Wie groß ist der kapazitive Erdstrom von Freileitungen ?
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- เผยแพร่เมื่อ 5 ต.ค. 2024
- HERZlich Willkommen liebe Freunde, der Schutz-, Leit- und Elektrotechnik. Wie groß ist der kapazitive Erdstrom von Freileitungen? Alles dazu in unserem neuen Video, viel Spaß beim Sehen und HERZliche Grüsse,
Euer SCHUTZTECHNIK-TEAM
Erstaunlich wie hoch die kapazitiven Erdströme bei 20 kV Kabelleitungen ist. Hier bei uns wurde gerade eine 20 kV Erdleitung verlegt zum Anschluss eines neuen PV-Feldes an eine 4 km entfernte Umspann-Station. Wenn da 3 A pro km flöten gehen bedeutet das 12A kapazitiver Erdstrom insgesamt und das sind dann wiederum 240 kW!!! Und wenn da nur sagen wir 20000 kW übertragen werden, sind das 2,4%!!! Oder habe ich da einen Denkfehler? Wie ist das eigentlich nachts, wenn keine PV-Leistung vorhanden ist? Sind die kapazitiven Erdströme dann immer noch gleich hoch?
Da ist, meiner Meinung nach, ein kleiner Denkfehler. Die 3A/km sind Blindstrom. Bedeutet, dass sich ein Kabel wie ein Kondensator am Netz verhält. Die Leistung, in diesem Falle die Blindleistung von 3A/km * 4km * 20kV * sqrt(3) = 415,69 kvar, wird dann zwar aus dem Netz gezogen und damit Leitungen und Trafos belastet, aber auch wieder zurück ins Netz gespeist. Die Leistung pendelt dann quasi hin und her im Netz. Durch den fließenden (Blind)Strom werden, wie gesagt, Leitungen und Trafos belastet, womit dann ebenfalls Leistung verloren geht.
Aus diesem Grund regeln PV- und Windparksteuerungen auch immer am NVP (Netzverknüpfungspunkt), um die Leitungskapazität zum Netz hin auszugleichen. Somit Erzeugt ein dezentraler Erzeuger bei einem Sollwert cosPHI = 1 am NVP auch minimal Blindleistung (induktiv bzw. untererregt), um die Blindleistung der Leitungen auszugleichen und dem Netz entgegen wie ein reiner Wirkleistungseinspeiser zu wirken. Natürlich vernachlässige ich jetzt hier die Netzstützung/Spannungsqualität durch gewollte Blindleistungseinspeisung, aber das sprengt hier den Rahmen.
Zu der Nebenfrage mit den Strömen nachts: Natürlich sind die kapazitiven Ströme nachts genauso hoch. Diese werden ja nicht von Licht beeinflusst, sondern durch den Einspeiser, der diese dann kompensiert oder verstärkt, je nach gefordertem Verhalten.
Den kapazitiven Ableitstrom von 3 A/km nehme ich mal als gegeben hin, wobei mir der als Ableitstrom für eine Phase recht hoch erscheint.
Für die Summenleistung müssen Sie rechnen: Q=Wurzel 3 * U * I (Q weil es sich um einen rein kapazitiven Ableitstrom handelt und daher die Blindleistung errechnet wird, sin phi hab ich unter den Tisch fallen lassen weil das 1 ist da der Winkel zwischen Strom und Spannung bei einer Kapazität 90° beträgt) und erhalten damit Q= Wurzel 3 * 20 kV * 12 A = 415 kvar.
Weiterhin können Sie nicht die übertragene Wirkleistung mit der Blindleistung ins Verhältnis setzen, da die Blindleistung (sinnbildlich) im 90° Winkel auf der Wirkleistung sitzt. Der Phasenwinkel zwischen Wirkleistung und Scheinleistung beträgt, für die oben errechnete Blindleistung und die angenommene Wirkleistung von 20 MW, lediglich 1,2°.
Nun zu Ihrer Frage bezüglich des kapazitiven Ableitstroms in der Nacht: das Kabel nimmt den immer auf solange es unter Spannung steht, es spielt keine Rolle ob überhaupt Wirkleistung übertragen wird.
Hallo und HERZlichen Dank für Deine Frage. Hier wurden ja schon einige richtige Antworten gegeben. Sie können aus dem kapazitiven Erdschlussstrom keine Wirkleistung berechnen, es handelt sich um eine Blindleistung Q im Nullsystem. Der kapazitive Erdstrom setzt sich aus den kapazitiven Anteilen des gesamten galvanisch verbundenen Netzes zusammen, also im Fehlerfall aus den fehlerfreien Phasen und im Betriebszustand aus allen drei Phasen. Ich hoffe das reicht als Erklärung. In unserem "Mittelspannungsschutz Intensivseminar" leiten wir den kapazitiven Erdstrom anschaulich her. Viele Grüsse www.engineering-academy.online/produkte/msis01
Richtig und es gilt zu beachten, dass sich der kap. Erdstrom ausschließlich aus Leiter-Erde-Kapazitäten zusammensetzt, welche im Nullsystem wirken. Zusätzlich gibt es die Leiter-Leiter-Kapazitäten welche in Mit- und Gegensystem wirken und für unsere Betrachtung keine Rolle spielen. Viele Grüsse!