Aardsluitingcompensatie en stroomtoevoer
Oplossingen voor verschillende netwerktopologieën
Aardfoutcompensatie beperkt foutstromen bij eenpolige aardfouten en verhoogt de bedrijfszekerheid in midden- en hoogspanningsnetten. Hiervoor worden Peters-spoelen nauwkeurig afgestemd op de netcapaciteit. A. Eberle combineert Peters-spoelregelaars met stroomtoevoer om ook bij schommelende verschuivingsspanning een betrouwbare regeling mogelijk te maken.
Regels bij aardfout
Producten
Stroomtoevoer & kloksnelheid
Producten
Toepassingsgebieden
EORSys - aardsluitingcompensatie & stroomtoevoer
Alle taken op het gebied van besturing, meting en registratie
“Rondom de Petersen-spoel”
Onze vrij programmeerbare Petersenspoelregelaars REG-DP & REG-DPA orden in midden- en hoogspanningsnetten ingezet voor de regeling van continu, onder belasting verstelbare Petersenspoelen (ook wel P-spoel, aardfout-ontstoelsregelaar of E-spoel genoemd). Bovendien kunnen alle andere besturings-, meet- en registratietaken “rondom de Petersen-spoel” worden uitgevoerd.
De klassieke regeling, d.w.z. het zoeken naar de resonantiecurve via de spoelmethode, kan onder bepaalde netomstandigheden niet meer worden gebruikt voor het succesvol afstemmen van de Petersen-spoel.
Juist bij een onrustige, sterk beïnvloede verschuivingsspanning of zeer symmetrische netten hebben we voor dit steeds vaker voorkomende geval de stroomtoevoer ontwikkeld. De stroomtoevoer genereert een signaal dat via de hulpwikkeling van de Petersenspoel in het net wordt ingevoerd. Op basis van de reactie van het net is het met de combinatie van REG-DP(A) plus stroomtoevoer mogelijk om, ondanks de lage of sterk beïnvloede verschuivingsspanning, een resonantiecurve te berekenen.
Wat is aardsluitingcompensatie?
De aardfoutcompensatie is een methode om de foutstroom bij een aardfout in een elektriciteitsnet te beperken. Een aardfout is een storing waarbij een fase van het net in direct contact staat met de aarde, wat tot een aanzienlijke foutstroom kan leiden. Het doel van aardfoutcompensatie is om deze foutstroom tot een minimum te beperken door het gebruik van speciale smoorspoelen, de zogenaamde aardfoutsmoorspoelen of Petersen-spoelen. Een synoniem voor aardsluitingcompensatie is de resonantie-sterpunt-aarding, vaak ook wel gedempte netwerkaarding genoemd.
De resonantie-sterpunt-aarding is gebaseerd op het principe dat de inductie van de smoorspoel in resonantie staat met de capaciteit van het netwerk. Hierdoor kan de capacitieve stroom die bij een aardfout vloeit, worden gecompenseerd, waardoor de foutstroom sterk wordt gereduceerd of zelfs bijna tot nul wordt teruggebracht. Deze vorm van aarding is vooral gebruikelijk in gedempte netten, waarbij aardfouten slechts zeer geringe stromen mogen veroorzaken om de veiligheid en stabiliteit van het net te waarborgen.
Een voorbeeld: in een 20 kV-middenspanningsnet treedt een aardfout op. Door het gebruik van een Petersen-spoel, die is afgestemd op de netcapaciteit, wordt de foutstroom zodanig verminderd dat het net niet onmiddellijk hoeft te worden uitgeschakeld. Het net kan in bedrijf blijven en de storing kan tijdens een gepland onderhoud worden verholpen, zonder dat dit tot een stroomstoring leidt.
