Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schutz wenigstens eines Teiles eines Netz- segments eines elektrischen Energieverteilungsnetzes. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Schutz wenigstens eines Teiles eines Netzsegments eines elektrischen Energieverteilungsnetzes, welches eine Leitungsanordnung auf- weist, an die eine oder mehrere Zwischeneinspeiseeinrichtungen zum Einspeisen von zwischeneingespeister Energie in die jeweilige Leitungsanordnung angeschlos- sen sind.

In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Netzsegment eines elektrischen Energieverteilungsnetzes. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Netzsegment ei- nes elektrischen Energieverteilungsnetzes, welches eine Leitungsanordnung auf- weist, an die eine oder mehrere Zwischeneinspeiseeinrichtungen zum Einspeisen von zwischeneingespeister Energie in die jeweilige Leitungsanordnung angeschlos- sen sind.

Die dezentrale Erzeugung und/oder Speicherung von elektrischer Energie sowie die dezentrale Einspeisung derartiger Energie in Netzsegmente elektrischer Energiever- teilungsnetze gewinnt immer mehr an Bedeutung. Allerdings führt das zu Schwierig- keiten beim Schutz derartiger Netzsegmente, da elektrische Fehler in solchen Netz- segmenten mit herkömmlichen Verfahren und Netzsegmenten nicht mehr sicher oder nur mit erhöhtem Aufwand erkannt und lokalisiert werden können.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Netz- schutz und ein Netzsegment mit einem Netzschutz bereitzustellen, welche die ge- nannten Nachteile vermeiden.

In einem ersten Aspekt wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Schutz wenigstens eines Teiles eines Netzsegments eines elektrischen Energieverteilungs- netzes, welches eine oder mehrere Leitungsanordnungen aufweist, welche jeweils an einem oder mehreren Zuführbereichen jeweils über eine Leitungsschutzeinrich- tung zum Schutz der jeweiligen Leitungsanordnung mit jeweils einer Zuführeinrich- tung zum Zuführen von elektrischer Energie zu der jeweiligen Leitungsanordnung verbunden sind, wobei jede Leitungsschutzeinrichtung eine Empfangseinrichtung, eine Auslöseeinrichtung und eine Trenneinrichtung aufweist, wobei an wenigstens einer der Leitungsanordnungen eine oder mehrere Zwischeneinspeiseeinrichtungen zum Einspeisen von zwischeneingespeister elektrischer Energie in die jeweilige Leitungsanordnung und/oder eine oder mehrere elektrische Lasten angeschlossen sind, wobei wenigstens eine der Zwischeneinspeiseeinrichtungen und/oder wenigs- tens eine der elektrischen Lasten eine Spannungseinbruchserkennungseinrichtung und eine Signalerzeugungseinrichtung aufweist, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:

Erkennen von Spannungseinbrüchen an den Zwischeneinspeiseeinrichtungen und/oder an den elektrischen Lasten der Leitungsanordnungen mittels der Span- nungseinbruchserkennungseinrichtungen;

Erzeugen und Einspeisen eines elektrischen Signals in die jeweilige Leitungsanord- nung mittels der Signalerzeugungseinrichtung an jeder der Zwischeneinspeiseein- richtungen und an jeder der elektrischen Lasten, an denen einer der Spannungsein- brüche erkannt wird, wobei das elektrische Signal oder die elektrischen Signale eine oder mehrere von einer Netzfrequenz des Netzsegments verschiedene Frequenzen aufweisen;

Empfangen des elektrischen Signals oder der elektrischen Signale über die Lei- tungsanordnungen durch die Empfangseinrichtungen der Leitungsschutzeinrichtun- gen;

Erkennen von elektrischen Fehlern an der jeweiligen Leitungsanordnung der jeweili- gen Leitungsschutzeinrichtung anhand des durch die Empfangseinrichtung der je- weiligen Leitungsschutzeinrichtung empfangenen elektrischen Signals oder der durch die Empfangseinrichtung der jeweiligen Leitungsschutzeinrichtung empfange- nen elektrischen Signale mittels der Auslöseeinrichtung der jeweiligen Leitungs- schutzeinrichtung; und

Auslösen der Trenneinrichtung der Leitungsschutzeinrichtung der Leitungsanord- nung, an der einer der elektrischen Fehler erkannt wird, durch die jeweilige Auslö- seeinrichtung, sodass die jeweilige Leitungsänordnung von der jeweiligen Zuführein- richtung elektrisch getrennt wird.

