Kompendium. Technische Regeln zur Beurteilung von Netzrückwirkungen

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1 Kompendium Technische Regeln zur Beurteilung von Netzrückwirkungen Règles techniques pour l'évaluation des perturbations de réseaux Technická pravidla pro posuzování zpětných vlivů na sít' Technical Rules for the Assessment of Network Disturbances Regole tecniche per la valutazione delle perturbazioni della rete ČESKÉ SDRUŽENÍ REGULOVANÝCH ELEKTROENERGETICKÝCH SPOLEČNOSTÍ

2 Kompendium: Technische Regeln zur Beurteilung von Netzrückwirkungen Seite 2/13 INHALT 1. Netzimpedanz und Kurzschlussleistung 3 2. Spannungsänderungen und Flicker Beurteilungsschema Vereinfachte Beurteilung von Spannungsänderungen Analytisches Verfahren zur Flickerbewertung Flickerkurven 7 3. Spannungsunsymmetrie 8 4. Oberschwingungen Beurteilungsschema Bewertung der Oberschwingungslast Emissionsgrenzwerte Kommutierungseinbrüche Zwischenharmonische Spannungen Tonfrequenzrundsteuerungen (TRA) Beeinflussungen Erzeugungsanlagen 12 Anhang 13

3 Kompendium: Technische Regeln zur Beurteilung von Netzrückwirkungen Seite 3/13 1. Netzimpedanz und Kurzschlussleistung

4 Kompendium: Technische Regeln zur Beurteilung von Netzrückwirkungen Seite 4/13 2. Spannungsänderungen und Flicker 2.1 Beurteilungsschema Ermittlung von: Netzkurzschlussleistung S k V, ψ k V Betrag, Winkel Laständerung ΔS A, ϕ Betrag, Winkel oder ΔP A, ΔQ A Wirk- und Blindanteil Wiederholrate r i in min -1 Berechnung (Messung) der maximalen relativen Spannungsänderung d max (d i, P st i, P lt i ) Spannungsänderungen Wiederholrate: r 0,1 min -1 Spannungsänderungen Wiederholrate: 0,01 r < 0,1 min -1 seltene kurzzeitige Spannungsänderungen Wiederholrate: r < 0,01 min -1 (einige Male pro Tag) NS: d max d grenz = 3 % MS: d max d grenz = 2 % (siehe Flickeremissionskurve Abb. 4-9) P st 0,8 P lt 0,5 NS: d max d grenz = 3 % MS: d max d grenz = 2 % NS: d max 6 % MS: d max 3 %

5 Kompendium: Technische Regeln zur Beurteilung von Netzrückwirkungen Seite 5/ Vereinfachte Beurteilung von Spannungsänderungen Geräte-/Anlagentyp Beispiel erforderliches Verhältnis S kv / S r bei Anschluss an Elektrowärme mit geringer Schalthäufigkeit mit großer Schalthäufigkeit Lichtanlagen handgeschaltet ständiger Lichtwechsel Motoren Heizungen, geprüfte Durchlauferhitzer Schweißmaschinen 1 ~ 230 V (1 ~ 400 V) 3 ~ 400 V > 120 > 600 (> 400) Punktschweißmaschinen 2) > 1000 (> 500) Hallenbeleuchtung Saalbeleuchtung > 1000 > 30 > 150 > 250 > 250 > 400 > 100 Lichtorgel, Disco > 1000 > 250 direkte Einschaltung Kopiergeräte, Laserdrucker, Faxgeräte, Schwingungspaketsteuerung Anlaufhilfe direkte Einschaltung Anlaufhilfe handgeschaltet tragbare Werkzeuge > 500 > 250 > 125 > 70 autom. Schaltungen geringer Häufigkeit autom. Schaltungen großer Häufigkeit Kühlgeräte, Wärmepumpen, Lifte im Wohnbereich > 600 > 300 > 150 > 75 Lifte im kommerz. Bereich > 1000 > 500 > 250 > 125 Gattersägen Häcksler > 500 (bis 1500) > 250 (bis 750) ΔU d = U V ΔS S A k V cos ΔP A ΔQA ( ψk V ϕ) = cos ψ + sin ψk V S k V k V S k V Ermittlung der Laständerung in speziellen Fällen: Motoranlauf: I = ( 3 bis 8) Schweißmaschinen: S A = ( 3 bis 5) S 50% ED a I r Δ bzw. Δ SA = 0,8 S k M

