Neues empfindliches Verfahren zur Erkennung von Erdschluss-wischern

Abstract:
Dieser Beitrag beschreibt ein neues empfindliches Verfahren zur gerichteten Erkennung von Erdschlüssen in kompensierten oder isolierten Netzen. Hierzu werden die Ausgleichsvorgänge, hervorgerufen durch die plötzliche Zustandsänderung nach Fehlereintritt, ausgewertet. Kriterium zur Erkennung des Fehlereintritts ist – wie bei nahezu allen die Ausgleichsvorgänge bewertenden Verfahren – das Auftreten bzw. Ansteigen der Nullspannung. Die Basis des Verfahrens zur Richtungsbestimmung bildet die Auswertung der bekannten Entlade- und Ladevorgänge der Erdkapazitäten des Netzes in den ersten ms nach Fehlereintritt, wobei – bedingt durch Frequenzbereich und Energiegehalt – hauptsächlich die Aufladeschwingung der gesunden Leiter bewertet wird. Das Kriterium zur Richtungsbestimmung ist die Wirkenergie im Nullsystem der Umladevorgänge. Anhand des Vorzeichens der Wirkenergie wird die Richtung des Fehlers bezüglich des Relaiseinbauortes bestimmt. Das neue Verfahren zeigt sich gerade bei hochohmigen Fehlern deutlich empfindlicher als Verfahren die lediglich die Vorzeichen von Nullspannung und Nullstrom bewerten. Das Verfahren wurde unter verschiedenen Bedingungen getestet und verifiziert. Da statische Tests wegen der notwendigen dynamischen Vorgänge nicht praktikabel sind, mussten andere Ansätze verfolgt werden. Die Tests wurden einerseits mit realen Aufzeichnungen von Erdschlüssen durchgeführt. Diese bildeten auch die Basis für dynamische Simulationen mit dem Programm NETOMAC die wiederum Tests mit weiteren Bedingungen ermöglichten. Auf Basis dieser Tests konnte der Algorithmus weiter verfeinert werden. Der resultierende Algorithmus wurde im Rahmen einer Pilotanwendung unter realen Bedingungen in einem vermaschten 110-kV-Netz erfolgreich getestet. Durch die Integration der Erdschlusswischerfunktion in ein multifunktionelles Schutzgerät bestehen alle Möglichkeiten der Einbindung in die bestehende Kommunikationsinfrastruktur. Aufgrund der Zuverlässigkeit des Verfahrens ist, in Verbindung mit der Kommunikation, die sichere Fehlerorteingrenzung in einer Warte (Netzleitstelle) gegeben.