DE102010060333B4 - Decentralized generation plant, in particular wind energy plant, test circuit and test method - Google Patents
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Abstract
Dezentrale elektrische Erzeugungsanlage, die an ein Netz (N) angeschlossen ist, gekennzeichnet durch eine Prüfschaltung (P) zum Prüfen der Reaktion der Erzeugungsanlage auf eine Überspannung mit einem zwischen der Erzeugungsanlage (DEA) und das Netz (N) zuschaltbaren Schwingkreis mit einem induktiven Widerstand (L) und einem kapazitiven Widerstand (C) zur Bereitstellung einer Prüf-Überspannung, wobei der kapazitive Widerstand (C) über einen Schalter (S2) zuschaltbar ist.A decentralized electrical generating system connected to a grid (N), characterized by a test circuit (P) for testing the reaction of the generating plant to an overvoltage with an inductive resistor switchable between the generating plant (DEA) and the grid (N) (L) and a capacitive resistor (C) for providing a test overvoltage, wherein the capacitive resistor (C) via a switch (S2) is switchable.
Description
Die Erfindung betrifft eine dezentrale elektrische Erzeugungsanlage, insbesondere Windenergieanlage, die an ein Netz angeschlossen ist, sowie eine Prüfschaltung zum Prüfen der Reaktion einer solchen Erzeugungsanlage auf eine Überspannung sowie ein Verfahren zum Prüfen der Reaktion einer solchen Erzeugungsanlage auf eine Überspannung.The invention relates to a decentralized electrical generation plant, in particular a wind turbine, which is connected to a network, and a test circuit for testing the response of such a generating plant to an overvoltage and a method for testing the response of such a generating plant to an overvoltage.
Die Erfindung kann insbesondere Einsatz finden bei Windenergieanlagen. Windenergieanlagen werden in der Regel an elektrische Versorgungsnetze angeschlossen. Zur Sicherung der Stabilität solcher elektrischen Versorgungsnetze geben die Netzbetreiber Anschlussrichtlinien für die an das Netz angeschlossenen dezentralen Erzeugungsanlagen heraus. Diese Anschlussrichtlinien schreiben das Verhalten der Erzeugungsanlagen während einer Störung im Netz vor. Erzeugungsanlagen, die nicht der entsprechenden Anschlussrichtlinie genügen, dürfen nur bedingt an das Netz angeschlossen werden. Dies gilt nicht nur für Windenergieanlagen sondern auch für sonstige dezentrale Erzeugungsanlagen des Versorgungsnetzes.The invention can be used in particular in wind turbines. Wind turbines are usually connected to electrical supply networks. To ensure the stability of such electrical supply networks, the grid operators issue connection guidelines for the decentralized generation plants connected to the grid. These connection guidelines prescribe the behavior of the generation systems during a fault in the network. Generating plants that do not comply with the corresponding connection directive may only be connected to the grid to a limited extent. This applies not only to wind turbines but also to other decentralized generation systems of the supply network.
Störungen im Versorgungsnetz können z. B. kurzzeitige Überspannungen sein, die beispielsweise durch einen Lastabwurf hervorgerufen werden. Ferner können auch kurzzeitige Spannungseinbrüche auftreten, die beispielsweise durch Kurzschlüsse im Übertragungsnetz hervorgerufen werden können.Disruptions in the supply network can z. B. be short-term overvoltages, which are caused for example by a load shedding. Furthermore, short-term voltage dips can occur, which can be caused for example by short circuits in the transmission network.
Die dezentralen Erzeugungsanlagen sollten vorteilhafterweise in der Lage sein, diese Fehlerzustände zu durchfahren, ohne sich vom Netz zu trennen. Besonders bevorzugt sollte zudem die Erzeugungsanlage durch Blindleistungslieferung beziehungsweise Blindleistungsbezug die Netzspannung stützen.The decentralized generation plants should advantageously be able to pass through these fault conditions without disconnecting from the grid. In addition, the generating plant should particularly preferably support the mains voltage by supplying reactive power or by drawing on reactive power.
Die Anschlussrichtlinien sehen in der Regel vor, dass der Nachweis der Konformität der Erzeugungsanlagen mit den Anschlussrichtlinien durch einen Zertifizierungsprozess erfolgt, wobei die entsprechende Prüfung in der Regel unmittelbar im entsprechenden Versorgungsnetz erfolgt.The connection directives generally stipulate that the conformity of the production plants with the connection guidelines is verified by means of a certification process, whereby the corresponding test usually takes place directly in the corresponding supply network.
