Schutz- und Leittechnik

Netzschutz und Kommunikation kombiniert

„Vom Kraftwerk zur Lampe“ fließt die Energie – dieser Spruch aus der Ausbildung gilt auch heute noch, nur wo steht das Kraftwerk? Die Dezentralisierung der Energieerzeugung, gefördert durch die Energiewende, gepaart mit der Elektromobilität, stellt alle Netzteilnehmer vor neue Herausforderungen.

Energieversorger, Industrienetzbetreiber und Betreiber dezentraler Erzeugungsanlagen profitieren von unseren innovativen Lösungen in der Energieautomation.

Die Umsetzung von Netzleittechnik, Stationsautomation, Energiemanagement und die Visualisierung in Form von Netzleitsystemen oder Energiemanagementsystemen ermöglichen es Ihnen den Überblick zu behalten. Unsere Spezialisten für Automatisierungsprojekte beraten und unterstützen Sie von der Planung und Umsetzung von Neuanlagen oder die Erweiterung und Integration von Bestandsanlagen. Hier scheint nichts unmöglich von der Niederspannung bis zur Hochspannung.

Individuell für jeden Betreiber

Schutz- und Leittechniksysteme sind vor allem für Betreiber von Industrieanlagen und Übertragungsnetzen größerer Ausdehnung ein Begriff. Der sichere und effiziente Betrieb dieser Anlagen erfordert eine Kommunikation und Regelung zwischen den Netzteilnehmern und darüber hinaus einen gut abgestimmten Netzschutz zur Gewährleistung der Betriebs- und Personensicherheit.

Diese Anforderungen gelten heute auch für die meisten Anschlussnehmer und Betreiber der Verteilnetze. Hierzu zählen in der Regel Mittelspannungsnetzanschlüsse für Erzeugungsanlagen, Speicher, Ladeinfrastruktur und Industrieanwendungen. Die digitale Kommunikation zwischen Verteilnetzbetreiber, Direktvermarkter und weiteren Adressaten ist sicherzustellen.

Der Zugriff auf die Netzanschluss- sowie Erzeugungsanlagen erfordert dementsprechend eine sichere IT-Infrastruktur. Der Netzschutz gewährleistet den störungsfreien Betrieb des Kunden – sowie Verteilnetzes. Fehler werden auf ihren Entstehungsort eingegrenzt und gemeldet. Hierzu ist eine Schutzauslegung und Programmierung erforderlich. Die Netzschutzprüfung gewährleitstet ergänzend die Funktionalität der komplexen Systeme und ist verpflichtend vorgeschrieben.

Wir übernehmen die Planung, Projektierung und Ausführung Ihrer Anforderungen rum um die Schutz- und Leittechnik.

Schutztechnik

Erzeugungsanlagen

Durch den aktuell vermehrten Einsatz dezentraler Erzeugungsanlagen, zu denen auch die beliebte Photovoltaikanlage gehört, ist der Netz- und Anlagenschutz (NA-Schutz) allgegenwärtig.

Er wird als Forderung in der VDE-AR-N 4110 erwähnt und die Schutzprüfung dieser Funktion durch Zertifizierer kontrolliert. Der NA-Schutz ist in zwei Schutzsystemen realisiert. Zum einen im übergeordneten Entkupplungsschutz (ÜEKS), der seinen Messort am Netzanschlusspunkt hat, und zum anderen im zwischengelagerten Entkupplungsschutz (ZEKS), der in der Niederspannung unmittelbar vor der Erzeugungseinheit misst.

Die Vorgabe für die Einstellwerte gibt der Netzbetreiber über den E.9-Bogen sowohl für den ÜEKS als auch den ZEKS vor. Wir prüfen für Sie den Netz- und Anlagenschutz Ihrer Erzeugungsanlage nach VDE-AR-N 4110 und erstellen Ihnen das entsprechende Prüfprotokoll zur Vorlage bei Ihrem Zertifizierer. Auch die anschließenden turnusmäßigen Wiederholungsprüfungen erledigen wir gerne für Sie.

