem Umbau. Dies ist bis heute in Deutschland keine gesetzliche Vorschrift im Gegensatz zu anderen Europäischen Ländern, wo es hierzu eindeutige nationale Richtlinien gibt. Auch in Deutschland sind erste Bestrebungen zu einer nationalen Richtlinie im Gespräch, wie schon in Beiträgen auf der ZMP 2011 in Nürnberg angesprochen.

International ist die neue IEC Norm 62057-2 in der Bearbeitung und es wird in kürze der erste Draft veröffentlicht. Die Norm  selbst beinhaltet:

  • Anforderungen an die Prüfausrüstung (Prüfzähler, Quellen, etc.) zur Vor Ort Prüfung
  • Anforderungen an die Ausrüstung von Zählerinstallationen umeine Überprüfung durchführen zu können
  • Notwendige Prüfungen zur Überprüfung der Zählerinstallationen zur Sicherstellung der Gesamtgenauigkeit und Einhaltung der Spezifikationen in den Normen

Weiterhin fordert die MID die “Verwendungsüberwachung“, es müssen also alle von der Messung abhängigen Personen oder Firmen,

  • Netzbetreiber,
  • Lieferant,
  • Messstellenbetreiber und
  • Verbraucher

sicher sein, dass die Zählerinstallation korrekt arbeitet. Um hier keine Streitpunkte aufkommen zu lassen und die Beteiligten sich auf eine Norm und nationale Richtlinie stützen können, ist die nationale Richtlinie bzw. Aufnahme in die Eichordnung unter Anwendung der neuen IEC Norm dringend erforderlich.

Diese Forderung unterstützen auch die nationalen Erfahrungen der Firmen, die Prüfungen durchführen, ebenso die internationalen Erfahrungen über die Anzahl der nicht korrekten Prüfungen.

Es hilft hier nicht die Aussage, Zähler und Messwandler haben eine Norm. Eine genaue Festlegung bzw. Norm für den Zusammenbau zu einer Zählerinstallation ist zwingend notwendig.

Ich möchte dies hier noch durch einen Überblick über Fehlerquellen untermauern, die in einer Elektrizitätszählerinstallation mit nur Strommesswandlern und Strom- und Spannungsmesswandlern Messfehler durch falsche Verdrahtung verursacht werden können, z. B.

  • Spannungsphase L1, L2, L3 eine oder mehrere unterbrochen
  • Stromphase L1, L2, L3 eine oder mehrere unterbrochen
  • Stromphase L1, L2, L3 eine oder mehrere Polarität vertauscht
  • Spannungsphasen L1&L2 oder L2&L3 oder L3&L1 vertauscht
  • Stromphasen L1&L2 oder L2&L3 oder L3&L1 vertauscht
  • Spannungsphasen zyklisch vertauscht, L3-L1-L2 oder L2-L3-L1
  • Stromphasen zyklisch vertauscht, L3-L1-L2 oder L2-L3-L1
  • Sekundärleitungen der Stromwandler vertauscht z. B. Wandler L1 Anschluss “k” mit Wandler L2 “l”
  • Nullleiter nicht angeschlossen oder unterbrochen

Die sich ergebenden Messfehler können im Bereich von einigen Prozent liegen bis hin zu keiner Energiemessung.

Ein weiterer Fehler in der Elektrizitätszählerinstallation ist die Bebürdung der Strom- und Spannungsmesswandler, bei deren Einsatz sich  aus Sicht der meisten Anwender keine signifikanten Änderungen ergeben. Es wird jeweils das Übersetzungsverhältnis für die Wandler bestimmt und die Bürde wie seit Jahren bestellt. Für jeden Anwender ist eindeutig: falsches Übersetzungsverhältnis führt zu Fehlmessungen weil der Wandler in einem zu niedrigen Messbereich betrieben wird oder der max. Wert mit großen Fehler übersetzt wird. Was selten berücksichtigt wird, ist der Einfluss der an den Wandlern angeschlossenen Betriebsbürde. Die Betriebsbürde setzt sich zusammen aus allen angeschlossenen Messgeräten und der Verkabelung zwischen Wandler und den Messgeräten.

Die Folge des Einsatzes neuer komplexer Messegeräte ist eine Unterbürdung, wenn dies bei der Auswahl des Wandlers bzw. beim Umbau der Messanlage (Wandler und Messgerät) nicht beachtet wird. Zum einen werden die Wandler außerhalb Ihrer Beglaubigung betrieben und es ergeben sich zusätzliche Messfehler für die Elektrizitätszählerinstallation.

Fazit aus diesen Fakten ist, dass eine Überprüfung der Elektrizitätszählerinstallation unbedingt notwendig ist, die durch fachlich geschultes Personal durchgeführt werden muss

Ebenfalls für direkt angeschlossene Elektrizitätszähler sind entsprechende Richtlinien zu erstellen, da auch hier Schaltungsfehler auftreten können, die zu nicht unerheblichen Messfehlern führen.

Installateure und Mitarbeiter von Energieversorgern die diese Arbeiten durchführen sind entsprechend zu Schulen und auch die durchgeführten Prüfungen sind zu dokumentieren.

Zusätzlich zu den beschriebenen Maßnahmen sollte auch eine Flexibilisierung der Beglaubigungszeiten ins Auge gefasst werden. Energieversorger und Messstellenbetreiber sollen hierdurch in die Lage versetzt werden, bei der Durchführung von Annahmeprüfungen neuer Zähler und der ersten Stichprobenprüfung eines Loses nach kurzer Zeitspanne z.B. 4 Jahre Elektrizitätszähler bis zur zweiten Stichprobe länger im Netz zu betreiben als heute.

Durch eine generelle Regelung zur Einführung der Annahmeprüfung und der ersten kurzfristigen Stichprobe  wird zusätzliches Vertrauen in die Messqualität für alle Beteiligten aufgebaut, für Verbraucher und Energieversorger. Dies ist auch ein Beitrag zum Verbraucherschutz und der Verwendungsüberwachung wie in der MID gefordert.

Mein Fazit ist, Vertrauen in die Messung der Zählerinstallation kann nur durch Prüfungen die in einer nationalen Richtlinie gefordert und an Hand von Internationalen Normen wie IEC 62057-2 durchgeführt werden.