Die Erfindung kann nunmehr Einsatz an einer Prüfschaltung finden, die die Fehlerzustände simulieren kann, um somit zum Einen den Herstellern der dezentralen Erzeugungsanlagen die Möglichkeit zu geben, die Anlagen entsprechend den Richtlinien anzupassen. Zum Anderen kann die Prüfschaltung auch während des Zertifizierungsprozesses verwendet werden.The invention can now be used on a test circuit that can simulate the fault conditions, thus on the one hand to give the manufacturers of decentralized generation facilities the opportunity to adapt the systems according to the guidelines. On the other hand, the test circuit can also be used during the certification process.
In der
Die Erfindung hat zur Aufgabe, eine Prüfschaltung und ein Prüfverfahren bereitzustellen, durch die die Reaktion einer Erzeugungsanlage auf eine Prüf-Überspannung geprüft werden kann, während die Erzeugungsanlage an das Netz angeschlossen ist.The invention has for its object to provide a test circuit and a test method by which the reaction of a generating plant to a test overvoltage can be tested while the generating plant is connected to the grid.
Eine erfindungsgemäße Erzeugungsanlage zur Lösung der Aufgabe ist Bestandteil von Patentanspruch 1, eine erfindungsgemäße Prüfschaltung zur Lösung der Aufgabe ist Bestandteil von Patentanspruch 14 und ein erfindungsgemäßes Prüfverfahren zur Lösung der Aufgabe ist Bestandteil von Patentanspruch 16. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Bestandteil der abhängigen Ansprüche.A generation system according to the invention for solving the problem is part of claim 1, a test circuit according to the invention for solving the problem is part of claim 14 and an inventive test method for solving the problem is part of claim 16. Advantageous developments are part of the dependent claims.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Prüfschaltung zum Prüfen der Reaktion der Erzeugungsanlage auf eine Überspannung, mit einem zwischen die Erzeugungsanlage und das Netz zuschaltbaren Schwingkreis, insbesondere Serienschwingkreis, mit einem induktiven Widerstand und einem kapazitiven Widerstand zur Bereitstellung einer Prüf-Überspannung, wobei der kapazitive Widerstand (C) über einen Schalter (S2) zuschaltbar ist, sowie durch eine Erzeugungsanlage mit einer solchen Prüfschaltung.The object is achieved by a test circuit for testing the reaction of the generating plant to an overvoltage, with a switchable between the generating plant and the network resonant circuit, in particular a series resonant circuit, with an inductive resistor and a capacitive resistor to provide a test overvoltage, wherein the capacitive resistance (C) via a switch (S 2 ) is switchable, and by a generating plant with such a test circuit.
Durch die erfindungsgemäße Prüfschaltung ist es möglich, dass der Erzeugungsanlage eine Netzüberspannung simuliert wird. Gleichzeitig kann die Erzeugungsanlage weiterhin an das Netz angeschlossen sein und in das Netz einspeisen. Hierdurch kann zudem eine möglichst realistische Prüfsituation hergestellt werden.By means of the test circuit according to the invention, it is possible for the generating plant to simulate mains overvoltage. At the same time, the generating plant can continue to be connected to the grid and fed into the grid. As a result, a test situation that is as realistic as possible can also be produced.
Bevorzugt weist der Schwingkreis einen Serienzweig, in dem der induktive Widerstand angeordnet ist, und einen Parallelzweig, in dem der kapazitive Widerstand angeordnet ist, auf. Hierbei kann der induktive Widerstand in Reihe zu der in der Regel zumeist überwiegend induktiven Netzimpedanz geschaltet sein.The resonant circuit preferably has a series branch in which the inductive resistor is arranged, and a parallel branch in which the capacitive resistor is arranged. In this case, the inductive resistor may be connected in series with the usually predominantly inductive network impedance.
Durch die Prüfschaltung wird die Netzspannung an der Eingangsseite der Prüfschaltung während der Prüfung nur in geringem Maße beeinflusst. Es besteht somit die Möglichkeit, die Reaktion der Erzeugungsanlage zu prüfen, ohne das Netz unnötig stark zu beeinflussen. The test circuit has only a small influence on the line voltage at the input side of the test circuit during the test. It is therefore possible to test the reaction of the generating plant without unnecessarily influencing the network.
