Ingenieurbüro Poll

Neu: Online-Resonanzkurvenmessungen im 110-kV-Netz

Durch die Trassennot in Deutschland und die Entscheidung langfristig das 220-kV-Netz zurückzubauen, werden Parallelführungen von 380-kV- und 110-kV-Stromkreisen auf gleichem Gestänge immer häufiger. Unsymmetrische Koppelkapazitäten zwischen den 380-kV-Leitern und den 110-kV-Stromkreisen können im 110-kV-Netz sehr hohe Sternpunktspannungen erzeugen, die im Normalbetrieb nur durch starke Fehlkompensation beherrschbar sind. Werden beeinflusste 110-kV-Leitungen oder beeinflussende 380-kV-Leitungen geschaltet, kann das erhebliche Auswirkungen auf die Resonanzkurve des 110-kV-Netzes haben. Die Netzführung muss in diesen Fällen die Erdschlusskompensation nachführen. In aller Regel gleicht das einem Blindflug, da die aktuelle Resonanzkurve meist unbekannt ist. Es wäre daher wünschenswert möglichst schnell und unkompliziert eine aktuelle Resonanzkurve zu erhalten.

Das ist heute kein Problem mehr. Durch eine 2-Punkt-Messung nach dem Ortskreisverfahren kann der Netzführer innerhalb weniger Minuten eine Resonanzkurve ermitteln. In der komplexen Darstellung bildet die Resonanzkurve einen Ortskreis, der durch den Nullpunkt des Spannungsdreieckes geht. Um diesen Kreis zu bestimmen, bedarf es nur 2 Messpunkte, denn der dritte Punkt ist der Nullpunkt des Spannungsdreiecks. Aus den Beträgen der drei Leiter-Erde-Spannungen lässt sich die verkettete Spannung und die Sternpunktspannung nach Betrag und Winkel errechnen. Um die Resonanzkurve zu bestimmen, benötigt man nur die 3 Leiter-Erde-Spannungen bei 2 unterschiedlichen Einstellungen der Erdschlusskompensation. Die Spannungswerte legen den Ortskreis fest. Mit den zu diesen Spannungswerten gehörenden Stromwerten wird die Stromskala gebildet. Diese 8 Zahlenwerte werden in ein von mir entwickeltes Excel-Programm eingegeben, ein paar Worte zur Beschreibung der Netzsituation und schon hat man innerhalb von wenigen Minuten die aktuelle Resonanzkurve.

Im folgenden Beispiel sollte bei einer Sonderschaltung eine sehr genaue Resonanzkurve der schwarzen Netzgruppe aufgenommen werden. Da die aktuelle Resonanzkurve völlig unbekannt war, hat die Netzführung vor Beginn der eigentlichen Messungen eine 2-Punkt-Messung mit den in der Schaltleitung angezeigten Werten durchgeführt. Dazu wurde eine Tauchkernspule, deren fernübertragene Stromwerte sehr genau mit der Anzeige vor Ort übereinstimmen, einmal auf 76 A und dann auf 94 A eingestellt. Dabei hat sich die Sternpunktspannung von 13 kV auf 4,3 kV geändert. Anschließend wurde am Standort der Tauchkernspule eine vollständige Resonanzkurve aufgenommen. Die Ergebnisse sind nahezu deckungsgleich, obwohl die Netzführung aus Sicherheitsgründen die Messung nur im überkompensierten Bereich durchgeführt hat.

 

 

 

 

 

Um verlässliche Ergebnisse zu erzielen, müssen sowohl die in der Schaltleitung angezeigten Spannungswerte als auch die Stromwerte sehr genau sein.

Mittlerweile habe ich die 2-Punkt-Messung mit großem Erfolg bei mehreren EVUs eingeführt.

 

Auswertung der Störschreiberaufzeichnung eines E-Wischers

Gute Ergebnisse erhält man auch mit der Auswertung der Störschreiberaufzeichnung eines E-Wischers. Im folgenden Beispiel wurde unmittelbar nach einem E-Wischer eine 2-Punkt-Messung durchgeführt, um die Gültigkeit des Verfahrens zu überprüfen. 

 

Die Übereinstimmung der beiden Auswerteverfahren ist exzellent.

Die E-Wischer-Auswertung empfiehlt sich vor allen Dingen dann, wenn störungsbedingt Leitungen ausgefallen sind, die einen großen Einfluß auf die Resonanzkurve des Netzes haben. Im folgenden Beispiel ist bei Gewitter in der stark beeinflussten schwarzen Gruppe eine 380-kV-Leitung ausgefallen. Gleichzeitig kam es zu einem selbsterlöschenden Erdschluss im 110 kV Netz.

 

Die ausgefallene 380-kV-Leitung hat einen erheblichen Einfluss auf die schwarze Gruppe. Bei einer üblichen Einstellung auf eine Sternpunktspannung von 6,4 kV könnte hier um 17 A nachkompensiert werden, obwohl sich das Resonanzmaximum nicht verändert hat.

Der Vergleich der Ortskreise zeigt, dass im Normalbetrieb die 380-kV-Leitung die Symmetrie der 110-kV-Gruppe erheblich verbessert. Der Verlagerungsstrom des 110-kV-Netzes ohne die ausgefallene 380-kV-Leitung hat einen Winkel von 185°. Wenn die 380-kV-Leitung, deren Winkel des Verlagerungsstromes 356° beträgt, wieder zugeschaltet wird, dann wird 40% der inneren Unsymmetrie des Netzes durch die äußere Unsymmetrie kompensiert. Der Unsymmetriegrad des Netzes reduziert sich von 0,85% auf 0,51%.