Die wichtige Rolle des Netzschutzes
Fehler im elektrischen Netz müssen selektiv, schnell, zuverlässig und sicher abgeschaltet werden. Der hierfür erforderliche Netzschutz sollte so übersichtlich und wirtschaftlich wie möglich geplant und koordiniert werden.
Der Netzschutz hat die folgenden Funktionen
- sichere Erkennung und Abschaltung von Kurzschlüssen und unzulässigen Betriebszuständen
- Begrenzung der Schadensauswirkungen bei Kurzschluss
- Ermöglichung einer schnellen Fehlerortung bei Erdschluss
- Absetzen von Meldungen und ggf. auch Abschaltung in gefährlichen Überlastsituationen
- Begrenzung von gefährlichen Über- und Unterspannungen
- Begrenzung von stabilitätsgefährdenden Über- und Unterfrequenzen
Ein lückenhafter Netzschutz kann elektrische Anlagen und Menschenleben gefährden. Die Wichtigkeit eines funktionierenden Netz- und Komponentenschutzes kann daher gar nicht hoch genug eingestuft werden.
Individuelle Lösungen gefordert
Jedes elektrische Netz muss mit einem Überstrom-Zeit-Schutz ausgestattet sein. Dieser Schutz kann gerichtet oder ungerichtet und als Haupt- oder als Reserveschutz wirken. Mit diesem Schutzprinzip können die meisten Stichnetze und Ringnetze funktional gegen die Auswirkungen von Überlast und Kurzschluss geschützt werden.
Der Koordination des Überstrom-Zeit-Schutzes kommt eine besondere Bedeutung zu. Sie muss so erfolgen, dass nur das der Fehlerstelle am nächsten liegende Schutzgerät eine Auslösung bewirkt (volle Selektivität). Gleichzeitig sollte sichergestellt sein, dass das vorgelagerte Schutzgerät, im Falle eines sogenannten Schutzversagers, die Schutzabschaltung verzögert übernimmt (Backup-Schutz).
Im Übertragungsnetz, in ausgedehnten Verteilnetzen oder in vermaschten Netzen hat sich der Einsatz von Distanzschutzgeräten bewährt. Mit diesem Schutzprinzip kann die Fehlerstelle relativ genau ermittelt werden. Hierdurch wird auch bei schwierigen Randbedingungen eine selektive Abschaltung sichergestellt. Die Entscheidung, ob eine Abschaltung erfolgt oder nicht, wird beim Distanzschutz auf Basis der gemessenen Netzimpedanz getroffen.
Ist der Schutzbereich sehr klein oder sind die Anforderungen an die Selektivität oder die Fehlerklärungszeit sehr hoch, so ist der Einsatz von Differentialschutzgeräten sinnvoll. Hier werden zwei Messungen installiert, eine Messung vor und eine hinter dem Schutzobjekt. Wird der Schwellwert einer festgelegten Differenz zwischen den beiden gemessenen Strömen überschritten, erfolgt die Abschaltung. In diesem Fall ist das zu schützende Objekt von einem Fehler betroffen.
Beim Differentialschutz handelt es sich wie beim Motorschutz oder Generatorschutz um einen Komponentenschutz. Obwohl dieser Schutz nur ein bestimmtes Objekt im Netz, also z.B. einen Motor, vor thermischer Überhitzung schützen soll, sollte dieser Schutz bei der Planung und Koordination des umliegenden Netzschutzes immer mit betrachtet werden.
Durch die Koordination der genannten Schutzfunktionen (Selektivitätsberechnung) lässt sich ein gesamthaftes und funktionales Schutzkonzept realisieren.
Wir unterstützen Sie im Rahmen einer Selektivitätsstudie bei
- der Entscheidung, welche Schutzprinzipien zum Einsatz kommen
- Geräteauswahl und Stromwandlerdimensionierung
- der Ermittlung der primären Einstellwerte (Schutzeinstellberechnung)
- der Erarbeitung eines ganzheitlichen Schutzkonzeptes (Selektivitätsberechnung)
- der Ermittlung der Schutzgeräteparameter für Spezialschutz einschließlich Vorabprüfung im eigenen Prüflabor