Die Spannung über dem Parallelzweig kann hierbei die der Energieanlage bereitgestellte Prüf-Überspannung darstellen. Die Netzspannung kann die Eingangsspannung der Prüfschaltung darstellen. Durch die Prüfschaltung wird die Spannung erhöht und der Erzeugungsanlage als Prüf-Überspannung bereitgestellt.In this case, the voltage across the parallel branch can represent the test overvoltage provided to the energy system. The mains voltage can represent the input voltage of the test circuit. The test circuit increases the voltage and provides it to the generating plant as test overvoltage.
Durch die Eigenschaften des Schwingkreises kann bei geeigneter Dimensionierung des induktiven und des kapazitiven Widerstands die Netzspannung erhöht werden. Durch weitere Bauelemente kann zudem das Verhalten der Prüfschaltung weiter verbessert werden:
Besonders bevorzugt ist im Parallelzweig ein Dämpfungswiderstand angeordnet. Durch diesen Dämpfungswiderstand, der insbesondere in Reihe zum kapazitiven Widerstand angeordnet sein kann, kann das Schaltverhalten beim Zuschalten der Prüfschaltung beeinflusst werden. Durch den Dämpfungswiderstand können insbesondere Einschwingvorgänge des Schwingkreises gedämpft werden.Due to the properties of the resonant circuit, the mains voltage can be increased with suitable dimensioning of the inductive and the capacitive resistance. In addition, the behavior of the test circuit can be further improved by further components:
Particularly preferably, a damping resistor is arranged in the parallel branch. By this damping resistor, which may be arranged in particular in series with the capacitive resistance, the switching behavior when switching on the test circuit can be influenced. In particular, transient oscillations of the resonant circuit can be damped by the damping resistor.
Weiterhin bevorzugt ist im Parallelzweig ein Entladewiderstand angeordnet. Durch diesen insbesondere zuschaltbaren Entladewiderstand kann der kapazitive Widerstand nach Abschluss der Prüfung definiert entladen werden. Insofern sollte der Entladewiderstand parallel zum kapazitiven Widerstand angeordnet sein. Durch den Entladewiderstand kann nach jedem Prüfversuch ein definierter Ausgangszustand der Prüfschaltung wiederhergestellt werden. Ferner wird eine Gefährdung des Bedienpersonals durch eine aufgeladene Kapazität reduziert.Further preferably, a discharge resistor is arranged in the parallel branch. By this particular switchable discharge resistor, the capacitive resistance can be discharged defined defined after completion of the test. In this respect, the discharge resistor should be arranged parallel to the capacitive resistor. Due to the discharge resistor, a defined output state of the test circuit can be restored after each test attempt. Furthermore, a risk to the operator is reduced by a charged capacity.
Bei einer weiteren möglichen Ausgestaltung ist im Entladekreis des kapazitiven Widerstandes eine Entladedrossel angeordnet. Über die Entladedrossel kann sich der kapazitive Widerstand selbständig entladen, so dass bevorzugt ein Schalter eingespart werden kann. Zudem besteht nicht mehr die Gefahr, dass bei einem defekten Entladeschalter keine Entladung mehr stattfindet.In a further possible embodiment, an unloading throttle is arranged in the discharge circuit of the capacitive resistor. About the discharge choke, the capacitive resistance can be discharged independently, so that preferably a switch can be saved. In addition, there is no longer the danger that discharge will no longer take place if the discharge switch is defective.
Neben Überspannungen können auch Spannungseinbrüche eine Netzstörung darstellen. Besonders bevorzugt sollte die Prüfschaltung auch solche Spannungseinbrüche des Netzes der dezentralen Erzeugungsanlage simulieren können, um die Reaktion der Erzeugungsanlage auf einen solchen Spannungseinbruch prüfen zu können.In addition to overvoltages, voltage dips can also be a power failure. Particularly preferably, the test circuit should be able to simulate such voltage dips of the network of decentralized generation plant in order to check the reaction of the generating plant to such a voltage dip can.
