Wasserrab, Andreas (2016)
Kurzschlussstromberechnung in Gleichstromnetzen der elektrischen Leistungsübertragung.
Technische Universität Darmstadt
Dissertation, Erstveröffentlichung

Kurzbeschreibung (Abstract)

In dieser Arbeit werden Kurzschlussströme in Hochspannungs-Gleichstrom-Netzen untersucht, die für die Auslegung der Betriebsmittel und des Schutzsystems maßgeblich sind. In diesem Zusammenhang steht die Berechnung charakteristischer Kurzschlussstrom-Kenngrößen im Vordergrund, welche aus dem zeitlichen Verlauf des Kurzschlussstroms abgeleitet werden. Im Vergleich zu Punkt-zu-Punkt-Verbindungen bestehen Gleichstromnetze mindestens aus drei Stromrichterstationen, die über Freileitungen oder Kabel miteinander verbunden sind. Bei einem Kurzschluss im Gleichstromnetz liefern die verschiedenen Stromrichter, Kondensatoren, Filter und Leitungen einen Beitrag zum resultierenden Kurzschlussstrom. Die Höhe und der Verlauf des Kurzschlussstroms werden durch verschiedene Faktoren beeinflusst, die in dieser Arbeit folgenden Bereichen zugeordnet werden: Drehstromnetz, Stromrichterstation und Gleichstromnetz. Die Stärke des Drehstromnetzes bestimmt den Teil-Kurzschlussstrom, den der jeweilige Stromrichter einspeist. Zusätzlich wird der Stromrichterkurzschlussstrom von den Betriebsmitteln der Stromrichterstation begrenzt. Über die Beschreibung der einzelnen Faktoren durch entsprechende Betriebsmittel- bzw. Netzimpedanzen wird anhand typischer Parameterbereiche von HGÜ-Systemen aufgezeigt, welche minimalen und maximalen Kurzschlussströme auftreten können. Die Entladevorgänge von Kondensatoren, Filtern und Leitungen hängen unter anderem von der Topologie des Gleichstromnetzes und dem Fehlerort ab. Die Stromrichterbeiträge werden ebenso von den Leitungsimpedanzen reduziert. Für die Berechnung der Kurzschlussstrom-Kenngrößen werden die verschiedenen Stromrichtertypen im blockierten, ungeregelten Zustand berücksichtigt. Die Gleichstromleitung wird mit konzentrierten Elementen nachgebildet, damit die Leitungsparameter direkt in den Berechnungsansätzen verwendet werden können. Die Entladevorgänge der Leitungen werden mit den entsprechenden Wellenparametern separat berechnet. Dabei fließt die Frequenzabhängigkeit der Leitung mit ein. Dies gilt ebenso für die Kurzschlussstrombeiträge von Kondensatoren und Filtern. Der Laststrom wird in allen Betrachtungen vernachlässigt, da die Vernachlässigung maximale Kurzschlussströme zur Folge hat. Abschließend wird die Wechselwirkung zwischen Stromrichtern bei einem Kurzschluss im Gleichstromnetz beurteilt, die zu einer Reduktion der Stromrichterbeiträge führt. Darüber hinaus wird gezeigt, wie die wechselseitige Beeinflussung über Korrekturfaktoren für beliebige Gleichstromnetze in der Berechnung der Kurzschlussstrom-Kenngrößen Berücksichtigung finden kann.

Frage zum Eintrag

Redaktionelle Details anzeigen