E-Spulen Regelung: Resonanzkurvenverfahren – Ortskurvenverfahren

Info-Brief Nr. 12

Gelöschte Netze

In „gelöschten Netzen“ wird der Strom über die Fehlerstelle mithilfe einer Erdschlusslöschspule (E-Spule, auch Petersenspule) minimiert. Hierzu wird die Erdschlusslöschspule bereits im gesunden Netzbetrieb, d.h. ohne Erdschluss so eingestellt, dass im Falle eines Erdschlusses der kapazitive Anteil des Stromes über die Fehlerstelle durch einen induktiven Strom kompensiert wird. Das folgende Bild 1 zeigt das Netz im Falle eines einpoligen Erdschlusses in der Phase L1.

Erdschlusslöschspule-erdschlusslöschung-prinzip
Prinzip der Erdschlusslöschung

Lp
C1, C2,C3
ZF
N
E1,E2,E3
Uo
IC1, IC2
ILP
IW
IF

Erdschlusslöschspule (E-Spule, Petersenspule)
Leitungskapazitäten der Phasen L1 bis L3
Übergangswiderstand an der Fehlerstelle
Sternpunkt des Transformators
Phasenspannungen
Verlagerungsspannung
Kapazitive Ströme der beiden gesunden Phasen
Induktiver Kompensationsstrom durch die E-Spule über die Fehlerstelle
Wirkanteil
Strom über die Fehlerstelle

Aufgaben der E-Spule

Die Aufgabenstellung der E-Spulen Regelung besteht nun darin, die Erdschlusslöschspule bereits im gesunden Netzbetrieb auf den gewünschten Wert einzustellen. Für die Regelung stehen mehrere Methoden zu Verfügung, wobei das Ersatzschaltbild für die Resonanzverfahren und das Ortskurvenverfahren ohne die Verwendung von symmetrischen Komponenten hergeleitet werden.

Vereinfachtes Ersatzschaltbild

Das vereinfachte Ersatzschaltbild soll das Netz für den Bereich vom Betriebszustand „gesundes Netz“ bis zum Betriebszustand „satter Erdschluss“ beschreiben. Zunächst werden für eine einfachere Schreibweise die Kapazitäten des Netzes und die Induktivität der E-Spule durch ihre komplexen Leitwerte (Scheinleitwerte bzw. Admittanzen) ersetzt. Es wird dabei angenommen, dass die kapazitive Unsymmetrie bzw. ohmsche Unsymmetrie im Fall eines satten Erdschlusses nur in einer Phase vorhanden ist.

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