Für die Bereitstellung einer gegenüber der Netzspannung verringerten Prüfspannung kann die Prüfschaltung parallel zum Parallelzweig einen zuschaltbaren induktiven Widerstand aufweisen. Dieser zweite induktive Widerstand bildet somit mit dem induktiven Widerstand des Serienzweiges einen induktiven Spannungsteiler. Die Spannung über dem Parallelzweig ist gegenüber der Spannung am Eingang der Prüfschaltung verringert und kann die Eingangsspannung der Erzeugungsanlage darstellen.In order to provide a test voltage which is lower than the mains voltage, the test circuit can have a switchable inductive resistor parallel to the parallel branch. This second inductive resistor thus forms an inductive voltage divider with the inductive resistor of the series branch. The voltage across the shunt is reduced from the voltage at the input of the test circuit and may represent the input voltage of the generator.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Prüfschaltung einen Überspannungsableiter am Eingang und/oder am Ausgang der Prüfschaltung auf. Ein weiterer Überspannungsableiter kann beispielsweise zur Absicherung des Parallelzweiges vorgesehen sein. Überspannungen können beispielsweise bei Schalthandlungen auftreten.In a preferred embodiment, the test circuit has a surge arrester at the input and / or at the output of the test circuit. Another surge arrester may be provided, for example, to secure the parallel branch. Overvoltages can occur, for example, during switching operations.
Die Prüfschaltung ist zwischen das Netz und die Erzeugungsanlage zuschaltbar. Hierfür können insbesondere Leistungsschalter verwendet werden. Folgende Schalter können bevorzugt verwendet werden:
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Schwingkreis über einen Bypass-Schalter überbrückbar. Ferner kann die Prüfschaltung netzseitig und/oder erzeugungsanlagenseitig mittels eines Schalters vom Netz beziehungsweise der Erzeugungsanlage getrennt werden. Durch den Bypass-Schalter kann die Erzeugungsanlage allerdings weiterhin in das Netz einspeisen, wenn z. B. Pausen, Wartungsarbeiten oder Unterbrechungen zwischen den Prüfungen vorliegen.The test circuit can be connected between the grid and the generating plant. For this purpose, in particular circuit breakers can be used. The following switches can preferably be used:
In an advantageous embodiment, the resonant circuit can be bridged via a bypass switch. Furthermore, the test circuit on the network side and / or generating plant side can be separated by means of a switch from the network or the generating plant. Through the bypass switch, however, the generating plant can continue to feed into the network when z. For example, there are breaks, maintenance or interruptions between tests.
Der kapazitive Widerstand wird über einen Schalter zugeschaltet. In einer möglichen Ausgestaltung ist der induktive Widerstand über einen Bypass-Schalter überbrückbar. Durch Öffnen dieses Bypass-Schalters kann der induktive Widerstand zugeschaltet werden. Während der Prüfung kann somit zunächst der Bypass-Schalter des induktiven Widerstandes geöffnet werden, wobei dann anschließend der kapazitive Widerstand zugeschaltet wird, um die Prüf-Überspannung bereitzustellen.The capacitive resistance is switched on via a switch. In one possible embodiment, the inductive resistor can be bridged via a bypass switch. By opening this bypass switch, the inductive resistor can be switched on. During the test, the bypass switch of the inductive resistor can thus be opened first, in which case the capacitive resistor is subsequently connected in order to provide the test overvoltage.
Der induktive Widerstand und der kapazitive Widerstand müssen für den Einsatz insbesondere in Mittelspannungsnetzen ausreichend dimensioniert sein. Der kapazitive Widerstand kann beispielsweise aus mehreren parallel und/oder in Reihe geschalteten Kondensatoren bestehen. Der induktive Widerstand kann beispielsweise aus mehreren in Reihe und/oder parallel geschalteten Spulen bestehen. Die einzelnen Kondensatoren beziehungsweise die einzelnen Spulen können bevorzugt einzeln zugeschaltet werden. Bevorzugt ist der kapazitive Widerstand und/oder der induktive Widerstand einstellbar. Hierdurch kann auch die Prüfspannung eingestellt werden.The inductive resistance and the capacitive resistance must be sufficiently dimensioned for use, in particular in medium-voltage networks. The capacitive resistance can be for example consist of several parallel and / or series-connected capacitors. The inductive resistor may consist, for example, of a plurality of coils connected in series and / or in parallel. The individual capacitors or the individual coils can preferably be switched on individually. Preferably, the capacitive resistance and / or the inductive resistance is adjustable. As a result, the test voltage can be adjusted.
Um die Prüfung am Ort der Erzeugungsanlage durchführen zu können, ist es vorteilhaft, wenn die Prüfschaltung für den Transport geeignet ist. Bevorzugt ist die Prüfschaltung in einem oder in mehreren mobilen Containern, insbesondere Iso-Containern, angeordnet. Diese Container können mittels üblicher Transportmittel zum Ort der Erzeugungsanlage gebracht werden. Bevorzugt sind die Container wetterfest ausgestaltet, so dass die Prüfung unabhängig von äußeren Umgebungsbedingungen ist.In order to carry out the test at the site of the generating plant, it is advantageous if the test circuit is suitable for transport. The test circuit is preferably arranged in one or more mobile containers, in particular insulated containers. These containers can be brought by conventional means of transport to the place of production. Preferably, the containers are designed weatherproof, so that the test is independent of external environmental conditions.
