Automatisierter Teststand für dezentrale Energieumwandlungsanlagen bis 5 kva

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Til Holzmann
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1 Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik Lehrstuhl für Energiesysteme und Energiewirtschaft Automatisierter Teststand für dezentrale Energieumwandlungsanlagen bis 5 kva Michael Kleemann

2 Gliederung Motivation Aufbau und Funktionen des Teststands Prüfungen hinsichtlich der Versorgungsqualität Prüfungen für Netzschutzfunktionen Zusammenfassung und Ausblick d, Prof. C. Rehtanz niversität Dortmund Technische Un 2

3 Motivation Prüfung von: Versorgungsqualität Netzschutz * * Technische Un niversität Dortmund d, Prof. C. Rehtanz Quelle: EON-Ruhrgas Einphasig, max. 5 kva Brennstoffzellensysteme Mikro-KWKn * Dezentrale Energieumwandlungsanlage öffentliches Niederspannungsnetz 3

4 Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik Lehrstuhl für Energiesysteme und Energiewirtschaft Funktionen und Aufbau des Teststands

5 Funktionen des Teststands 5 Technische Universität Dortmund, Prof. C. Rehtanz

6 Aufbau des Teststands Prozessvisualisierung Signalgenerator Hauptterminal Leistungsverstärker Leistungswiderstand Leistungsinduktivität Bedienplatz d, Prof. C. Rehtanz niversität Dortmund Technische Un Einschub für Netzschutzprüfungen Hauptterminal (Rückseite) 6

7 Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik Lehrstuhl für Energiesysteme und Energiewirtschaft Prüfungen hinsichtlich Versorgungsqualität

8 Relevante Normen bzgl. Versorgungsqualität Inhalt Normen IEC EN VDE Technische Un niversität Dortmund d, Prof. C. Rehtanz wingungen Obersch Flicker OS-Ströme für Geräte bis 16 A OS-Ströme für Geräte bis 75A OS-Ströme Ströme für Geräte bis 16 A Merkmale der Spg. in öffentlichen Elektrizitätsversorgungsnetzen Spg.-Schwankungen Schwankungen Flicker für Geräte bis 16 A Spg.-Schwankungen Flicker für Geräte bis 75A DEAn mit bis zu 5kVA müssen anhand von Normen für Verbraucher bewertet werden 8

9 Grenzwerte für Oberschwingungen strengste Vorgaben bei Klasse A bis 16 A hochskalieren für 5-kVA-DEAn auf 22 A absolute Pegel relative Pegel Technische Un niversität Dortmund d, Prof. C. Rehtanz mehrere Normen anwendbar Unterschiede jedoch relativ gering 9

10 Durch DEAn verursachte Flicker unangenehme Beleuchtungsschwankungen Technische Un niversität Dortmund d, Prof. C. Rehtanz Flicker- Meter Kurzzeitflicker Langzeitflicker 10

11 Realisierung der Messung der Versorgungsqualität * Flicker-Messung *: Power-Quality-Monitor 11 Technische Universität Dortmund, Prof. C. Rehtanz

12 Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik Lehrstuhl für Energiesysteme und Energiewirtschaft Prüfungen für Netzschutzfunktionen

13 Netzschutzfunktionen nach VDE Technische Universität Dortmund, Prof. C. Rehtanz

14 Ungewollter Inselnetzbetrieb Abschaltung d, Prof. C. Rehtanz niversität Dortmund Technische Un Inselnetzbetrieb ohne Änderung von Frequenz oder Spannungsbetrag ist unwahrscheinlich, aber möglich, wenn vor Freischaltung P NP =Q NP =0 gilt DEAn müssen spezielles Inselnetzerkennungsverfahren einsetzen 14

15 Prüfschaltungen für einphasige Inselnetzerkennung nach VDE0126 Erhöhung der Netzimpedanz Trennung des parallelen Netzes Technische Un niversität Dortmund d, Prof. C. Rehtanz Spannungs-und und Frequenzhaltung Spannungs-und Frequenzhaltung durch paralleles Netz durch R-L-C Wahl der Schwingkreisprüfung, da... einfacher zu automatisieren größeres Anwendungsspektrum 15

Realisierung der Schwingkreisprüfung gestörte Netztrennung Visualisierung Kontakprellen Prozesssteuerung I DEA Messumformer U Insel Inselnetzbetrieb ungestörte Netztrennung DEA Niederspannugsnetz I

16 Realisierung der Schwingkreisprüfung gestörte Netztrennung Visualisierung Kontakprellen Prozesssteuerung I DEA Messumformer U Insel Inselnetzbetrieb ungestörte Netztrennung DEA Niederspannugsnetz I DEA Technische Un niversität Dortmund d, Prof. C. Rehtanz Störschreiber R-L-C- Schwingkreis Zu beachten: - Wahl des Trennschalters zum Niederspannungsnetz - Konstante Einspeisung der DEA während der Prüfung Inselnetzbetrieb U Insel 16

17 Realisierung der Prüfung von Spannungs- und Frequenzüberwachung dreiphasige Spannungsüberwachung 17 Technische Universität Dortmund, Prof. C. Rehtanz

18 Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik Lehrstuhl für Energiesysteme und Energiewirtschaft Zusammenfassung und Ausblick

19 Zusammenfassung und Ausblick Technische Un niversität Dortmund d, Prof. C. Rehtanz Teilautomatisierter Teststand mit umfangreichen Prüfmöglichkeiten für kleine DEAn (Mikro-KWKn, Brennstoffzellenanlagen, Photovoltaik-Wechselrichter) erfolgreich realisiert Anforderungen an die Prüfungen mussten gegenüber Normen erweitert werden vollständige Automatisierung von Prüfungen für DEAn nicht sinnvoll - Normen bezüglich Netzrückwirkungen nicht eindeutig - Steuerung der zu prüfenden DEA erfordert ggf. manuelle Eingriffe - Bewertung nicht immer eindeutig, da geeignete Messtechnik für automatische Bewertung nicht kommerziell verfügbar Erweiterung des Teststands - Ausbau für die Prüfung von dreiphasig i einspeisende i DEAn - stärkere Automatisierung bei genau festgelegten DEAn 19

20 ... das war s vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 20 Technische Universität Dortmund, Prof. C. Rehtanz

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