Industrieanlagen und Versorgungsnetze

In Industrieanlagen spielt die Schutztechnik eine entscheidende Rolle, um im Fehlerfall Personen, Anlagen und Systeme zu schützen. Hierzu müssen für ein einwandfreies Schutzsystem Strom- und Spannungswandler, Schutzrelais und Leistungsschalter uneingeschränkt funktionieren.

Die Schutzprüfung ist dabei ein wesentlicher Bestandteil, um diese Funktionalität sicherzustellen und sollte turnusmäßig durchgeführt werden. Nur so können potenzielle Fehler oder Defekte frühzeitig erkannt und darauf reagiert werden. Das erhöht die Anlagenverfügbarkeit und gewährleistet letztendlich eine stetige sichere Betriebsführung Ihrer Industrie- und Versorgungsnetze. Wir prüfen herstellerunabhängig Ihr Schutzsystem, damit Sie im Fehlerfall finanziell und rechtlich auf der sicheren Seite sind.

Ihre Vorteile

Sicherheit durch Netzberechnung
Herstellerunabhängig
Prüfung aller Schutzfunktionen:
- Überstromzeitschutz
- Inrush-Erkennung
- Rückwärtige Verriegelung
- Wattmetrische Erdschlussrichtungserfassung
- Netz- und Anlagenschutz (NA-Schutz) nach VDE-AR-N 4110
  - Spannungsschutz
  - Frequenzschutz
  - QU-Schutz (Blindleistungsrichtungs-Unterspannungsschutz)
- Distanzschutz
- Differentialschutz
- Überlastschutz
- Schieflastschutz
Alles aus einer Hand:
- Schutzkonzeption
- Schutzgeräte-Parametrierung
- Wandlerprüfung
- Schutzprüfung
  - Inbetriebnahmeprüfung
  - Turnusmäßige Wiederholungsprüfung

Megger Sverker 900

Omicron CMC 356

Weil auch die Strom- und Spannungswandler Teil der Wirkkette eines Schutzsystems sind, ist die Überprüfung der Wandler vor einer Inbetriebnahme auf folgende Eigenschaften unabdingbar:

Stromwandler
- Übersetzungsverhältnis (Verhältnis zwischen Primär- und Sekundärseite)
- Polarität (Winkel zwischen Primär- und Sekundärseite)
- Kniepunktspannung (Sättigungsverhalten)
- Bürde (Belastung der Wandler im Nennbetrieb)
- Schutzklasse (Genauigkeit bei Ist-Bürde)
Spannungswandler
- Übersetzungsverhältnis (Verhältnis zwischen Primär- und Sekundärseite)
- Polarität (Winkel zwischen Primär- und Sekundärseite)
- Bürde (Belastung der Wandler im Nennbetrieb)

Auch bei einer Wiederholungsprüfung kann auf Wunsch zusätzlich eine Primärprüfung durchgeführt werden.

Der Überstromzeitschutz oder genauer abhängiger bzw. unabhängiger Maximalstromzeitschutz (AMZ/UMZ) hat als Messgröße den Strom und schützt vor allem bei ein- und mehrpoligen Kurzschlüssen in der Mittelspannung. Auch ein Schutz vor Überlast ist bedingt gegeben. In der Praxis findet man diese Schutzfunktion in jedem Übergabe- und Abgangsfeld, die über Leistungsschalter verfügen. Durch zusätzliche Messung der Spannung, kann dieser Schutz auch gerichtet ausgeführt sein. Das bedeutet, dass der Überstromzeitschutz nur angeregt wird, wenn sich der Kurschluss auf einer bestimmten Seite der Anlage befindet. Gerade in doppeltgespeisten Anlagen findet diese gerichtete Variante Anwendung.

Beim Zuschalten eines Transformators entstehen durch Magnetisierungsvorgänge transiente Ströme, die ein Vielfaches des Trafonennstroms haben können und erst nach wenigen Sekunden wieder abklingen. Diese Ströme können in ihrer Höhe und Dauer einen Überstromzeitschutz zum Auslösen bringen. Um diese Auslösung zu verhindern, wird die sogenannte Einschaltstrom-Erkennung verwendet. Sie detektiert die transienten Ströme als Folge einer Transformator-Zuschaltung und blockiert für diese Zeit den Überstromzeitschutz.