Die Prüfschaltung ist bevorzugt derart ausgestaltet, dass sich im Falle eines dreiphasigen Aufbaus die Prüfspannung in jeder der drei Phasen zugleich erhöhen lässt. Ferner saute sich auch in jeder einzelnen Phase die Prüfspannung einzeln erhöhen lassen.The test circuit is preferably designed such that in the case of a three-phase structure, the test voltage in each of the three phases can be increased at the same time. Furthermore, the test voltage could also be increased individually in each individual phase.
Die Erfindung ist nicht begrenzt auf Windenergieanlagen. Sie kann vielmehr auch bei anderen dezentralen Erzeugungsanlagen wie beispielsweise bei Photovoltaikanlagen, Blockheizkraftwerken oder Gas- und Dieselgeneratoren eingesetzt werden. Neben diesem Einsatz in der dezentralen Stromversorgung kann die Erfindung ferner auch bei Vorrichtungen der Elektromobilität, insbesondere bei Batterien von Elektroautos, Einsatz finden. Das Netz kann ein Mittelspannungsnetz oder ein Niederspannungsnetz sein.The invention is not limited to wind turbines. Rather, it can also be used in other decentralized generation plants such as photovoltaic systems, combined heat and power plants or gas and diesel generators. In addition to this use in the decentralized power supply, the invention can also be found in devices of electric mobility, especially in batteries of electric cars, use. The grid can be a medium voltage network or a low voltage network.
Das erfindungsgemäße Prüfverfahren zum Prüfen der Energieerzeugungsanlage wird durchgeführt, während die Erzeugungsanlage am Netz angeschlossen ist. Die Energieerzeugungsanlage kann während der Prüfung Energie in das Netz einspeisen.The test method according to the invention for testing the power generation plant is carried out while the generating plant is connected to the grid. The power plant can feed energy into the grid during the test.
Während der Prüfung können elektrische Eigenschaften der Erzeugungsanlage gemessen werden. Die hierzu verwendeten Messeinrichtungen können Bestandteil der Erzeugungsanlage oder der zuschaltbaren Prüfschaltung sein. Gleiches gilt für die Auswertung der Prüfung und die hierfür verwendeten Auswerteeinrichtungen.During the test, electrical characteristics of the generating plant can be measured. The measuring devices used for this purpose may be part of the generating plant or the switchable test circuit. The same applies to the evaluation of the test and the evaluation equipment used for this purpose.
Die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Prüfschaltung beschriebenen Ausgestaltungen und Weiterbildungen können auch bei dem erfindungsgemäßen Prüfverfahren Einsatz finden.The embodiments and developments described in connection with the test circuit according to the invention can also be used in the test method according to the invention.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Figuren beschrieben. Es zeigen:Advantageous embodiments of the invention will be described with reference to the following figures. Show it:
Die
Die Erzeugungsanlage DEA ist an ein Netz N mit einer schematisch dargestellten Netzimpedanz ZN angeschlossen. Die Prüfschaltung kann zwischen das Netz N und die Erzeugungsanlage DEA geschaltet werden. The generating plant DEA is connected to a grid N with a schematically illustrated grid impedance Z N. The test circuit can be connected between the grid N and the generating plant DEA.
Die Prüfschaltung umfasst einen Serienschwingkreis, der einen induktiven Widerstand L und einen kapazitiven Widerstand C aufweist. Der induktive Widerstand L befindet sich hierbei in einem Serienzweig des Schwingkreises. Der induktive Widerstand L liegt somit in Reihe zur Netzimpedanz ZN des Netzes N. Über die Induktivität des induktiven Widerstands L können sich die Rückwirkungen auf das Netz N auf ein gefordertes Maß reduzieren lassen. Im Serienzweig sollte ferner der ohmsche Widerstand gering gehalten sein.The test circuit comprises a series resonant circuit having an inductive resistor L and a capacitive resistance C. The inductive resistor L is here in a series branch of the resonant circuit. The inductive resistance L is thus in series with the network impedance Z N of the network N. About the inductance of the inductive resistor L, the repercussions on the network N can be reduced to a required level. In the series branch, the ohmic resistance should also be kept low.
