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Erschienen in:

2021 | OriginalPaper | Buchkapitel

5. Netzschutz unter Einfluss von Stromrichtern

verfasst von : Florian Mahr, M.Sc., Dr.-Ing. Stefan Henninger, Dr.-Ing. Martin Biller, Prof. Dr.-Ing. Johann Jäger

Erschienen in: Elektrische Energiesysteme

Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden

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Zusammenfassung

Die Hauptaufgabe von Netzschutzsystemen ist die Erkennung von Fehlern und eine anschließende selektive und schnelle Freischaltung des fehlerhaften Netzbereiches, sodass im fehlerfreien Netzbereich die Abnehmer weiterhin mit elektrischer Energie versorgt werden können. In diesem Kapitel werden zunächst Grundannahmen zum Netzverhalten dargestellt, auf denen die Gestaltung und die Funktionsfähigkeit der Netzschutzsysteme bisher beruhen.

Eine stärkere Durchdringung der Netze mit dezentralen Energieumwandlungsanlagen im Allgemeinen und Einspeisungen auf Stromrichterbasis im Speziellen führt dazu, dass einige der Grundannahmen generell oder in bestimmten Varianten aus Netztopologie und Stromrichterregelung nicht mehr zutreffen. Die Auswirkungen auf das Schutzsystem werden analytisch untersucht.

Hierbei ist vor allem in Abgrenzung zu Kap. 2 und 3 zu beachten, dass die Schutztechnik,

wegen zahlreicher Eventualitäten, eine „It depends“-Wissenschaft ist. In diesem Kapitel wird demgemäß versucht, generelle Aussagen zur Reaktion des Schutzsystems zu treffen. Die Gültigkeit dieser Aussagen ist jedoch oftmals einzelfallabhängig.

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Der Kurzschlussstrom bezeichnet im Folgenden jenen Strom, welcher über die Fehlerstelle im Netz, beispielsweise den Fehlerwiderstand, fließt.

Ausnahmen stellen hierbei beispielsweise Einschaltvorgänge dar  16 ; 10 .

Eine Messvorschrift stellt einen mathematischen Zusammenhang dar, der beim Einsetzen der Messgrößen, beispielsweise Strom und Spannung, die abgeleitete Größe, beispielsweise Impedanz, zum Ergebnis hat (s. Abschn. 12.5).

Statt Leiter L1 könnten bei symmetrischen Fehlern genauso Leiter L2 und L3 zur Berechnung verwendet werden.

Der Stromverteilungsfaktor \(\underline{d}_{\mathrm{(2)}}\) und der Kompensationswinkel \(\varphi_{\mathrm{(2)comp}}\) berechnen sich wiederum durch Einsetzen der entsprechenden Gegensystemgrößen in Gleichung (5.19) und (5.20).

D. h. die Impedanzverhältnisse der Erd- und Leitungsimpedanz vom Relais zum Fehlerort stimmen mit denen des eingestellten komplexen Erdimpedanzanpassungsfaktors überein.

Eine Ausnahme können Anlagen auf Niederspannungsebene mit einer Nennscheinleistung bis zu 4,6 kVA bilden 5 .

Von „elektromechanischen“ Ausgleichsvorgängen kann bei Stromrichtern streng genommen nicht gesprochen werden. Dennoch wird die Bezeichnung der Stringenz wegen beibehalten.

Wiederum unter der Annahme, dass die gewählten Erdimpedanzanpassungsfaktoren den realen Gegebenheiten der Fehlerschleife entsprechen.

Ideal wäre R/X \(=\) \(\infty\). Dann macht aber eine Reaktanz-Messung natürlich keinen Sinn.

Als „Kurzschlussbahn“ wird im Folgenden die Gesamtheit aller Betriebsmittel zwischen einer Einspeisung und einem Fehlerort betrachtet.

Auch eine Abschaltung des Stromrichters während des Fehlers ist denkbar.

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VDE-AR-N 4120 Anwendungsregel:2018-11. Technische Regeln für den Anschluss von Kundenanlagen an das Hochspannungsnetz und deren Betrieb (TAR Hochspannung). VDE Verband der Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (2018)

VDE-AR-N 4100 Anwendungsregel:2019-04. Technische Regeln für den Anschluss von Kundenanlagen an das Niederspannungsnetz und deren Betrieb (TAR Niederspannung). VDE Verband der Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (2019)

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Titel: Netzschutz unter Einfluss von Stromrichtern
verfasst von: Florian Mahr, M.Sc.
Dr.-Ing. Stefan Henninger
Dr.-Ing. Martin Biller
Prof. Dr.-Ing. Johann Jäger
Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden
Buch: Elektrische Energiesysteme
Print ISBN: 978-3-658-34907-3

Electronic ISBN: 978-3-658-34908-0

Copyright-Jahr: 2021
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-658-34908-0_5

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