NULLLEITER-BETRIEBSZUSTAND UND KRITERIEN FÜR DIE EINSTELLUNGEN DER MS-VERTEILUNGSANLAGEN

NULLLEITER-BETRIEBSZUSTAND

Das von der Edyna GmbH betriebene Verteilnetz (in der Folge MS-Netz genannt) wird teils als Netz mit isoliertem Sternpunkt und teils als Netz mit kompensiertem Nullleiter geführt. Edyna installiert Petersenspulen auf ihrem MS-Netz, um den Übergang auf ein kompensiertes Netz zu erreichen.

Wie laut Beschluss 646/2015/R/eel der AEEGSI, wird Edyna mittels Kommunikation (Post, E-Mail…), vor der Änderung des Betriebszustandes des Nullleiters im MS-Netz die betroffenen MS-Kunden oder MS-Verbraucher mindestens 6 Monate und höchstens 12 Monate im Voraus davon in Kenntnis setzen.

 

KRITERIEN FÜR DIE EINSTELLUNGEN DER SCHUTZEINRICHTUNGEN DER MS-VERTEILUNGSANLAGEN

Das mit den Nennspannungen von 20 kV, 16,4 kV und 5,8 kV betriebene Netz ist von seinem Aufbau her ein vermaschtes Netz, wird aber unter normalen Betriebsbedingungen als Strahlennetz betrieben.
Die MS-Leitungen, welche dieses Netz bilden, sind in der Regel über eine automatische Schaltvorrichtung (Schalter) mit den MS-Sammelschienen der HS/MS-Umspannwerke, mit den MS/MS-Hauptumspannstationen oder den MS-Hauptverteilerstationen verbunden.
Alle Stationen und Kabinen sind ferngesteuert und fernüberwacht. Zudem wird auch eine wachsende Anzahl von MS/NS-Kabinen ferngesteuert, fernüberwacht und automatisiert, was eine schnellere und präzisere Erkennung von Fehlern im MS-Netz und eine Abtrennung der betroffenen Netzsegmente ermöglicht.

Das MS-Netz wird vor Fehlern geschützt, die im Netz auftreten können, indem nur das Netzsegment abgetrennt wird, in dem der Fehler auftritt.

Die MS-Versorgungsleitungen sind durch folgende Schutzeinrichtungen geschützt:

  • Schutzeinrichtungen gegen Überströme (Überlastung/mehrpolige Kurzschlüsse);
  • Schutz gegen einpolige Erdschlüsse

Die Schutzeinrichtungen gegen Maximalströme schützen die MS-Leitungen vor Überströmen, mehrpoligen Kurzschlüssen und einem doppelten Erdschluss.
Im mit einer Spannung von 20 kV oder 16,4 kV betriebenen Mittelspannungsnetz greift die Schutzeinrichtung gegen Kurzschluss (einpolig) durch Öffnen des automatischen Schalters (der Schaltvorrichtung) am Anfang der Leitung ein.
Im mit einer Spannung von 5,8 kV betriebenen Mittelspannungsnetz werden die Erdschlüsse angezeigt und die entsprechenden Informationen fernübermittelt, aber nicht automatisch beseitigt.

Die Werte für die Einstellung der Schutzeinrichtungen der MS-Leitungen sind so gewählt, dass die Komponenten, welche das Netz bilden, wirksam geschützt werden.

Anomalien/Fehler, die in den Verbraucheranlagen auftreten, dürfen nicht zu einer Auslösung der Schutzeinrichtungen der Verteilungsleitungen des Stromverteilers führen, um Unterbrechungen der Versorgung der anderen angeschlossenen Verbraucher zu vermeiden.

SCHUTZ GEGEN ÜBERSTRÖME

Die an den Start der MS-Leitungen angebrachten Schutzeinrichtungen gegen Überströme, müssen die zugeordnete MS-Leitung vor Überströmen und mehrpoligen Kurzschlüssen schützen, indem sie diese beseitigen. Die Schutzeinrichtungen haben zwei oder drei unabhängig voneinander wirkende Auslöseschwellen, die erste gegen Überlastströme, die zweite (und dritte) gegen Kurzschlüsse.