6 Kompendium: Technische Regeln zur Beurteilung von Netzrückwirkungen Seite 6/ Analytisches Verfahren zur Flickerbewertung d max T F d max T T d max T d max T ms T f = 50 ms F 20 ms 10 ms 400 ms 100 ms 200 ms T f T t d T t ms t 3, 2 f Flickerstärke: Pst = mit Nachwirkungsdauer: 600s t f s = 2,3 R F d % 3,2 Überlagerung von Flickerstörquellen: P m α α st = P st i i= 1 α = 4: Lichtbogenöfen ohne gleichzeitige Einschmelzphase α = 3: Geringe Koinzidenzwahrscheinlichkeit der Spannungsänderungen (üblicher Normwert) α = 3,2: Nachbildung des gerade verlaufenden Teilstückes der P st = 1 Kurve in Abb α = 2: nicht synchron laufende Windenergieanlagen α = 1: Hohe Koinzidenzwahrscheinlichkeit der Spannungsänderungen

7 Kompendium: Technische Regeln zur Beurteilung von Netzrückwirkungen Seite 7/ Flickerkurven 6,0 d in % 5,0 4,0 3,0 NS 2,4 2,0 1,7 1,4 d ref (r) für P st ref = 1 (Referenzkurve) MS d grenz (r) für P st = 0,8 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 d grenz (r) für P lt = 0,5 0,3 0,2 0,1 0,1 0,2 0,4 0, r in min -1 Abb Flickergrenzkurve, Emissionsgrenzkurven

8 Kompendium: Technische Regeln zur Beurteilung von Netzrückwirkungen Seite 8/13 3. Spannungsunsymmetrie Unsymmetrie im gesamten Netz: k U 2 % Für einzelne Verbraucheranlagen: k U, i = 0,7 % 4. Oberschwingungen 4.1 Beurteilungsschema Erfassung der Daten des Verteilernetzes und der Anlage des Netzbenutzers (Datenblatt) Berechnung des Leistungsverhältnisses S kv / S A 150 bzw. 300 < 150 bzw. 300 Bestimmung des zulässigen Oberschwingungslastanteils S OS / S A Bewertung des vorhandenen Oberschwingungslastanteils S OS / S A S OS / S A unter der Grenzkurve S OS / S A über der Grenzkurve zulässig Maßnahmen

9 Kompendium: Technische Regeln zur Beurteilung von Netzrückwirkungen Seite 9/ Bewertung der Oberschwingungslast Schaltungsart Stromkurvenform THD i Anwendungsbeispiele Einphasiger Gleichrichter mit Glättungskondensator 6-pulsiger Gleichrichter mit Glättungskondensator 6-pulsiger Gleichrichter mit Glättungskondensator und -drossel 6-pulsiger Thyristorstromrichter mit Glättungsdrossel 12-pulsiger Thyristorstromrichter mit Glättungsdrossel Allgemein: THD < 10%: keine Berücksichtigung 10% < THD < 25%: Gruppe 1 THD > 25%: Gruppe % (Gr. 2) 100 % (Gr. 2) % (Gr. 2) % (Gr. 2) 15 % (Gr. 1) Schaltnetzteile (Fernsehgeräte, Kompaktleuchtstofflampen, EDV-Geräte, Geräte der Unterhaltungselektronik) USV-Anlagen, Frequenzumrichter für Drehstrommotoren (Pumpen, Ventilatoren, Verdichter, Extruder, Mühlen, Brecher, Kranfahrwerke, Aufzüge, Förderanlagen, Rührwerke, Papiermaschinen, Wickel-antriebe, Kalander, Bandsägen, Hebewerke, Klimageräte) USV-Anlagen, Gleichstromantriebe (Skilifte, Extruder, Bandsägen), Wechselrichter für Windkraft-anlagen Gleichstromantriebe mit hoher Leistung (Walzwerke, Seilbahnen), Wechselrichter für Windkraftanlagen Proportionalitätsfaktor p ν für ausgewählte Oberschwingungen: ν > 19 p ν 6 (18)* ,5 1 Oberschwingungslast: S OS = 0,5 SGr.1 + SGr. 2