Der Schwingkreis weist ferner einen Parallelzweig auf, in dem der kapazitive Widerstand C angeordnet ist. In dem Parallelzweig ist ferner ein Dämpfungswiderstand RD angeordnet, der das Einschwingverhalten des Schwingkreises in günstiger Weise beeinflussen kann.The resonant circuit further has a parallel branch, in which the capacitive resistor C is arranged. In the parallel branch, a damping resistor R D is also arranged, which can affect the transient response of the resonant circuit in a favorable manner.
Die Netzspannung stellt die Eingangsspannung der Prüfschaltung dar. Die Ausgangsspannung der Prüfschaltung, die der Erzeugungsanlage bereit gestellt wird, entspricht der Spannung über dem Parallelzweig.The mains voltage represents the input voltage of the test circuit. The output voltage of the test circuit, which is provided to the generating plant, corresponds to the voltage across the parallel branch.
Der induktive Widerstand L ist über einen Leistungsschalter S1 überbrückbar. Der kapazitive Widerstand ist über einen Leistungsschalter S2 zuschaltbar. Bei geschlossenem Bypass-Schalter S1 und geöffnetem Schalter S2 ist die Erzeugungsanlage unmittelbar und ohne weitere Beeinflussung an das Netz N angeschlossen.The inductive resistor L can be bridged via a power switch S 1 . The capacitive resistor can be connected via a circuit breaker S 2 . When the bypass switch S 1 is closed and the switch S 2 is open, the generating plant is connected directly to the grid N without any further influence.
Zur Prüfung der Reaktion der Erzeugungsanlage DEA auf eine Überspannung wird zunächst der Schalter S1 geöffnet. Anschließend wird der Schalter S1 geschlossen, so dass die Erzeugungsanlage DEA nunmehr über den Schwingkreis mit dem Netz N verbunden ist. Durch die gewählte Dimensionierung der Induktivität des induktiven Widerstandes L und der Kapazität des kapazitiven Widerstandes C kann eine gegenüber der Netzspannung UNETZ erhöhte Prüfüberspannung UDEA am Ausgang der Prüfschaltung bereit gestellt werden. Diese kann im eingeschwungenen Zustand wie folgt angegeben werden: To test the reaction of the generating plant DEA to an overvoltage, the switch S 1 is first opened. Subsequently, the switch S 1 is closed, so that the generating plant DEA is now connected via the resonant circuit to the network N. Due to the selected dimensioning of the inductance of the inductive resistor L and the capacitance of the capacitance C, a comparison with the mains voltage U NETZ increased test overvoltage U DEA can be provided at the output of the test circuit. This can be specified in the steady state as follows:
Die
Der kapazitive Widerstand C kann aus einer Parallel- und/oder Reihenschaltung von mehreren Kondensatoren bestehen. Die Kapazität des kapazitiven Widerstands C kann beispielsweise im Bereich von 1 bis 100 μF liegen. Die Induktivität des induktiven Widerstands L kann im Bereich von 10 bis 1000 mH liegen. Der induktive Widerstand L kann aus einer Mehrzahl von in Reihe und/oder parallel geschalteten Spulen aufgebaut sein.The capacitive resistor C may consist of a parallel and / or series connection of a plurality of capacitors. The capacitance of the capacitive resistor C may be, for example, in the range of 1 to 100 μF. The inductance of the inductive resistor L may be in the range of 10 to 1000 mH. The inductive resistor L may be constructed from a plurality of coils connected in series and / or in parallel.
Durch die Prüfschaltung kann das Verhalten der Erzeugungsanlage DEA auf eine kurzzeitige Überspannung geprüft und folglich optimiert werden. Somit kann die Gefahr verringert werden, dass im Falle einer tatsächlichen Netzüberspannung durch unkontrolliertes Verhalten verschiedener Erzeugungsanlagen das Netz N zusätzlich destabilisiert wird.The test circuit enables the behavior of the DEA generating plant to be checked for short-time overvoltage and thus optimized. Thus, the risk can be reduced that in the event of an actual grid overvoltage due to uncontrolled behavior of different generation plants, the network N is additionally destabilized.
Die
Ein weiterer Überspannungsableiter ÜA ist parallel zum Parallelzweig angeordnet, so dass auch dieser gegen Überspannungen abgesichert ist.Another surge arrester ÜA is arranged parallel to the parallel branch, so that this is also protected against overvoltages.
