Netz-Unsymmetrie; Maximalabweichung Vom Mittelwert - Camille Bauer LINAX PQ3000 Gerätehandbuch

A3 Netz-Unsymmetrie
Messgrösse
UR1: Mitsystem [V]
UR2: Gegensystem [V]
U0: Nullsystem [V]
U: Unsymmetrie UR2/UR1
U: Unsymmetrie U0/UR1
IR1: Mitsystem [A]
IR2: Gegensystem [A]
I0: Nullsystem [A]
I: Unsymmetrie IR2/IR1
I: Unsymmetrie I0/IR1
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Unsymmetrie in Drehstromnetzen kann sowohl durch einphasige Belastung entstehen, als auch durch
Störfälle, wie z.B. das Durchbrennen einer Sicherung, einen Erdschluss, einen Phasenausfall oder
Isolationsfehler. Auch Oberwellenanteile 3., 9., 15., 21. usw. Ordnung, welche sich im Neutralleiter
addieren, können zu Unsymmetrie führen. Auf Nennwert dimensionierte Betriebsmittel wie Drehstrom-
generatoren, Transformatoren oder Motoren auf Verbraucherseite, können durch Unsymmetrie
übermässig beansprucht werden. Dies kann zu verkürzter Lebensdauer oder thermisch bedingten
Schädigungen oder Ausfällen führen. Eine Überwachung der Unsymmetrie hilft somit Kosten im Unterhalt
zu sparen und verlängert die störungsfreie Betriebsdauer der eingesetzten Betriebsmittel.
Bei Unsymmetrie- oder Schieflast-Überwachungsrelais werden verschiedene Messprinzipien verwendet.
Die eine Methode verwendet den Ansatz der symmetrischen Komponenten, die andere liefert die
Maximalabweichung vom Mittelwert der drei Phasenwerte. Deren Resultate liefern nicht dasselbe
Resultat und verfolgen auch nicht denselben Zweck. Deshalb sind im Gerät beide Prinzipien
implementiert.
Symmetrische Komponenten (nach Fortescue)
Die Bestimmung der Unsymmetrie mit Hilfe der symmetrischen Komponenten ist die anspruchsvollere
und rechenintensivere Methode. Sie liefert Ergebnisse, welche für die Störanalyse und zu Schutzzwecken
in Dreiphasennetzen verwendet werden können. Dabei wird das real existierende Netz in symmetrische
Teilnetze aufgeteilt, das Mitsystem, das Gegensystem und bei Netzen mit Neutralleiter auch ein
Nullsystem. Der Ansatz ist am besten bei rotierenden Maschinen zu verstehen. Das Mitsystem
repräsentiert ein positives Drehfeld, das Gegensystem ein negatives (bremsendes) Drehfeld mit
umgekehrter Drehrichtung. Das Gegensystem verhindert also, dass die Maschine das volle Drehmoment
entwickeln kann. Bei Generatoren ist z.B. die maximale zulässige Schieflast (Stromunsymmetrie)
typischerweise auf einen Wert von 8...12% begrenzt.

Maximalabweichung vom Mittelwert

Die Berechnung der Maximalabweichung vom Mittelwert der Phasenströme bzw. -spannungen gibt
Aufschluss darüber, ob ein Netz oder eine Unterverteilung unsymmetrisch belastet ist. Die Resultate sind
unabhängig von Nennwerten und der momentanen Belastung. So kann eine symmetrischere Belastung
angestrebt werden, z.B. durch Umhängen von Verbrauchern.
Auch eine Störfallerkennung ist möglich. Die in Kompensationsanlagen eingesetzten Kondensatoren sind
Verschleissteile, die oft ausfallen und dann ersetzt werden müssen. Beim Einsatz dreiphasiger
Leistungskondensatoren werden alle Phasen gleich kompensiert, was bei nahezu symmetrischer
Netzbelastung zu betragsmässig vergleichbaren Strömen durch die Kondensatoren führt. Durch die
Überwachung der Maximalabweichung der Phasenströme kann beurteilt werden, ob ein Kondensator
ausgefallen ist.
Die Maximalabweichungen werden im Takt der Momentanwert-Erfassung bestimmt
PM 1001607 000 10
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Geräte-Handbuch LINAX PQ3000-PQ5000
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(siehe A1).
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