FREISCHALTSTELLE FÜR KLEINKRAFTWERKE by TELE Haase Steuergeräte GmbH

FREISCHALTSTELLE FÜR KLEINKRAFTWERKE

SCHALTSTELLEN

erneuerbare Energie

Warum Schaltstellen? Bei Netzabschaltung oder einer Netzstörung müssen private Kleinkraftwerke sofort vom Netz getrennt werden, damit keine Gefahr für Mensch und Maschine entsteht.

Anforderung Die Umwandlung von erneuerbarer Energie in elektrische Energie ist ein wichtiger Baustein zur Stabilisierung des Weltklimas. Im Bereich Klein- und Kleinstkraftwerke kommen dabei vor allem Photovoltaikanlagen, Kleinwindkraftgeneratoren, Blockheizkraftwerke oder Kleinwasserkraftwerke zum Einsatz. Die gewonnene Energie wird zur Abdeckung des Eigenverbrauchs verwendet oder vermehrt auch gewinnbringend in das öffentliche Niederspannungsnetz eingespeist. Um die Netzsicherheit zu gewährleisten, überwacht eine selbsttätig wirkende Schaltstelle (auch ENS genannt) den Übergang zwischen privaten Kleinkraftwerken und dem Niederspannungsnetz des Energieversorgungsunternehmens (EVU). Große Kraftwerke werden direkt vom EVU mittels Fernwirktechnik gesteuert und überwacht. Für die unzähligen privaten Stromerzeuger ist dieser Weg jedoch zu aufwändig und damit unwirtschaftlich. Bei einem Stromausfall oder einer Störung im Netz des Energieversorgungsunternehmens müssen private Kleinkraftwerke sofort vom öffentlichen Niederspannungsnetz getrennt werden, um die unbeabsichtigte Einspeisung ins öffentliche Netz zu verhindern. Hier kommen TELE-Produkte zum Einsatz. Seite 2

Nur mit einer sofortigen Netztrennung ist gewährleistet, dass kein Wartungspersonal gefährdet wird und Verbraucher nicht durch unzulässige Spannungs- und Frequenzschwankungen Schaden nehmen. Die Überwachung und automatische Trennung übernimmt eine selbsttätig wirkende Schaltstelle. Wie die Schaltstelle im Detail auszuführen und zu prüfen ist, wird in länderspezifischen Normen1 definiert. Um sowohl den Anforderungen der Normen als auch der Energieversorgungsunternehmen gerecht zu werden, bietet TELE ein breites Produktportfolio an Netzüberwachungsrelais und Freischaltstellen. Wenn es vom Netzbetreiber gefordert wird, lassen sich die Schwellwerte innerhalb der Normenwerte anpassen. Funktional sichere Geräte erfüllen die Überwachungsfunktion auch im Fehlerfall, erkennen ihn und stellen einen sicheren Zustand her.

Mehr Informationen auf Seite 7

selbsttätige Freischaltstelle

öffentliches Netz

Funktion

TELE-Lösungen leisten

Eine selbsttätige Schaltstelle kontrolliert die Einspeisung von Energie in das 230/400V Netz. Binnen weniger Millisekunden müssen Kleinkraftwerke bei einer Netzabschaltung durch das Energieversorgungsunternehmen oder eines Schutzorgans vom Netz genommen werden. Die Spannungsüberwachung, die Frequenzüberwachung und die Inselbetriebserkennung sind die wesentlichen Forderungen an eine selbsttätige Schaltstelle.

- Spannungsrückgangsschutz - Spannungssteigerungsschutz - Überwachung der Spannungsqualität - Frequenzrückgangsschutz - Frequenzsteigerungsschutz - Inselbetriebserkennung - eine funktional sichere Netzüberwachung - Gleichstromüberwachung

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PRODUKTE

Funktionalität

Länderspezifische Normen TELE bietet durch das breite Produktsortiment für jedes Land und jede Anforderung eine optimale Lösung. Neben speziellen Geräten für den deutschen Markt (VDE-Norm), gibt es auch länderspezifische Lösungen für Österreich und Italien. Das G2PM400VFA02 mit seinen einstellbaren Schwellwerten kann europaweit eingesetzt werden. Die Geräte sind auch vorverdrahtet mit Schaltorganen in einem Gehäuse erhältlich. Ergänzende Informationen finden Sie auf Seite 6.

