Mittelspannungs-Erdungssysteme - Anordnungen und Vergleich

Interview mit Theodor Connor (Siemens) zur STE 2017 Sternpunktbehandlung in Stromnetzen bis 110kV (Juli 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Neutralpunkt-Verbindungsmethode

Zuerst definieren wir die verschiedenen Mittelspannungserdungssysteme und vergleichen dann deren Vor- und Nachteile. Erdungssysteme in Mittelspannung können nach der Sternpunkt-Verbindungsmethode unterschieden werden .

Mittelspannungs-Erdungssysteme - Arrangements und Vergleich (Bildnachweis: applegate.co.uk)

Die verschiedenen Erdungssysteme in Mittelspannungssystemen unterscheiden sich in ihrer Funktionsweise und jede hat ihre Vor- und Nachteile, die wir nun betrachten werden.

  1. Direkt geerdeter Neutralleiter (Direkte Erdung)
  2. Ungeerbtes Neutral
  3. Widerstandserdung
  4. Reaktanz-Erdung
  5. Petersen Spulenerdung

1. Direkt geerdeter Neutralleiter (Direkte Erdung)

Beschreibung: Eine elektrische Verbindung wird zwischen dem Sternpunkt und der Erde hergestellt.

Direkt geerdeter Neutralleiter

Betriebstechnik: Zwangsschaltung beim Auftreten des ersten Isolationsfehlers.

Vorteile:

  • Reduziert das Risiko von Überspannungen.
  • Genehmigt die Verwendung von Geräten mit einem normalen Isolationsniveau von Phase zu Erde.

Nachteile:

  • Zwangsauslösung bei Auftreten des ersten Fehlers.
  • Sehr hohe Fehlerströme, die zu maximalen Schäden und Störungen führen (Erzeugung von Induktionsströmen in Telekommunikationsnetzen und Hilfsstromkreisen).
  • Das Risiko für das Personal ist hoch, solange der Fehler besteht; die Berührungsspannungen, die hoch werden.
  • Erfordert die Verwendung von Differentialschutzgeräten, so dass die Fehlerbeseitigungszeit nicht lang ist. Diese Systeme sind teuer.

Gehe zurück zum Index ↑

2. Ungeerdetes Neutral

Beschreibung:

Es besteht keine elektrische Verbindung zwischen Sternpunkt und Erde, außer für Mess- oder Schutzeinrichtungen. Eine hohe Impedanz wird zwischen dem neutralen Punkt und der Erde eingefügt.

Ungeerbtes Neutral

Operationstechnik:

Kein Einschalten des ersten Isolationsfehlers - es ist also obligatorisch :

  • Durchführung einer permanenten Isolationsüberwachung;
  • Um den ersten Isolationsfehler anzuzeigen;
  • Lokalisieren und Beseitigen des ersten Isolationsfehlers;
  • Um beim Auftreten des zweiten Isolationsfehlers zu schalten (Doppelfehler).

Vorteile:

  • Bietet die Kontinuität des Betriebs, indem nur bei Auftreten des zweiten Fehlers ausgelöst wird, abhängig davon, dass die Netzkapazität nicht zu einem hohen Erdschlussstrom führt, der für Personen und Lasten beim Auftreten des ersten Fehlers gefährlich wäre.

Nachteile:

Der ausgegrabene Neutrale beinhaltet:

  • Die Verwendung von Geräten, deren Leiter-Erde-Isolationspegel mindestens gleich dem Phase-zu-Phase-Pegel ist. Wenn ein permanenter Phasenerdschluss auftritt, nimmt die Spannung der beiden nicht betroffenen Phasen in Bezug auf die Erde tatsächlich den Wert der verketteten Spannung an, wenn die Auslösung bei Auftreten des ersten Fehlers nicht ausgelöst wird. Deshalb müssen Kabel, rotierende Maschinen, Transformatoren und Lasten gewählt werden;
  • Das Risiko hoher interner Überspannungen macht es ratsam, die Geräteisolierung zu verstärken;
  • Die obligatorische Isolationsüberwachung mit optischer und akustischer Anzeige des ersten Fehlers, wenn die Auslösung erst beim Auftreten des zweiten Fehlers ausgelöst wird;
  • Anwesenheit von Wartungspersonal zur Überwachung und Lokalisierung des ersten Fehlers während des Betriebs;
  • Einige Schwierigkeiten beim Implementieren selektiver Schutzvorrichtungen beim Auftreten des ersten Fehlers;
  • Das Risiko von Ferroresonanz.

