Aus dem Facharchiv: Leseranfrage
Wie Wechselrichter Netzausfälle erkennen
Wie erkennen Wechselrichter einen Netzausfall?
Frage:
Wie erkennen Wechselrichter mit Einspeisefunktion den Netzausfall, um dann die Einspeisung abzuschalten?
Antwort:
Die heute im Markt befindlichen Einspeisewechselrichter arbeiten wie eine Stromquelle, wir können uns das Gerät also als Stromquelle parallel zu einer Spannungsquelle vorstellen. Die Stromquelle wird so geregelt, dass eine vorgegebene Leistung an die Wechselspannungsquelle abgegeben wird. Da es verschiedene Formen von Netzausfällen gibt, fällt die Antwort für jede Fehlerart verschieden aus.
Netzausfall als Netzkurzschluss. Bei gleichbleibenden Strom bricht plötzlich die Netzspannung zusammen. Der Umrichter erkennt den Spannungseinbruch und speist zunächst weiter ein, um das Netz zu stützen – je nach Netzanschluss auch mit einem definierten Blindstrom, um die Netzspannung anzuheben und Schutzgeräte auszulösen. Wird der Fehler nicht geklärt, schaltet das Gerät innerhalb einer Sekunde ab.
Netzausfall als Netzabschaltung. Durch die Abschaltung des Netzanschlusses, z. B. Auslösung eines Leistungsschalters oder Sicherungsautomaten, kann der Umrichter plötzlich keinen Strom mehr ins Netz einspeisen. Gleichzeitig wird die Spannung nicht mehr geregelt, es kommt zu Spannungsabweichungen. Dieser Zustand wird vom Umrichter erkannt und führt zur Abschaltung.
Bildung eines Inselnetzes. Wenn ein Leistungsschalter abschaltet und ein Netzsegment abtrennt, in dem neben dem Umrichter auch Lasten vorhanden sind, kann sich ein Last-Erzeugungsgleichgewicht bilden. Dadurch werden zunächst stabile Ströme und Spannungen ermöglicht. Da die Spannung dann aber ungeregelt ist, ist dieser Zustand nicht gewünscht. Und falls es sich um eine Wartungsabschaltung handelt, kann es auch gefährlich sein. (Immer die Sicherheitsregeln einhalten!). Für diesen Fall gibt es verschiedene Verfahren der Hersteller, von denen einige auch in wissenschaftlichen Veröffentlichungen beschrieben sind. Diese Verfahren arbeiten in der Regel mit einer sehr kleinen aktiven Störung des Stroms des Umrichters und beobachten die Reaktion der Spannung auf diese Störung. Bei schlechter Qualität der Funktion kann es dabei auch zu merklichen Auswirkungen auf die Spannungsqualität kommen. Viele Verfahren haben bei Parallelschaltung mehrerer Umrichter auch ein Problem mit der zuverlässigen Erkennung des Netzzustandes.