Zur Bewahrung der Selektivität innerhalb eines Schutzkonzeptes, werden nachgelagerte Schutzgeräte zeitlich so gestaffelt, dass sie bei einem Fehler früher auslösen als die vorgelagerten Geräte. Steht für diese Zeitstaffelung keine ausreichende Zeitdifferenz zur Verfügung (Gründe hierfür sind große Netze mit mehreren vor- bzw. nachgelagerten Schutzgeräten oder eine durch den Netzbetreiber vorgegebene sehr geringe Auslösezeit) ist der Einsatz einer Rückwärtigen Verriegelung eine gute Lösung zur Erhaltung der Selektivität. Bei dieser Art der „Selektivitäts-Erhaltung“ kommuniziert ein Schutzgerät mit den nachgelagerten Geräten. Das Schutzgerät erhält bei Eintritt eines Fehlers ein Signal, dass dieser Fehler auch von den nachgelagerten Geräten erkannt wurde. Hierdurch wird die sogenannte Schnellstufe blockiert und der Fehler wird selektiv vom nachgelagerten Schutzgerät geklärt.

Verteilnetze, die isoliert oder gelöscht betrieben werden, können nach Eintritt eines einpoligen Erdschlusses für eine gewisse Zeit weiterbetrieben werden, weil diese Fehlerart zu keinem Kurzschlussstrom führt. Die Verlagerung der drei Phasenspannungen führt lediglich zu „kleinen“ Strömen an der Fehlerstelle, die sich hauptsächlich aus den Kapazitäten der Kabel des gesamten Netzes zusammensetzen. Die Wattmetrische Erdschlussrichtungserfassung misst die Verlagerung der Spannungen und den Fehlerstrom und ermittelt anhand dieser Parameter die Richtung des Erdschlusses. Das Bedeutet, dass diese Schutzfunktion die Info gibt, ob sich ein Fehler im eigenen Netz befindet oder nicht. Mit Einsatz weiterer Schutzgeräte mit dieser Funktion kann der Fehlerort weiter eingegrenzt werden.

Gerade durch den vermehrten Einsatz dezentraler Erzeugungsanlagen, ist der NA-Schutz allgegenwärtig. Er wird als Forderung in der VDE-AR-N 4110 erwähnt und die Prüfung dieser Funktion durch Zertifizierer kontrolliert. Der NA-Schutz ist in zwei Schutzsystemen realisiert. Zum einen im übergeordneten Entkupplungsschutz (ÜEKS), der seinen Messort am Netz-anschlusspunkt hat, und zum anderen im zwischengelagerten Entkupplungsschutz, der in der Niederspannung unmittelbar vor der Erzeugungseinheit misst. Die Vorgabe für die Einstell-werte gibt der Netzbetreiber über den E.9-Bogen sowohl für den ÜEKS als auch den ZEKS vor.

Spannungs- und Frequenzschutz
Der Spannungs- und Frequenzschutz ist Teil des NA-Schutzes und überwacht das Spannungsniveau und die Netzfrequenz auf Abweichungen. Er trennt bei Überschreiten der Grenzwerte die Erzeugungsanlage vom öffentlichen Netz und stabilisiert es dadurch. Die Höhe der Netz-Spannung an einem Ort gibt Aufschluss über den Blindleistungsbedarf des Netzes. Wohingegen die Frequenz Aufschluss über den Wirkleistungsbedarf gibt.

Blindleistungsrichtungs-Unterspannungsschutz (QU-Schutz)
Der QU-Schutz, oder im E.9-Bogen auch als Systemschutz bezeichnet, misst Strom und Spannung der Erzeugungsanlage und ermittelt die Richtung der aktuellen Blindleistung. Wird im Fall eines Blindleistungsbedarfs jedoch von der Erzeugungsanlage Blindleistung aufgenommen, wird die Anlage vom Netz getrennt, weil diese nicht netzstützend wirkt.

Fernwirktechnik

Ihre Anlage fit für die Energiewende

Der zunehmende Anschluss von elektrischen Verbrauchern sowie regenerativen Erzeugern und die damit einhergehende Dezentralisierung der Energieversorgung bringt das Stromnetz ins Ungleichgewicht. Um eine hohe Versorgungssicherheit zu gewährleisten und die Energiewende zu meistern, ist die Digitalisierung der Versorgungsinfrastruktur zwingend notwendig und sogar normativ gefordert.

