Smart Modular Switchgear für den Einsatz in Gleichstromsystemen

Inhalt:
Infolge des vermehrten Einsatzes und der steigenden Komplexität von Gleichspannungsnetzen in Haushalten, Rechenzentren, Schiffsnetzen und der Elektromobilität steigt die Nachfrage nach innovativer Schalt- und Schutztechnik. Die Betriebs- und Steuerungstechnik von Nieder- und Mittelspannungs-Gleichstromnetzen befinden sich in der Forschungsphase. Im Niederspannungsbereich geht der Trend zum vermehrten Einsatz von 380 V-Gleichspannungsnetzen. Für die Unterbrechung von Gleichströmen für Systemspannungen von 380 V werden spezielle Schaltgeräte benötigt. Der Einsatz von leistungsfähigen AC-Schalt- und Schutzkomponenten ist nicht geeignet. Aufgrund der Verschaltung der Netzkomponenten müssen unter hohen Kosten und technischem Aufwand Leistungs- und Schutzschalter mit hoher Schaltleistung entwickelt werden. Die Modulbauweise der dezentralen Stromversorgungssysteme bietet hierbei die Möglichkeit für den Einsatz von innovativen Schaltkonzepten für eine intelligente Lösung der Schaltaufgabe. Im Folgenden wird das Konzept eines softwarebasierten intelligenten Schalt- und Schutzkonzepts für Gleichspannungsnetze vorgestellt. Das Konzept basiert auf PSCAD-Simulationsergebnissen von Strom- und Spannungssteilheiten in einem 24V-DC-Netz. Unterschiedliche Fehlerarten und Fehlerorte lassen sich aufgrund der Ergebnisse voneinander abgrenzen. Auf Basis dieser Untersuchungen ist eine Detektionseinheit erstellt worden, welche eigenständig Schaltentscheidungen trifft. Zur Verifikation der Detektionseinheit ist eine 24 V-Versuchsanlage entwickelt, aufgebaut und in Betrieb genommen worden.