Parallel zum Parallelzweig ist ferner ein Entladewiderstand RE angeordnet, der über einen Schalter S3 zuschaltbar ist. Der Entladeschalter S3 kann nach der Durchführung eines Prüfversuches bei geöffneten Schalter S2 geschlossen werden, so dass der kapazitive Widerstand C über den Entladewiderstand RE und den Dämpfungswiderstand RD entladen werden kann.Parallel to the parallel branch, a discharge resistor R E is also arranged, which can be connected via a switch S 3 . The discharge switch S 3 can after opening a test at open Switch S 2 are closed, so that the capacitive resistance C via the discharge resistor R E and the damping resistor R D can be discharged.
Der Parallelzweig endet an einem Sternpunkt SP. Der Sternpunkt ist insbesondere in dem Fall geerdet, in dem die Spannung auch in einer einzelnen Phase erhöht werden soll. Der Sternpunkt kann allerdings auch isoliert ausgeführt sein. Bei einer dreiphasigen Anwendung können die kapazitiven Parallelzweige aller drei Phasen in dem Sternpunkt enden.The parallel branch ends at a star point SP. The star point is earthed in particular in the case where the voltage is to be increased even in a single phase. However, the star point can also be executed in isolation. In a three-phase application, the capacitive parallel branches of all three phases can end in the neutral point.
Die
Die
Die
Die
Die
Die
Die elektrische Verbindung des Prüfkreises zwischen den Container CT1, CT2 und CT3 erfolgt mit kurzen MS-Kabelstücken. Die Prüfspannungen werden einem Transformator T der Erzeugungsanlage DEA bereitgestellt.The electrical connection of the test circuit between the CT 1 , CT 2 and CT 3 containers is made with short lengths of MS cable. The test voltages are provided to a transformer T of the generating plant DEA.
In dem ersten Container CT1 ist eine Schaltanlage mit Leistungsschaltern inklusive Versuchsschaltern angeordnet. Die Schaltanlage des Containers CT1 beinhaltet die Schalter S1, S5, S6, S7, S8 und S9.In the first container CT 1 a switchgear with circuit breakers including test switches is arranged. The switchgear of the container CT 1 includes the switches S 1 , S 5 , S 6 , S 7 , S 8 and S 9 .
Des Weiteren sind im Container CT1 eingangsseitig Messeinrichtungen ME wie Stromwandler und Spannungswandler vorgesehen. Ausgangsseitig sind ebenfalls Messeinrichtungen MA wie Stromwandler und Spannungswandler angeordnet. Weitere nicht dargestellte Messeinrichtungen wie Stromwandler können auch im Parallelzweig angeordnet sein. Die Messeinrichtungen ME und MA können zur Messung der Reaktion der Erzeugungsanlage DEA verwendet werden, wobei das Ergebnis der Messung einer nicht dargestellten rechnerbasierten Auswerteeinrichtung im Container CT1 zugeführt werden kann. In dem Container CT1 sind ferner Überspannungsableiter sowie ein Steuersystem angeordnet.Furthermore, measuring devices M E such as current transformers and voltage transformers are provided in the container CT 1 on the input side. On the output side, measuring devices M A such as current transformers and voltage transformers are also arranged. Other measuring devices, not shown, such as current transformers can also be arranged in parallel branch. The measuring devices M E and M A can be used for measuring the reaction of the generating plant DEA, wherein the result of the measurement of a not shown computer-based evaluation in the container CT 1 can be supplied. In the container CT 1 surge arresters and a control system are also arranged.
In dem zweiten Container CT2 ist der Parallelzweig des Serienschwingkreises angeordnet. Der Parallelzweig besteht aus dem kapazitiven Widerstand C, dem Dämpfungswiderstand RD, dem parallel dazu geschalteten Entladewiderstand RE sowie der Entladedrossel LE. In dem Container CT2 sind ferner Schalter S2 und S10 angeordnet. In the second container CT 2 , the parallel branch of the series resonant circuit is arranged. The parallel branch consists of the capacitive resistor C, the damping resistor R D , the parallel connected discharge resistor R E and the discharge throttle L E. In the container CT 2 switches S 2 and S 10 are further arranged.
In dem dritten Container CT3 ist der Serienzweig des Schwingkreises angeordnet. Der Serienzweig beinhaltet u. a. den induktiven Widerstand L.In the third container CT 3 , the series branch of the resonant circuit is arranged. The serial branch includes the inductive resistor L.