Virtuele handleiding
Beschrijving van de basisprocedure voor de inbedrijfstelling van de REG-DP(A)
Meer informatie
AE Toolbox
De gratis software voor parameterinstelling en configuratie vormt een perfecte aanvulling op apparatuur voor aardlekcompensatie
De AEToolbox werkt projectmatig en valt op door zijn uitgebreide functionaliteit en de veelzijdigheid die het programma biedt.
Problemen met netten bij aardfouten zonder gebruik van petersen-spoelen of aardfoutcompensatiespoelen (aardfoutcompensatie)
- Netwerken zonder aardfoutcompensatie moeten bij een aardfout worden uitgeschakeld, wat leidt tot een stroomstoring
- Als het net niet is voorzien van aardfoutcompensatie, vloeien er op de plaats van de aardfout hoge elektrische stromen door de grond, die hoge stapspanningen en aanspreking spanning kunnen veroorzaken die levensgevaarlijk zijn voor mens en dier. Als de toegestane stap- en aanspreking spanning bij een aardfout niet worden nageleefd (in het star geaarde net en meestal ook in het geïsoleerde net), moet het net onmiddellijk worden uitgeschakeld.
- Door de aardfout kunnen vonken en vlambogen ontstaan, wat brand kan veroorzaken.
- In een geïsoleerd en gecompenseerd net stijgen bij een aardfout de spanningen op de niet-defecte geleiders, wat een extra belasting voor de isolatie vormt. Hoogspanningsnetten worden daarom met starre aarding geëxploiteerd, aangezien de extra isolatie-inspanningen hier niet rendabel zouden zijn.
Onze vrij programmeerbare petersen-spoelregelaars
Betrouwbare regeling bij aardfout – duizenden keren bewezen en wereldwijd in gebruik
Hoe wordt aardlekcompensatie berekend?
In midden- en hoogspanningsnetten worden Petersen-spoelen (ook aardsluitingsontstoelspoelen) gebruikt, zodat bij een eenpolige aardfout de capacitieve stroom via de foutplaats wordt gecompenseerd door een inductieve stroom die ongeveer even groot is, maar in tegengestelde richting loopt. Daartoe moet de spoel, wanneer het net in goede staat is, worden ingesteld op een inductieve weerstand XL die bij benadering overeenkomt met de capacitieve weerstand XC van het net.
De aardfoutcompensatie in het driefasennet wordt in het onderstaande voorbeeld op dezelfde manier weergegeven als in het voorbeeld voor het geïsoleerde net. Bij volledige compensatie door de compensatiespoel wordt de capacitieve aardfoutstroom Ice volledig gecompenseerd en bij een aardfout wordt de stroom op de foutplaats gelijk aan IF=0.
Reële netten worden doorgaans niet volledig gecompenseerd, maar meestal licht overgecompenseerd, aangezien bij volledige compensatie (op het resonantiepunt) de verschuivingsspanning het hoogst is en daardoor ook een van de leiderspanningen de sterkst verhoogde waarde aanneemt.
De mate van over- of ondercompensatie wordt aangegeven door de zogenaamde verstemmingsgraad v.
v = (IL – IC) / IL
Het resonantiepunt, en daarmee het ideale afstempunt voor de aardlekbeveiligingsspoel, verandert in echte netwerken doordat de netcapaciteit door omschakelingen verandert. Om de spoel altijd zo goed mogelijk af te stemmen op de actuele nettoestand, is een automatische regeling van de spoel van belang. Dit kan worden uitgevoerd met de compensatiespoelregelaar REG-DP van A. Eberle. De berekening van de juiste aardlekcompensatie gebeurt met de REG-DP automatisch en continu door het meten van de resonantiecurve.
De vereiste inductie van de spoel wordt zo gekozen dat deze in resonantie komt met de capaciteit van het netwerk. De resonantievoorwaarde kan wiskundig worden beschreven met de volgende vergelijking:
L = 1/ ω2 * C
Hierbij is L de inductie van de spoel, C de capaciteit van het netwerk en ω de hoekfrequentie van het netwerk (ω = 2πf, waarbij f de netfrequentie is).