Das MS-Netz verfügt über eine Reihe von Schutzeinrichtungen gegen Überströme, angefangen bei den HS-Schienen in den Primäranlagen, über die Hauptumspannstationen, die Hauptverteilerstationen bis hin zu den Abgängen der MS/NS-Kabinen mit den MS-Kunden und den NS-Leitungen. Die Auslöseschwellen und die Auslösezeiten aller Schutzeinrichtungen sind auf die Gesamtheit des Schutzsystems abgestimmt, sodass eine Zeitselektivität entsteht.

Die Überstrom-Schutzeinrichtungen im MS-Netz sind richtungsunabhängig, mit zwei (oder drei) voneinander unabhängigen Verzögerungszeiten, wodurch die Selektivität zwischen den verschiedenen Verteilungsebenen gewährleistet wird.

Der Schutz gegen Überströme bei den MS-Kunden zielt darauf ab, eventuelle Kurzschlüsse vor der Hauptschutzeinrichtung in der Anlage des MS-Kunden zu beseitigen. Die Einstellungen der Schutzeinrichtungen des MS-Kunden sind so ausgelegt, dass die vorgeschaltete Schutzeinrichtung des MS-Netzes nicht auslöst und somit eine kontinuierliche Versorgung aller anderen ans Netz angeschlossenen Kunden gewährleistet wird.

Die an den Kunden mitgeteilten Einstellwerte sind in Übereinstimmung mit der Norm CEI 0-16. Insbesondere muss die Hauptschutzeinrichtung wie folgend eingestellt werden:

Überlastschutz 51.S1:
Es handelt sich um einen fakultativen Schutz, der gegebenenfalls für jeden MS-Verbraucher individuell ausgelegt werden kann.

Überlastschutz 51.S2:
I = 250 A,
Zeit für die Beseitigung der Überlast t = 500 ms.

Kurzschlussschutz 50:
I = 600 A,
Zeit für die Beseitigung des Kurzschlussstroms t = 120 ms.

Für besondere Anlagen behält sich Edyna GmbH das Recht vor, Werte einzustellen, welche von den oben genannten Werten abweichen können.

SCHUTZ GEGEN EINPOLIGE ERDSCHLÜSSE

Der Schutz gegen einpolige Erdschlüsse der MS-Leitungen wird durch Erdschlussrichtungsrelais gewährleistet, welche in dem jeweiligen Panel der Schutzeinrichtungen an den Abgängen der einzelnen MS-Leitungen montiert sind.

In einem MS-Netz hängt der einpolige Erdschlussstrom, welcher anhand der Netzkomponenten berechnet werden kann, im Wesentlichen von der Kapazität gegen Erde jedes einzelnen Leiters ab (folglich also von der Ausbreitung des Netzes).

Bei einem einpoligen Erdschluss ermitteln die mit Richtungsrelais ausgestatteten Schutzeinrichtungen aller vom selben HS/MS-Transformator versorgten Leitungen und Verbraucher dieselbe Spannung (Verlagerungsspannung).

Folglich verursacht ein einpoliger Erdschluss einen Erdschlussstrom, der von den Erdschlussrelais und von den Erdschlussrichtungsrelais erfasst wird.

Besteht das Netz aus n Leitungen, von denen die n-te von einem einpoligen Erdschluss betroffen ist (Leitung n), während die anderen nicht fehlerbehaftet sind, setzt sich der kapazitive Fehlerstrom der gesunden Leitung I01 nur aus den einpoligen Kapazitäten der Leitung selbst zusammen, während der Erdschlussstrom, welcher in der vom Fehler I0n behafteten Leitung fließt, sich aus der Summe der einpoligen kapazitiven Fehlerströme aller gesunden Leitungen zusammensetzt.

Edyna GmbH berücksichtigt die Tatsache, dass der einpolige Erdschluss sowohl im MS-Netz eines Kunden als auch im von Edyna GmbH betriebenen MS-Verteilungsnetz auftreten kann.