Gehe zurück zum Index ↑

3. Widerstandserdung

Begrenzung der Widerstandserdung

Ein Widerstand wird zwischen dem neutralen Punkt und der Erde eingefügt.

Begrenzung der Widerstandserdung

Betriebstechnik: Schalten bei Auftreten des ersten Fehlers.

Vorteile:

  • Begrenzt Fehlerströme (reduzierte Schäden und Störungen).
  • Dämpft Überspannungen inneren Ursprungs, indem der Grenzstrom I 1 doppelt so hoch ist wie der kapazitive Strom I, der I 1> 2 I C ergibt.
  • Erfordert nicht die Verwendung von Geräten und insbesondere von Kabeln mit einer speziellen Phasen- / Erdisolationsstufe.
  • Ermöglicht die Verwendung von einfachen selektiven Schutzvorrichtungen.

Nachteile: Auslösen des ersten Fehlers.

Gehe zurück zum Index ↑

4. Reaktanzerdung

Begrenzung der Reaktanz-Erdung

Beschreibung: Ein Reaktor wird zwischen dem neutralen Punkt und der Erde eingefügt.

Begrenzung der Reaktanz-Erdung

Betriebstechnik: Schalten bei Auftreten des ersten Isolationsfehlers.

Vorteile:

  • Begrenzt die Fehlerströme (reduziert Schäden und Störungen).
  • Ermöglicht die Implementierung einfacher selektiver Schutzgeräte, wenn I L >> I C.
  • Die Spule mit geringem Widerstand muss keine hohe Wärmebelastung ableiten.

Nachteile:

  • Kann während der Erdschlussfreigabe hohe Überspannungen verursachen.
  • Zwangsauslösung bei Auftreten des ersten Fehlers.

Gehe zurück zum Index ↑

5. Petersen Spulenerdung

Beschreibung:

Eine auf die Netzkapazitäten abgestimmte Drossel L wird zwischen den Sternpunkt und die Erde geschaltet, so dass bei einem Erdschluss der Fehlerstrom Null ist .

Petersen Spulenerdung

I f = I L + I C

Woher:

  • I f - Fehlstrom
  • I L - Strom im Erdungsreaktor
  • I C - Strom in den Phasen-Erde-Kapazitäten

Betriebstechnik: Keine Umschaltung bei Auftreten des ersten Fehlers.

Vorteile:

Wenn die Reaktanz derart ist, dass 3 L 0 C 0 ω 0 = 1 eingehalten wird, ist der Phasenerdschlussstrom gleich Null:

  • Spontane Beseitigung von nicht dauerhaften Erdschlüssen;
  • Die Anlage arbeitet trotz dauerndem Fehler weiter, wobei die Auslösung zwangsläufig beim zweiten Fehler erfolgt;
  • Der erste Fehler wird durch die Erfassung des durch die Spule fließenden Stroms angezeigt. Die Spule ist so dimensioniert, dass ein dauerhafter Betrieb möglich ist.

Nachteile:

  • Schwierigkeiten bei der Ermittlung der Bedingung 3 L 0 C 0 ω 2 = 1 aufgrund der unsicheren Kenntnis der Netzkapazität: Das Ergebnis ist, dass während der gesamten Dauer des Fehlers ein Reststrom in der Störung zirkuliert. Es ist darauf zu achten, dass dieser Strom für Personen und Geräte nicht gefährlich ist.
  • Das Risiko von Überspannungen ist hoch.
  • Benötigt die Anwesenheit von Überwachungspersonal.
  • Es ist nicht möglich, einen selektiven Schutz beim Auftreten des ersten Fehlers vorzusehen, wenn die Spule abgestimmt wurde auf: 3 L 0 C 0 ω 2 = 1
    Wenn es systematisch verstimmt ist (3 L 0 C 0 ω 2 ≠ 1), ist der selektive Schutz bei Auftreten des ersten Fehlers komplex und teuer.
  • Risiko von Ferro-Resonanz.

Gehe zurück zum Index ↑

Ressource: Schutz von elektrischen Netzwerken - Christophe Prévé (Holen Sie sich dieses Buch von Amazon)

Verwandte elektrische Anleitungen und Artikel

SUCHE: Artikel, Software und Anleitungen