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frei einstellbare Spannungs- & Frequenzüberwachung Inselbetriebserkennung

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frei einstellbare Frequenzüberwachung für 50/60Hz-Netze

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Spannungs- & Frequenzüberwachung

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Spannungs- & Frequenzüberwachung

Inselbetriebserkennung

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integrierte funktionale Sicherheit

Typ

G2PM400VFA02 50Hz EN50438

G2FW400VL20 24-240V

G4PM400VDFA02 50Hz OVE

G2FW50HZYFA02-ITALIA

Art.Nr.

2390520

2390900

2394511

2390911

Baubreite

22,5mm

45mm

22,5mm

Schwellen nach

EN 50438

ÖNORM E 8001-4-712

DK5940

Spannungsrückgangsschutz

bis 75% UN

80% UN

80% UN fix

Spannungssteigerungsschutz

bis 125% UN

115% UN

120% UN fix

Spannungsqualitätsüberwachung

AUS / 110 – 115% UN

110 – 115% UN

Frequenzrückgangsschutz

bis 47Hz

(50/60Hz) -10Hz

bis 53Hz

(50/60Hz) +10Hz

Frequenzsteigerungsschutz 1

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Inselbetriebsschutz

47Hz

49,7Hz oder 49Hz

51Hz

50,3Hz oder 51Hz

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Gleichstromüberwachung 2

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Integrierte Funktionale Sicherheit Ausgang

2 Wechsler

1) Inselbetriebsschutz: Netzgekoppelte Erzeugungsanlagen dürfen bei einer Netzunterbrechung oder Netzstörung nicht in der Lage sein, die Einspeisung in das Netz aufrechtzuerhalten. 2) Funktionale Sicherheit: Der wesentliche Aspekt der funktionalen Sicherheit ist die Einfehlersicherheit (ein einzelner Fehler in der Schaltstelle darf nicht zum Verlust der Sicherheitsfunktionen führen). 3) Das G2JR1A erhöht in Kombination mit dem G4JO1ADCDF02 VDE dessen Diagnosedeckungsgrad.

Verdrahtete Gerätekombination inklusive Schaltorganen im Gehäuse: - Spannungs- & Frequenzüberwachung - Inselbetriebserkennung - integrierte funktionale Sicherheit

Österreich

Max. Anlagenleistung

22kW – Typ:

FREISCHALTSTELLE OVE - 22kW FREISCHALTSTELLE VDE - 22kW

Art.Nr.

2395010

45kW – Typ:

FREISCHALTSTELLE OVE - 45kW FREISCHALTSTELLE VDE - 45kW

Art.Nr.

2395011

Max. Anlagenleistung

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Deutschland

2395000

2395002

G2FW50HzYFA02

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Spannungs- & Frequenzüberwachung



Inselbetriebserkennung

G2PM400VFA02

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G4PM400VDFA02

Spannungs- & Frequenzüberwachung



DC-Stromüberwachung für trafolose Wechselrichter

Inselbetriebserkennung integrierte funktionale Sicherheit zusätzlich zu: G2FW50HZYFA02 oder G4PM400VDFA02 50Hz VDE

zusätzlich zu: G2FW50HZYFA02

G2FW50HZYFA02

G2PW400VF02

G4PM400VDFA02 50Hz VDE

G4JO1ADCDF02 VDE

G2JR1A

2390910

2390515

2394510

2394515

2390810

22,5mm

45mm

22,5mm

VDE V 0126-1-1

80% UN fix

80% UN

115% UN fix

115% UN

110 – 115% UN

47,5Hz fix

47,5Hz

50,2Hz fix

50,2Hz 

 1ADC

2 Wechsler



3

2 Wechsler

3

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ZUSATZ

Funktionale Sicherheit Ein Versagen der selbsttätigen (Frei-) Schaltstelle kann Mensch und Maschine gefährden. Daher fordern Richtlinien wie die VDE V 0126-1-1 und die ÖVE/ÖNORM E 8001-4-712 funktionale Sicherheit.

Funktionale Sicherheit

Verdrahtete Kombinationen

Die funktionale Sicherheit bezieht sich auf die gesamte Schaltstelle und wird durch weitere Anforderungen konkretisiert. So sind zwei in Reihe geschaltete Schalter vorzusehen, die voneinander unabhängig das Schaltvermögen entsprechend dem Nennstrom der Erzeugungsanlage haben müssen. Eine zusätzliche wesentliche Sicherheitsanforderung ist die Einfehlersicherheit. Ein einzelner Fehler (Messung, Logik, Schalter) darf nicht zum Verlust der Sicherheitsfunktion führen. Fehler müssen erkannt und angezeigt werden, und zu einer Ausschaltung der Eigenerzeugungsanlage führen. Daher haben die TELE Netzüberwachungsrelais G4PM400VDFA02 nicht nur eine interne Selbstüberwachung, sondern überwachen auch die verwendeten Schaltorgane.