In de praktijk wordt de spoel zo afgesteld dat deze de netcapaciteit zo nauwkeurig mogelijk compenseert. Dit betekent dat de resulterende foutstroom bij een aardfout minimaal is. De precieze afstelling kan ook ter plaatse worden aangepast om rekening te houden met schommelingen in de netcapaciteit.
In ontkoppelde netten is het van bijzonder belang dat de aardfoutcompensatie nauwkeurig wordt berekend en ingesteld, aangezien de veiligheid en stabiliteit van het net sterk afhangen van de effectiviteit vanvan de resonantie-aarding van het sterpunt.
Door deze aardfoutcompensatie wordt een hoge mate van bedrijfszekerheid bereikt, aangezien aardlekken kunnen worden gecompenseerd zonder dat het net onmiddellijk wordt uitgeschakeld, wat vooral in complexe en uitgestrekte distributienetten een voordeel is.
Wat is (tijdelijke) laagohmige sterpunt-aarding (KNOSPE/NOSPE)?
De tijdelijke laagohmige sterpunt-aarding is een methode voor het aarden van het nulpunt van een elektriciteitsnet, waarbij het nulpunt via een weerstand met de aarde wordt verbonden. Deze weerstand heeft een relatief lage waarde, zodat er bij een storing een hoge aardfoutstroom vloeit. Deze aardingsmethode wordt toegepast om de veiligheid van personen en installaties in elektriciteitsdistributienetten te waarborgen.
De tijdelijke laagohmige sterpunt-aarding, vaak afgekort als KNOSPE of ook NOSPE, verwijst naar een specifieke bedrijfsmodus waarbij de laagohmige aarding slechts gedurende een korte tijd na het optreden van een aardfout actief is. Dit maakt een snelle detectie en lokalisatie van de fout mogelijk, terwijl het net tegelijkertijd een hoge veiligheidsstandaard handhaaft.
Een voorbeeld: er treedt een aardfout op in een middenspanningsnet. De tijdelijke laagohmige sterpunt-aarding wordt geactiveerd, waardoor een gedefinieerde aardfoutstroom wordt opgewekt die gemakkelijk door de beveiligingsapparatuur kan worden gedetecteerd. Na korte tijd wordt de laagohmige verbinding opgeheven om de foutstroom te minimaliseren en de installatie tegen verdere schade te beschermen. Het net kan daarna verder worden geëxploiteerd in een modus met hogere weerstand of met een andere aardingsvorm.
De NOSPE-methode wordt doorgaans toegepast in netwerken waar snelle foutdetectie en -verhelping noodzakelijk zijn. De aardfoutstroom wordt via de weerstand met lage impedantie zo hoog ingesteld dat deze de op overstroom gebaseerde beveiligingsrelais betrouwbaar activeert. De exacte afmetingen van de weerstand zijn afhankelijk van de netwerkparameters, waaronder de netspanning en de vereisten voor de aardlekstroom.
Een typische waarde voor de weerstand in een tijdelijke laagohmige sterpunt-aarding zou bijvoorbeeld zo kunnen worden gekozen dat er bij een aardlek een stroom van enkele honderden ampère vloeit. Deze hoge stroom zorgt ervoor dat de storing snel wordt gedetecteerd en de betreffende leiding wordt uitgeschakeld.
NOSPE wordt vaak gebruikt in netwerken die anders ongesateld en via het sterpunt geaard zijn, om snelle foutdetectie mogelijk te maken. In deze systemen biedt de tijdelijke laagohmige sterpunt-aarding het voordeel dat de aarding slechts tijdelijk plaatsvindt, waardoor de voordelen van andere aardingsmethoden, zoals bijvoorbeeld de resonantie-sterpunt-aarding, niet worden aangetast.