10 Kompendium: Technische Regeln zur Beurteilung von Netzrückwirkungen Seite 10/ Emissionsgrenzwerte 1,00 0,90 0,80 0,70 Maßnahmen NS MS 0,60 0,50 0,40 0,30 zulässig 0,20 0,15 0, Kommutierungseinbrüche Erforderliche relative Kurzschlussspannung für 6-pulsige Stromrichter (12-pulsig: halbe Werte): u k Kom 0,150 d Kom = 0,05 0,125 0,100 Mittelspannung d Kom = 0,10 0,075 0,050 Niederspannung 0,025 Empfehlung: u k Kom 0,04 0,000 0,0 0,0025 0,005 0,0075 0,01 0,0125 0,015 S r Str S k V

11 Kompendium: Technische Regeln zur Beurteilung von Netzrückwirkungen Seite 11/13 6. Zwischenharmonische Spannungen Bewertung des Kurzschlussleistungsverhältnisses Sk V Frequenzumrichter für den Anschluss im Niederspannungsnetz: Sum 100 Sk V Pulsbreitenmodulierte Gleichrichter: 1000 S um Grenzwerte Pegel im gesamten Netz: u µ = 0,2 % Für ein einzelnes Betriebsmittel: u µ = 0,1 % 7. Tonfrequenzrundsteuerungen (TRA) Beeinflussungen V TF-Spannung TRA - Frequenz Hz Abb. 6.1 Höchstwert der TF-Spannung (L-N) im NS-Netz

12 Kompendium: Technische Regeln zur Beurteilung von Netzrückwirkungen Seite 12/13 8. Erzeugungsanlagen Spannungsanhebung: Niederspannungsnetz: Δu An, zul = 3 % Mittelspannungsnetz: Δu An, zul = 2 % Schaltbedingte Spannungsänderungen: Wiederholrate der Spannungsänderungen MS-Netz NS-Netz < 0,1min -1 2% 3% < 0,01 min -1 3% 6% Flicker: P lt zul = 0,46 Kommutierungseinbrüche: Niederspannungsnetz: d Kom = 0,05 Mittelspannungsnetz: d Kom = 0,025 Oberschwingungen (Proportionalitätsfaktor p ν ): ν > 19 p ν 3 (9)* 7,5 5 2, ,75 0,5

13 Kompendium: Technische Regeln zur Beurteilung von Netzrückwirkungen Seite 13/13 Anhang Datenblatt zur Beurteilung von Netzrückwirkungen Netzbetreiber für elektrische Betriebsmittel, welche die Bedingungen A: des Hauptabschnittes D1 der TOR / D: TAB 2000, Distribution Code 2003 / CH: der WV / CZ: eine Stromobergrenze von 16 A nicht einhalten. (Erläuternde Hinweise siehe nachfolgende Seite) 1 Zutreffendes bitte ankreuzen! Name und Anschrift des Kunden Telefon-Nr. Fax-Nr. Einsatzbereich und Anschrift der Gerätes/der Anlage Telefon-Nr. Fax-Nr. Name und Anschrift des ausführenden Unternehmens Telefon-Nr. Fax-Nr. 2 Hersteller Type Art des Gerätes/der Anlage Anzahl derselben Type 3 Bemessungsleistung kw kva Netzanschluss 230 V 400 V 3 x 400 V sonstige Betrieb m it Strom richter Blindstrom - kompensation ja nein ja nein Höchste Leistung kw kva Ständige Lastw echsel Rückspeisung ins Netz kvar Ausführungsart der Kom pensation ja nein ja nein pro 10 min pro s kw kva 4 Direktanlauf Anlaufhilfe Leistungssteuerung Drehstrom - Frequenzumrichter steller Stern-Dreieck- Sonstige Anlauf Phasenanschnittsteuerung Pulszahl p Schwingungspaketsteuerung Anfahren unter Last ja nein Anzahl der Anlaufvorgänge Einschaltungen pro m in pro h pro min Pulssteuerung Frequenzbereich am Umrichterausgang von Hz bis Hz Pulsfrequenz Hz Verhältnis Anlaufstrom/Bemessungsstrom Das ausführende Unternehmen bestätigt hiermit die Richtigkeit der Angaben. Ort, Datum Unterschrift