TELE bietet neben den nötigen Überwachungsrelais zur Realisierung einer selbsttätigen (Frei-) Schaltstelle auch Gesamtlösungen an. Für Österreich und Deutschland sind zwei Leistungsklassen von Schaltstellen vorver-drahtet inklusive Schaltorganen in einem Gehäuse erhältlich. Die vier Typen unterscheiden sich durch den Nennstrom beziehungsweise die Nennleistung und die eingesetzten Überwachungsrelais. Da die Gleichstromüberwachung nur bei trafolosen Wechselrichtern vorgeschrieben ist, ist sie in den vorverdrahteten Geräten nicht berücksichtigt. Vor Ort sind Wechselrichter- und Netzseite nur noch an die entsprechenden Klemmen zu verdrahten. Auch bei einphasiger Einspeisung sind an der Netzseite alle drei Phasen und der Neutralleiter anzuschließen! Das ist nötig, da zur Inselnetzerkennung die normkonforme dreiphasige Spannungsüberwachung verwendet wird.

Gleichstromüberwachung Ist aufgrund eines gestörten Anlagenbetriebes eine Gleichstromeinspeisung in das Niederspannungsnetz möglich, muss nach VDE V 0126-1-1 eine Gleichstromüberwachung vorgesehen sein. Netzseitige Gleichströme können systembedingt nur bei trafolosen Wechselrichtern auftreten. Daher ist die Gleichstromüberwachung auch nur bei diesem Gerätetyp auszuführen. Das TELE-Relais G4JO1ADCDF02 VDE überwacht den eingespeisten Strom auf seinen Gleichstromanteil. Optional kann der Diagnosedeckungsgrad der

Stromüberwachung mit dem G2JR1A erhöht Verdrahtete Gerätekombinationen inklusive Schaltorgane Seite 6

VDE-Richtlinie DIN VDE V 0126-1-1: Selbsttätige Schaltstelle zwischen einer netzparallelen Eigenerzeugungsanlage und dem öffentlichen Niederspannungsnetz: Die „Richtlinie für Anschluss und Parallelbetrieb von Eigenerzeugungsanlagen am Niederspannungsnetz“ vom Verband der Elektrizitätswirtschaft erlaubt, bei Anlagen kleiner 30kVA eine jederzeit zugängliche Schaltstelle durch eine selbsttätige Schaltstelle zu ersetzen. Die Asymmetrie der Einspeiseleistung darf dabei 4,6kVA (bei PV-Anlagen 5kWP) nicht überschreiten. Die normativen Anforderungen an die Schaltstelle sind: - Spannungsrückgangs- und -steigerungsschutz - Überwachung der Spannungsqualität - Frequenzüberwachung - Erkennung des Inselbetriebs - Gleichstromüberwachung (nur wenn eine Gleichstromeinspeisung systembedingt möglich ist) - Fehlerstromüberwachung (nur bei Anlagen ohne einfache Trennung) ANMERKUNG: Eine dreiphasige Spannungsüberwachung ist bei einphasiger Einspeisung als Kriterium zur Inselnetzerkennung zulässig. Das gilt auch bei der Integration mehrerer einphasiger Einspeiser, die in unterschiedliche Außenleiter einspeisen.

ÖVE/ÖNORM-Richtlinie ÖVE/ÖNORM E 8001-4-712: Errichtung von elektrischen Anlagen mit Nennspannungen bis AC 1000 V und DC 1500 V – Teil 4-712 – Anhang A: Selbsttätig wirkende Freischaltstelle: Die Anforderungen an die Freischaltstelle finden sich im Anhang A. Für Anlagen größer 30kVA kann der Netzbetreiber eine externe, jederzeit zugängliche Freischaltstelle verlangen – muss er aber nicht. Sonst kommt die im Anhang A beschriebene Variante zum Einsatz. Die dort definierten Anforderungen sind der deutschen Norm sehr ähnlich, unterscheiden sich aber in Details (Schwellwerte, Auslieferungszustand): - Spannungsrückgangs- und -steigerungsschutz - Überwachung der Spannungsqualität - Frequenzüberwachung - Erkennung des Inselbetriebs - Fehlerstromüberwachung (nur bei Anlagen ohne galvanische Trennung) ANMERKUNG: Eine dreiphasige Spannungsüberwachung ist bei einphasiger Einspeisung

als Kriterium zur Inselnetzerkennung zulässig. Das gilt auch bei der Integration mehrerer einphasiger Einspeiser, die in unterschiedliche Außenleiter einspeisen.