Kort samengevat biedt de laagohmige sterpunt-aarding en met name de kortstondige laagohmige sterpunt-aarding, een effectieve methode voor aarding in elektrische distributienetwerken, die zowel een snelle foutdetectie als een hoge beschermingsstandaard mogelijk maakt.
FAQ - Veelgestelde vragen
Wat is aardlekcompensatie?
Aardfoutcompensatie is een methode waarbij de capacitieve foutstroom van een aardfout wordt verminderd door middel van een afgestemde Petersen-spoel. Het doel is om de foutstroom tot een minimum te beperken en de leveringszekerheid in het net te vergroten.
Hoe werkt een Peters-spoel?
De Petersenspule wordt zo afgesteld dat de inductie ervan overeenkomt met de capaciteit van het net. Hierdoor kan de capacitieve aardlekstroom bij een storing grotendeels worden gecompenseerd.
Waarom is een automatische regeling van de Peters-spoel belangrijk?
De netcapaciteit verandert door schakeltoestanden en netuitbreidingen. Een automatische regeling helpt om de Petersenspoel voortdurend aan te passen aan de actuele nettoestand en de compensatie stabiel te houden.
Wanneer is het terugleveren van stroom nodig?
Het toevoeren van stroom is vooral zinvol wanneer de verschuivingsspanning laag, onregelmatig of sterk beïnvloed is. In dergelijke situaties kan dit helpen om de resonantiecurve toch betrouwbaar te bepalen.
Voor welke netten is aardfoutcompensatie geschikt?
Het wordt vooral toegepast in midden- en hoogspanningsnetten, waar foutstromen moeten worden beperkt en aardfouten beheersbaar moeten worden gemaakt. Typische toepassingsgebieden zijn transformatorstations, distributienetten, industriële installaties en waterkrachtcentrales.
Wat is het verschil tussen aardlekcompensatie en een laagohmige sterpunt-aarding?
Bij aardlekcompensatie wordt de foutstroom verminderd door een Petersenspoel. Bij laagohmige sterpunt-aarding wordt het sterpunt via een weerstand geaard om een gedefinieerde, hogere aardlekstroom te genereren voor beveiligings- en detectiedoeleinden.
Welke producten biedt A. Eberle aan voor aardlekcompensatie?
Tot de oplossing behoren onder andere de Peters-spoelregelaars REG-DP en REG-DPA, evenals producten voor stroomtoevoer zoals CIF, MCI en HPCI.
Welke rol speelt de AEToolbox?
De AEToolbox ondersteunt het instellen van parameters, het configureren en het analyseren van apparatuur voor aardlekcompensatie en aanverwante productgroepen.
Nieuws uit de productgroep
EORSys - Nieuws
Blogpost
A. Eberle en Bregal Unternehmerkapital gaan een groeipartnerschap aan
14 april 2026
A. Eberle en Bregal gaan een groeipartnerschap aan. De samenwerking met BU is bedoeld om de internationale expansie, innovatie en technologische vooruitgang van A. Eberle te versnellen.[...]
Lees verder
Productinnovatie
Product wordt uit het assortiment gehaald: Profibus-DP in de uitvoeringen B01 & B02 per 15 mei 2024
19 maart 2026
Het product Profibus-DP in de uitvoeringen B01 en B02 kan vanaf 15 mei 2024 niet meer worden besteld.[...]
Lees verder
Kennisbijdrage
Aardlek uitgelegd - basisprincipes en functies van een elektrisch fenomeen
18 maart 2026
Alles over aardfouten – van de basisprincipes en oorzaken tot voorbeelden en gevolgen. Lees in dit artikel meer over het opheffen, compenseren en opsporen van aardfouten, en over de voordelen van continue[...]
Lees verder
Productinnovatie
Product wordt uit het assortiment gehaald: stroomtoevoer CI per 30-06-2023
18 maart 2026
Het product CI voor stroomtoevoer is per 30 juni 2023 uit het assortiment gehaald en kan niet meer worden besteld.[...]
Lees verder
