Performance von passiven Spannungsteilern für HVAC und HVDC in Abhängigkeit der Sekundärbeschaltung

Inhalt:
Die Energiewende ist in vollem Gange und bringt neue Herausforderungen an die Hochspannungsnetze weltweit. Windkraft, Solarenergie und HVDC-Anlagen stellen keine rotierenden Massen mehr dar sondern sind mit Leistungselektronik ans Netz gekoppelt. Damit resultieren möglicherweise harmonische Oberwellen im Netz, DC-Spannungen im AC-Netz die Leistungstransformatoren in Sättigung treiben und zerstören können, und transiente Spannungen belasten Hochspannungsisolationssysteme. Um diese Effekte messtechnisch erfassen zu können, sind moderne resistive-kapazitive Spannungsteiler nötig. Klassische Messwandler haben oft nicht die nötige Bandbreite, um diese hochfrequenten Signalanteile übertragen zu können. In der Spezifikation und Auslegung bestehen aber einige Unterschiede: So hat die Wahl der Sekundärspannung, der Verschaltung der verschiedenen Ausgänge, und die resistive und kapazitive Bürde einen direkten Einfluss auf die Hochfrequenz-Eigenschaften des RC-Spannungsteilers. Dieser Beitrag erläutert die verschiedenen Abhängigkeiten. Die Vor- und Nachteile des parallelen und seriellen Sekundärabgriffs werden verglichen anhand gemessener Schrittantworten von realen RC-Spannungsteilern. Der Einfluss der resistiven und kapazitiven Bürde wird diskutiert anhand von vereinfachten Ersatzschaltbildern. Je nach Anforderung an das Gesamtsystem bestehend aus RC-Teiler, Kabel und Bürde ergeben sich Randbedingungen, die bei der Spezifikation eines Systems berücksichtigt werden müssen.