NORMEN

Italien „Guida per le connessioni alla rete elettrica di Enel Distribuzione Ed 1.1 Dicembre 2009“ (früher DK 5940). Im Abschnitt F der Anschlussvorschriften an das Niederspannungsnetz des Netzbetreibers ENEL wird die vorgeschriebene Netzüberwachung definiert. Inhaltlich ist die Netzüberwachung identisch mit der nicht mehr gültigen Vorschrift DK 5940. Das TELE-Netzüberwachungsrelais für Italien ist bei ENEL freigegeben und gelistet. Die Anforderungen der Vorschrift sind Spannungsund Frequenzüberwachung. Kommt es aufgrund des vorgeschriebenen engen Frequenzfensters (49,7Hz bis 50,3Hz) zu unbegründeten Abschaltungen, kann es auf 49Hz bis 51Hz erweitert werden. Auch die Wiedereinschaltzeit wird am TELEÜberwachungsrelais anlagenspezifisch eingestellt.

Information Trotz einer umfangreichen Normenlandschaft entscheidet das für die Anlage zuständige EVU, wie die Netzüberwachung auszuführen ist.

Andere Länder EN 50438: Anforderungen für den Anschluss von Kleinstgeneratoren an das öffentliche Niederspannungsnetz. Diese europäische Norm beschreibt auch den Schnittstellenschutz (erforderliche elektrische Schutzfunktion, die sicherstellt, dass der Kleinerzeuger bei allen Vorgängen, bei denen das Verteilungsnetz in seiner Funktion oder seiner Sicherheit beeinträchtigt werden könnte, vom Netz getrennt oder die Einspeisung beendet wird). Er beruht auf einer Spannungs- und Frequenzüberwachung. Für die Schwellwerte sind neben einerTabelle mit Standardwerten eine Reihe von nationalen Schwellwerten angegeben. Die Errichtungs- oder Betriebsvorschriften lokaler EVUs können aber davon abweichen. Darum bietet das G2PM400VFA02 50Hz EN50438 einstellbare Schwellwerte und standardmäßig eine Plombierkappe. Somit ist dieses Gerät für sehr viele Anlagen anpassbar. Es findet auch in Österreich und Deutschland Verwendung, wenn die Anforderungen von EVUs nicht der lokalen Norm und damit der Überwachung zertifizierter Wechselrichter entsprechen. Seite 7

Technik braucht Kontrolle: In TELE steckt viel Forschung und Entwicklung, der Produktionsstandort Österreich und ein starkes Team, das die Produkte auf den Markt bringt. Mit Zeitrelais und Automatisierungskomponenten ist das Unternehmen groß geworden, der Fokus auf Überwachungstechnologie hat TELE geprägt. Als Pionier und Trendsetter bieten wir intelligente Lösungen, um Anlagen, Gebäude oder Maschinen zu kontrollieren und am Laufen zu halten. Aus Leidenschaft und hoher Professionalität entsteht bei TELE modernste Überwachungs- und Steuerungstechnologie gemäß den internationalen Standards für weltweiten Einsatz auf höchstem Qualitätsniveau. 1963 als Familienunternehmen gegründet, gehören heute neben dem Hauptsitz und Produktionsstandort Wien, Niederlassungen in Deutschland und Großbritannien sowie ein dichtes Netz von über 60 Handelspartnern auf der ganzen Welt zu TELE. Langjährige Kunden aus allen Bereichen der Industrie und frische Ideen für heikle Aufgaben, haben uns zu einem zuverlässigen und flexiblen Partner werden lassen. Das markante grüne Design ist dabei das äußere Signal der inneren Werte - Qualität und Innovation sind die Basis unseres jahrzehntelangen Erfolges und unserer Ausrichtung für die Zukunft.

TELE • Vorarlberger Allee 38 • 1230 Wien • Österreich Tel. +43 / 1 / 614 74 - 0 • Fax +43 / 1 / 614 74 - 100 www.tele-online.com

Art.Nr.: 091085