 

1.    Einpoliger Erdschluss, der im Netz eines MS-Kunden seinen Ursprung hat:

Die Schutzeinrichtung des Kunden, bei welchem der Fehler auftritt, misst die Summe der einpoligen kapazitiven Fehlerströme (Erdschlussstrom) des Verteilungsnetzes, mit dem er verbunden ist, und eine Verlagerungsspannung (falls er über einen gerichteten Erdkurzschlussschutz verfügt).
Überschreiten die Erdschlussstrom- und Verlagerungsspannungswerte die von der Edyna GmbH für die Einstellung vorgegebenen Werte, greift die Schutzeinrichtung des Kunden innerhalb der festgelegten Auslösezeit ein und trennt die vom Erdfehler betroffene Kundenanlage vom Verteilnetz.
Der vorgeschaltete Erdschlussrichtungsschutz der MS-Verteilungsleitung der Edyna GmbH misst dieselben Erdschlussstrom- und Verlagerungsspannungswerte wie die Schutzeinrichtung des Kunden, in dessen Netz der Fehler aufgetreten ist. Durch die Einstellung einer höheren Auslösezeit auf Seiten Edyna, ist die Edyna GmbH in der Lage, ein selektives Verhalten zwischen der Auslösung der Schutzeinrichtung der Edyna GmbH und jener des Kunden zu gewährleisten um so die Unterbrechung der Versorgung anderer Kunden zu vermeiden.
Die Schutzeinrichtungen der vom selben Transformator gespeisten MS-Verbraucher messen bei Auftreten eines Fehlers den Erdschlussstrom (kapazitiven Fehlerstrom), der durch die Kapazitäten ihres MS-Netzes verursacht wird; dieser ist so beschaffen, dass die Schutzeinrichtung nicht ausgelöst wird.

 

2.    Einpoliger Erdschluss, der im Verteilernetz der Edyna GmbH seinen Ursprung hat:

Die der MS-Verteilungsleitung vorgeschaltete Schutzeinrichtung der Edyna GmbH misst bei Auftreten eines Fehlers die Summe der kapazitiven Fehlerströme (Erdschlussstrom) und die Verlagerungsspannung; auch die Phasenverschiebung zwischen Erdschlussstrom und Verlagerungsspannung wird von der Schutzeinrichtung erfasst.
In diesem Falle löst die Schutzeinrichtung aus und der einpolige Erdschluss in der Leitung wird beseitigt.
Die Stromversorgung der von der betreffenden Leitung versorgten MS-Verbraucher wird unterbrochen.
Die Schutzeinrichtungen der vom selben Transformator gespeisten MS-Verbraucher messen aufgrund des Fehlers den kapazitiven Fehlerstrom, der durch die Kapazitäten des MS-Netzes des Verbrauchers verursacht wird; dieser ist so beschaffen, dass die Schutzeinrichtung nicht ausgelöst wird.

 

Die an den Kunden mitgeteilten Einstellwerte sind in Übereinstimmung mit der Norm CEI 0-16. Insbesondere muss die Hauptschutzeinrichtung wie folgend eingestellt sein:

1.    Netz mit isoliertem Nullleiter

Erdschlussschutz

I0> = 2 A (Primärwert)

Zeit für die Beseitigung des Erdschlussstroms t = 0,17 s

 

2.    Netz mit kompensiertem Nullleiter

Erdschlussschutz

I0> = 2 A (Primärwert)

Zeit für die Beseitigung des Erdschlussstroms t = 0,45 s

 

Sollte der kapazitive Stromanteil des einphasigen Erdschlussstromes des Mittelspannungsnetzes innerhalb der MS-Kundenanlage mehr als 1,6 A betragen (z.B. bei einer Kabellänge von 400m für 20 kV Netzspannung), muss das System ihrer Hauptschutzeinrichtung außerdem über eine Erdschlussschutzeinrichtung (67N) verfügen. Sollte dies der Fall sein, müssen die Einstellungen folgendermaßen vorgenommen werden:

 

Erdschlussschutz (Netz mit kompensierten Nullleiter)

67N.S1 = 5 V (Sekundärwert); 2 A (Primärwert)

Auslösewert für Winkel = (60 - 250)°

Zeit für die Beseitigung des Erdschlussstroms t = 0,45 s

 

Erdschlussschutz (Netz mit isolierten Nullleiter)

67N.S1 = 2 V (Sekundärwert); 2 A (Primärwert)

Winkelsektor = (60 - 120)°

Zeit für die Beseitigung des Erdschlussstroms t = 0,17 s

 

Für besondere Anlagen behält sich Edyna GmbH das Recht vor, Werte einzustellen, welche von den oben genannten Werten abweichen können.

Qualität der Spannung

Anfragen bezüglich Beschaffung, Installation, Instandhaltung und Verwaltung eines eigenständigen Messgeräts der Spannungsqualität laut CEI EN 50160 und CEI EN 61000-4-30, wenden Sie bitte direkt an: info(at)edyna.net.