Erzeugungsanlagen müssen netzstabilisierend arbeiten und Verbraucher werden teilweise zu regelbaren Lasten, die aus der Ferne überwacht und gesteuert werden.

Damit der Netzbetreiber Netzzustände und Energieflüsse in seinem Netz im Blick hat, ist ein sehr hohes Maß an Digitalisierung in den Kunden- und Orts-Netz-Stationen seines Stromnetzes erforderlich. Alle Signale aus den Stationen laufen in einer zentralen Leittechnik des Netzbetreibers zusammen. Sollwertvorgaben werden von dort digital zurück an die Stationstechnik ins Netz geschickt.

Genau hier kommt unsere Fernwirktechnik zum Einsatz.

Unser Fernwirkcontroller in Ihrer eigenen Trafostation bildet die Schnittstelle zum Netzbetreiber. Wir setzen alle Anforderungen der Verteilnetzbetreiber anlagenspezifisch in die Tat um und gewährleisten somit dem Versorgungsnetzbetreiber einen stetigen Zugriff auf Ihre Anlagen.

Die Anforderungen an die Systeme sind hoch. Nicht nur die Ausfallsicherheit, sondern auch Cyber Security spielen hier eine große Rolle. Daher setzen wir ausschließlich Komponenten namhafter Hersteller ein, die eine hohe Verfügbarkeit und Sicherheit garantieren. Denn digitale und analoge Signale müssen sicher erfasst und über große Distanzen verlässlich übertragen werden.

Bei der Datenübertragung zwischen den Stationen und Geräten werden typische Übertragungsprotokolle eingesetzt, die durch ihre sehr guten Eigenschaften genau für diese Anwendungen bestimmt sind. Unter anderem setzen wir Protokolle ein wie IEC60870, IEC61850 und Modbus.

Mit uns haben Sie einen kompetenten Partner an Ihrer Seite. Wir unterstützen Sie von der Planung, Umsetzung und Programmierung bis hin zur Inbetriebnahme der gesamten Fernwirk- und Stationstechnik mit dem Netzbetreiber. Falls Sie zudem eine Erzeugungsanlagen an Ihrer Trafostation betreiben möchten, können wir Ihnen einen EZA-Regler anbieten, der die digitale Anbindung der Erzeugungsanlage bildet. Getreu dem Motto „Alles aus einer Hand“!

EZA-Regler (Parkregler)

EZA-Regler nach Norm

Ein Erzeugungsanlagenregler (kurz: EZA-Regler oder Parkregler) spielt eine entscheidende Rolle bei der Integration Ihrer Energieerzeugungsanlage in das deutsche Mittel- oder Hochspannungsnetz und dem weiteren Betrieb der Anlage. Umgangssprachlich wird der EZA-Regler auch Parkregler genannt, der nicht nur eine Erzeugungseinheit, sondern Ihren gesamten Energiepark ansteuern kann. Der EZA- oder Parkregler bildet damit die Schnittstelle zu einer oder gleich mehreren Erzeugungseinheiten.

Regenerative Erzeugungsanlagen sind dezentrale Energiesysteme, die neben der elektrischen Energieerzeugung am deutschen Stromnetz auch einen Beitrag zur Netzstabilität leisten müssen.
Die Kernaufgabe des EZA-Reglers ist die Umsetzung eines netzkonformen Einspeisemanagement nach den Vorgaben des Netzbetreibers und unter Berücksichtigung der gültigen Normen.

Mit Inkrafttreten der technischen Anschlussregeln VDE-AR-N 4110/20 im April 2019 wird ein EZA-Regler gefordert, der die Netzfrequenz- und Spannung stetig überwacht und bei Netzengpässen die Wirkleistung der Erzeugungsanlage drosselt.

Ihre Vorteile:

Skalierbarkeit: Zubau von Erzeugungsanlagen problemlos möglich
Kompatibilität: Integration verschiedenster Erzeugungsanlagen möglich
Konnektivität: Anbindung von Leitsysteme, Energiemanagement etc.
Fehlerdiagnose und Wartungsservice
Visualisierung
Monitoring und Analyse

Kontakt

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