Bei einem Netzsegment handelt es sich allgemein um einen Teil eines elektrischen Energieverteilungsnetzes. Der Begriff „elektrisches Energieverteilungsnetz“ bezieht sich dabei sowohl auf elektrische Energieverteilungsnetze im engeren Sinne (lokale oder regionale Netze) als auch auf elektrische Energieübertragungsnetze (überregi- onale Netze). Das Netzsegment kann wiederum in Untersegmente aufgeteilt sein. Das Netzsegment bzw. die Untersegmente können zur Übertragung von Gleich- strom, Wechselstrom oder Drehstrom ausgebildet sein. Dabei können Unterseg- mente verschiedene Spannungen und/oder Stromarten führen. Besonders geeignet ist die Erfindung für Mittelspannungsnetze mit einer Nennspannung zwischen 1 kV und 60 kV und für Niederspannungsnetze mit einer Nennspannung von weniger als 1 kV. Das Netzsegment bzw. die Untersegmente können insbesondere eine Strah- lentopologie, eine Ringtopologie oder eine Maschentopologie aufweisen.

Eine Leitungsanordnung umfasst eine durchgehende linienförmige Leitung oder mehrere durchgehende linienförmige Leitungen, welche elektrisch miteinander ver- bunden sind. Die Leitungen können dabei einadrig oder mehradrig ausgeführt sein.

Die Leitungsanordnung ist dabei wenigstens an einem Zuführbereich über eine Lei- tungsschutzeinrichtung zum Schutz der jeweiligen Leitungsanordnung mit jeweils einer Zuführeinrichtung zum Zuführen von elektrischer Energie zu der jeweiligen Leitungsanordnung verbunden. Die Zuführeinrichtung kann insbesondere zum Zu- führen von zentral erzeugter elektrischer Energie ausgebildet sein. Der Zuführbe- reich kann insbesondere an einem Ende einer der Leitungen der Leitungsanordnung ausgebildet sein. Die Leitungsschutzeinrichtung dient dazu, einen elektrischen Feh- ler auf der Leitungsanordnung zu erkennen und bei einem erkannten elektrischen · Fehler die Leitungsanordnung von der Zuführeinrichtung elektrisch zu trennen. Un- ter einem elektrischen Fehler wird dabei eine Überschreitung eines zulässigen Ma- ximalwertes der Stromstärke auf der Leitungsanordnung verstanden. Dies kann bei- spielsweise durch einen Kurzschluss zwischen verschiedenen Ädern der Leitungs- anordnung, durch einen Erdschluss wenigstens einer Ader der Leitungsanordnung oder durch eine Überlastung der Leitungsanordnung ausgelöst werden. Bei der Zu- führeinrichtung kann es sich beispielsweise um eine weitere Leitungsanordnung oder um einen Transformator handeln. An wenigstens einer der Leitungsanordnungen ist wenigstens eine Zwischenein- speiseeinrichtung zum Einspeisen von zwischeneingespeister elektrischer Energie in die jeweilige Leitungsanordnung und/oder eine elektrische Last angeschlossen.

In einigen Ausführungsbeispielen sind lediglich ein oder mehrere Zwischeneinspei- seeinrichtungen an die jeweilige Leitungsanordnung angeschlossen. In anderen Ausführungsbeispielen sind lediglich ein oder mehrere elektrische Lasten an die jeweilige Leitungsanordnung angeschlossen. In weiteren Ausführungsbeispielen sind ein oder mehrere Zwischeneinspeiseeinrichtungen und ein oder mehrere elekt- rische Lasten an die jeweilige Leitungsanordnung angeschlossen.

Eine Zwischeneinspeiseeinrichtung ist eine solche Einspeiseeinrichtung, welche elektrische Energie direkt, also ohne zwischengeschaltete Leitungsschutzeinrich- tung, in die Leitungsanordnung einspeist. Dementsprechend bezieht sich der Begriff „zwischeneingespeiste elektrische Energie“ auf elektrische Energie, welche direkt, also ohne zwischengeschaltete Leitungsschutzeinrichtung, in die Leitungsanord- nung einspeist wird, Die Zwischeneinspeiseeinrichtung kann insbesondere zur Ein- speisung von dezentral erzeugter oder gespeicherter elektrischer Energie ausgebil- det sein. Bei der Zwischeneinspeiseeinrichtung kann es sich insbesondere um einen Stromrichter handeln, der die zwischeneingespeiste elektrische Energie mit der ge- wünschten Frequenz und mit der gewünschten Spannung bereitstellt.

