DE19820965A1 - Meßeinrichtung zur verlustarmen Messung der Netzimpedanz - Google Patents

Abstract

Meßeinrichtung zur verlustarmen Messung der Netzimpedanz. DOLLAR A Die vorgestellte Meßeinrichtung ermöglicht eine verlustarme Impedanzmessung des öffentlichen Stromnetzes, die unempfindlich gegenüber Netzstörungen ist. DOLLAR A Die Netzspanung wird während der positiven Halbwelle für 10 ms mit einem Kondensator belastet. Dadurch wird die Netzspannung in der Zeit von 0 ms bis 5 ms abgesenkt und in der Zeit von 5 ms bis 10 ms angehoben. Die Meßelektronik ermittelt erstens das Integral der Netzspannung in der Zeit von 0 ms bis 5 ms und zweitens das Integral der Netzspannung in der Zeit von 5 ms bis 10 ms. Die Differenz der beiden ermittelten Spannungsintegrale ist proportional zur Netzimpedanz. DOLLAR A Die Erfindung ist für automatische Freischalteinrichtungen gemäß VDE-Entwurf 0126 konzipiert und bietet die Vorteile verlustarmer und störungsunempfindlicher Impedanzmessungen.

Description

Photovoltaikanlagen, die in das öffentliche Stromversorgungsnetz einpeisen, benötigen aus Sicherheitsgründen eine Freischalteinrichtung, die sicherstellt, daß der einspeisende Wechselrichter vom Netz getrennt wird, wenn das öffentliche Netz abgeschaltet wird. In dem VDE Entwurf 0126 ist eine automatische Freischalteinrichtung vorgesehen, die neben anderen Meßgrößen auch die Netzimpedanz überwacht und den Wechselrichter vom Netz trennt, sobald eine oder mehrere der Meßgrößen den zulässigen Toleranzbereich verläßt. Die Überwachung der Netzimpedanz sollte möglichst verlustfrei und störungsunempfindlich z. B. bei Rundsteuersignalen, Geräten mit Phasenanschnittansteuerung oder Vollwellenelektronik sein, denn jede unnötige Abschaltung des Wechselrichters verringert den erzielbaren Ertrag. Die zur Zeit eingesetzten Verfahren sind entweder nicht verlustarm oder nutzen pulsförmige Meßverfahren, deren Ergebnis durch induktive und kapazitive Eigenschaften des öffentlichen Stromnetzes ungünstig beeinflußt werden.

Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, die Netzimpedanz möglichst verlustarm und unempfindlich gegenüber Netzstörungen aller Art zu messen.

Dieses Problem wird mit den im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.

Durch die Belastung mit einem Kondensator wird während der Belastung keine zusätzliche Leistung verbraucht. Da die Belastung nur während einer Halbwelle erfolgt, wird die Messung nicht durch eventuell angeschlossene Geräte mit Vollwellenelektronik beeinflußt.

Da eine Spannungsdifferenz ausgewertet wird und keine Zeitmessung zur Ermittlung z. B. einer Nulldurchgangsverschiebung durchgeführt wird, ist die vorgestellte Meßeinrichtung unempfindlicher gegenüber Rundsteuersignalen.

Ein Ausführungsbeispiel wird anhand Fig. 1 erläutert:

Das Potential L1 soll für den Zeitraum von 0ms bis 10ms positiv gegenüber N sein. Der Schalter S1 ist in dieser Zeit geschlossen und L1 wird mit dem Kondensator C1 belastet. Der Kondensator C1 wirkt in der Zeit von 0ms bis 5ms wie eine Stromsenke und in der Zeit von 5ms bis 10ms wie eine Stromquelle. Dadurch wird die Netzspannung in der Zeit von 0ms bis 5ms abgesenkt un in der Zeit von 5ms bis 10ms angehoben. Die Elektronik E1 ermittelt das Integral der Spannung L1 im Zeitraum von 0ms bis 5ms und speichert das Ergebnis bis zum Zeitpunkt t = 10ms. Die Elektronik E2 ermittelt das Integral der Spannung L1 im Zeitraum von 5ms bis 10ms. Die Elektronik E3 mißt zum Zeitpunkt t = 10ms die Differenz der Ausgangsspannungen von E1 und E2. Die Ausgangsspannung von E3 ist proportional zur Netzimpedanz.

Claims (2)

1. Meßeinrichtung zur verlustarmen Messung der Netzimpedanz, dadurch gekennzeichnet, daß die Netzspannung für eine Halbwelle ( = 10ms) mit einem Kondensator belastet wird, und daß die Differenz der aufintegrierten Spannungen von 0ms bis 5ms bzw. von 5ms bis 10ms ausgewertet wird.

2. Meßeinrichtung nach Schutzanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Belastung der Netzspannung nicht mit einem Kondensator, sondern mit einer Induktivität erfolgt.