Zusätzlich ist im Container CT3 ein weiterer induktiver Widerstand LP angeordnet, der parallel zum Parallelzweig des Schwingkreises angeordnet ist. Dieser parallele induktive Widerstand LP kann zusammen mit dem induktiven Widerstand L im Serienzweig im Sinne eines induktiven Teilers zur Bereitstellung einer gegenüber der Netzspannung reduzierten Prüfspannung verwendet werden. Diese Betriebsart des Prüfkreises ist auch ohne Vorhandensein des Containers CT2 möglich.In addition, a further inductive resistor L P is arranged in the container CT 3 , which is arranged parallel to the parallel branch of the resonant circuit. This parallel inductive resistor L P can be used together with the inductive resistor L in the series branch in the sense of an inductive divider to provide a reduced compared to the mains voltage test voltage. This operating mode of the test circuit is possible even without the presence of the container CT 2 .
Im Falle der Verwendung des induktiven Spannungsteilers kann durch das Verhältnis der beiden einstellbaren Teilerimpedanzen L und LP die für die Erzeugungsanlage gewünschte Restspannung eingestellt werden.In the case of using the inductive voltage divider can be adjusted by the ratio of the two adjustable Teilerimpedanzen L and L P desired for the generating system residual voltage.
Nach dem Zuschalten des Schwingkreises oder des induktiven Spannungsteilers werden die elektrischen Eigenschaften der dezentralen Erzeugungsanlage DEA gemessen, so dass die Reaktion der Erzeugungsanlage DEA auf eine Überspannung oder einen Spannungseinbruch geprüft werden kann.After switching on the resonant circuit or the inductive voltage divider, the electrical properties of the decentralized generation system DEA are measured, so that the reaction of the DEA generating system can be checked for an overvoltage or a voltage dip.
Falls die Spannung nur in einer oder zwei Phasen angehoben werden soll, kann dazu die Zuschaltung des parallelen Zweiges mit Kondensator C und Widerstand R ein- oder zweiphasig erfolgen. Dabei sollte der Sternpunkt des Parallelzweiges mit dem am Transformator des Netzes identisch sein, damit die Phasenlage des Stromes im Parallelzweig etwa 90° voreilend zur entsprechenden Leiter-Erde Spannung ist. Ist dies nicht der Fall, erfolgt die Addition des Spannungsabfalls über der Induktivität L nicht mehr phasengleich mit der Leiter-Erde Spannung und die Spannungsanhebung wird ungleichmäßig in den beiden betroffenen Phasen.If the voltage is to be increased in only one or two phases, the connection of the parallel branch with capacitor C and resistor R can be effected in one or two phases. The star point of the parallel branch should be identical to that at the transformer of the network, so that the phase position of the current in the parallel branch is about 90 ° leading to the corresponding phase-earth voltage. If this is not the case, the addition of the voltage drop across the inductance L is no longer in phase with the phase-earth voltage and the voltage increase is uneven in the two phases involved.
Durch den Einsatz von Kompensationsspulen zwischen Transformatorsternpunkt und Erde, isolierten Sternpunkten und eventuell hohen Erdwiderständen kann nicht immer gewährleistet werden, dass die beiden Sternpunkte auf demselben Potential liegen. Um dies zu umgehen, ist es möglich, die Prüfversuche generell dreiphasig durchzuführen und nur diejenigen beeinflussten Zweige II an die Erzeugungsanlage DEA durchzuschalten, welche benötigt werden. Dazu ist es sinnvoll, in zwei von drei Phasen jeweils zwei einpolige Trennschalter S11 entsprechend der
Bezugszeichen:Reference numerals:
-
- CC
- kapazitiver Widerstandcapacitive resistance
- DEADEA
- dezentrale Erzeugungsanlagedecentralized generation plant
- II
- unbeinflusster Zweiguninfluenced branch
- IIII
- beeinflusster Zweigaffected branch
- LL
- induktiver Widerstandinductive resistance
- LE L E
- Entladedrosseldischarge reactor
- LP L P
- induktiver Widerstand im Parallelzweiginductive resistance in parallel branch
- MA M A
- Messeinrichtung (ausgangsseitig)Measuring device (output side)
- ME M E
- Messeinrichtung (eingansseitig)Measuring device (input side)
- NN
- Netznetwork
- PP
- Prüfschaltungtest circuit
- RD R D
- Dämpfungswiderstanddamping resistor
- RE R E
- Entladewiderstanddischarge
- S1–S11 S 1 -S 11
- Schalterswitch
- SPSP
- Sternpunktstar point
- TT
- Transformatortransformer
- ÜAProb
- ÜberspannungsableiterSurge arresters
- ZN Z N
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