Neues Distanzschutzprinzip ohne Resistanzmessung als sicherer Leitungsschutz bei hohen Lastflüssen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die bisher erzielten Ergebnisse schaffen Klarheit über wichtige Aspekte der zunehmend drängender werdenden Schutzsicherheit des konventionellen Distanzschutzes bei Höherauslastung und liefern vielversprechende Lösungen. Einen wichtigen, in der Literatur bislang kaum diskutierten Schwerpunkt stellen unsymmetrische Höherauslastungen, wie während einpoliger Kurzunterbrechungen, dar. Für diese wurden die relevanten Netzgrößen eingehend untersucht und algorithmische Anpassungen auf Basis von Simulationen und Gerätetests vorgeschlagen. Ein weiterer wichtiger Untersuchungsgegenstand im Hinblick auf den zukünftigen Netzbetrieb in Deutschland stellen elektromagnetische Einkopplungen durch transiente Vorgänge auf parallelen Hochspannungs-Gleichstrom-Leitungen (HGÜ) dar. Durch Analysen mittels EMT-Simulationen, generischer Schutzmodelle und Gerätetests konnte gezeigt werden, dass es nur beim Pol-Erde-Fehlerfall zu nennenswerten Beeinflussungen auf den AC-Schutz kommt. Diese sind hoch genug um eine Erdfehleranregung aufgrund des eingekoppelten Nullstroms zu bewirken. Als erste Maßnahmen zur Weiterentwicklung des Distanzschutzes wurde die Modifikation des Lastausschnitts vorgeschlagen. Aus netzphysikalischen Betrachtungen wurden die Schwächen heutiger Lastausschnitte und Verbesserungen aufgezeigt, die deutliche Potentiale zur Höherauslastung bieten. Eingehend untersucht wurden Modifikationen der Messvorschrift in Gestalt der Reaktanzmethode. Es wurde gezeigt, dass diese die Lastannäherungsproblematik punktuell entschärft, dass jedoch grundlegende Schwierigkeiten der Distanzschutzparametrierung nicht aufgehoben werden. Daher wurde ein grundlegend umgestaltetes Distanzschutzkonzept entwickelt, bei dem R-X- Impedanzcharakteristiken keine Rolle mehr spielen. Stattdessen wurden Netzgrößen identifiziert, die zum einen durch geschickte Ausnutzung der fehlercharakteristischen Unsymmetrien eine vorteilhafte Fehlererkennung unsymmetrischer Fehler erlauben. Zum anderen werden Deltagrößen für eine hohe Empfindlichkeit bei gleichzeitig hoher Robustheit gegenüber hoher Last genutzt. Eine Fuzzy-Logik zur Verknüpfung dieser Kriterien ist geeignet, um die unscharfen Grenzen zwischen Betrieb- und Fehlerzustand abzubilden. Ein Echtzeitsystem zum Test des Algorithmus wurde aufgebaut und die Vorteile des neuen Verfahrens im Vergleich zum klassischen Distanzschutz aufgezeigt.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Advanced Load Blinding of Distance Protection Relays based on Physical Grid Limitations, IEEE PES General Meeting 2016 in Boston USA, 16PESGM0948 [awarded as a “Best Conference Paper”]
Schindler, J.; Jaeger, J.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1109/PESGM.2016.7741508) - Real Time Adaption of Dead Time for Single-Phase Auto-Reclosing, IEEE Transactions on Power Delivery, Special Section on Frontiers of Power System Protection, Vol. 31, No. 4, TPWRD-00830-2015, pp.1882-1890
Vogelsang, J.; Romeis, C.; Jaeger, J.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1109/TPWRD.2015.2511660) - Secondary Arc Current During DC Auto Reclosing in Multisectional AC/DC Hybrid Lines. IEEE Transactions on Power Delivery, Special Section on DC Technology and Power System Protection, Vol. 33, No. 1, TPWRD-2017.2734044, pp.489-496
Schindler, J.; Romeis, C.; Jaeger, J.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1109/TPWRD.2017.2734044) - AC protection in the context of AC/DC hybrid lines. APAP International Conference on Advanced Power System Automation and Protection, Pap.no. 852553, Xian, China
Prommetta, J.; Schindler, J.;Jaeger J.; Keil, T.; Butterer, C.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1109/APAP47170.2019.9224645) - Grenzen des Distanzschutzprinzips in zukünftigen hochausgelasteten Netzen. 11. ETG-/FNN-Tutorial Schutz- und Leittechnik, Berlin
Schindler, J.; Jaeger, J.
- Protection Coordination of AC/DC Intersystem Faults in Hybrid Transmission Grids. IEEE Transactions on Power Delivery,10.1109/TPWRD-2020- 3000731, pp.1854-1858
Prommetta, J.; Schindler, J.;Jaeger J.; Keil, T.; Butterer, C.; Ebner, G.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1109/TPWRD.2020.3000731) - Secure and Dependable Protection Relay Behavior in Extremely High Loaded Transmission Systems. DPSP - 15th IET International Conference on Developments in Power System Protection , Liverpool, UK, 03.2020
Schindler, J.; Prommetta, J.; Jaeger J.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1049/cp.2020.0015) - Load Encroachment in the Presence of Single-Phase Auto-Reclosure and Bulk Power Transmission. 14th IEEE PowerTech Conference, Madrid
Prommetta, J.; Schindler, J.; Jäger, J., Romeis, C.; Keil, T.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1109/PowerTech46648.2021.9494780)