Eine elektrische Last ist ein elektrischer Verbraucher, der durch die Leitungsanord- nung mit über die Leitungsschutzeinrichtung zugeführter elektrischer Energie und/oder mit zwischeneingespeister elektrischer Energie versorgt werden kann. Bei der Last kann es sich beispielsweise um einen elektrischen Antrieb mit einem Stromrichter handeln Der Begriff zentral erzeugte elektrische Energie bezieht sich dabei auf elektrische Energie, die in zentralen Großkraftwerken mit einer typischen Leistung von über 150 MW erzeugt wird. Demgegenüber bezieht sich der Begriff dezentral erzeugte elekt- rische Energie auf elektrische Energie, die in dezentralen Anlagen kleinerer Leis- tung erzeugt und/oder gespeichert wird. Bei den dezentralen Anlagen kann es sich beispielsweise um Fotovoltaikanlagen, um Windkraftanlagen, um Blockheizkraft- werkanlagen oder um Akkumulatoranlagen handeln. Die Zwischeneinspeiseeinrichtung und/oder die elektrische Last umfasst eine Span- nungseinbruchserkennungseinrichtung, welche einen Spannungseinbruch auf der Leitungsanordnung im Bereich der Zwischeneinspeiseeinrichtung bzw. der elektri- sehen Last erkennen kann. Weiterhin umfasst die Zwischeneinspeiseeinrichtung bzw. die elektrische Last eine Signalerzeugungseinrichtung, welche bei einem er- kannten Spannungseinbruch ein elektrisches Signal erzeugt, welches dann in die Leitungsanordnung eingespeist wird. Bei dem elektrischen Signal kann es sich um eine Spannung oder um einen Strom handeln. Ebenso kann es sich um ein digitales elektrisches Signal oder um ein analoges elektrisches Signal handeln. Wesentlich ist dabei jedoch, dass das elektrische Signal ein oder mehrere von einer Netzfre- quenz des Netzsegments verschiedene Frequenzen aufweist, so dass das elektri- sche Signal auf der Leitungsanordnung erkannt werden kann. Die Leitungsschutzeinrichtung weist eine Empfangseinrichtung, eine Auslöseeinrich- tung und eine Trenneinrichtung auf. Die Empfangseinrichtung ist dabei zum Emp- fangen des elektrischen Signals von der Zwischeneinspeiseeinrichtung ausgebildet. Die Auslöseeinrichtung ist zum Erkennen von elektrischen Fehlern an der jeweiligen Leitungsanordnung durch Auswerten des Signals ausgebildet. Weiterhin ist die Aus- löseeinrichtung so ausgebildet, dass sie bei einem erkannten elektrischen Fehler an der jeweiligen Leitungsanordnung die Trenneinrichtung auslöst. Die Trenneinrich- tung wiederum ist so ausgebildet, dass sie, wenn sie ausgelöst wird, die Leitungs- anordnung elektrisch von der Zuführeinrichtung trennt, umso den weiteren Zufluss von elektrischer Energie zu verhindern oder zu reduzieren, welcher die Leitungsan- Ordnung beschädigen oder gar zerstören könnte.

Bei der Trenneinrichtung kann es sich um eine elektrische Sicherung handeln. Ver- wendet werden können beispielsweise fernauslösbare Schmelzsicherungen, elekt- romechanische Sicherungen, Leistungstrennschalter oder Lasttrennschalter.

Bei bekannten Leitungsschutzeinrichtungen in klassischen Netzsegmenten wird an der Leitungsschutzeinrichtung die Stromstärke der in die Leitungsanordnung einge- speisten Energie gemessen. Übersteigt die Stromstärke einen maximal zulässigen Wert, so wird auf einen elektrischen Fehler an der Leitungsanordnung geschlossen und die Leitungsschutzeinrichtung ausgelöst. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die maximal zulässige Stromstärke auf der Leitungsanordnung nicht über- schritten wird. Ist jedoch an die Leitungsanordnung eine Zwischeneinspeiseeinrich- tung zum Einspeisen von zwischeneingespeister elektrischer Energie vorhanden, so addieren sich auf der Leitungsanordnung die Stromstärke der über die Leitungs- schutzeinrichtung eingespeisten Energie und die Stromstärke der zwischeneinge- speisten Energie. Liegt nun ein elektrischer Fehler vor, so kann die maximal zuläs- sige Stromstärke auf der Leitungsanordnung überschriten werden, obwohl die Stromstärke an der Leitungsschutzeinrichtung im zulässigen Bereich liegt. In diesem Fall kann der elektrische Fehler mit bekannten Leitungsschutzeinrichtungen nicht erkannt werden. Dieser Effekt wird auch als "Blinding" bezeichnet.

Das erfindungsgemäße Verfahren vermeldet unter anderem diesen Nachteil, indem nicht auf die Stromstärke an der Leitungsschutzeinrichtung sondern auf die Span- nung an der Zwischeneinspeiseeinrichtung abgestellt wird. Hierdurch können elekt- rische Fehler auf der Leitungsanordnung auch dann sicher erkannt werden, wenn an der Leitungsanordnung Zwischeneinspeiseeinrichtungen einspeisen.

Da zur Übertragung des Wechselsignals die Leitungsanordnungen verwendet wer- den, werden keine separaten Informationsleitungen benötigt. Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird beim Erkennen der Span- nungseinbrüche jeweils eine Tiefe des jeweiligen Spannungseinbruchs ermittelt, wobei bei dem Erkennen eines der elektrischen Fehler an der jeweiligen Leitungs- anordnung der jeweiligen Leitungsschutzeinrichtung die Tiefe des jeweiligen Span- nungseinbruchs berücksichtigt wird.

Wenn das Netzsegment mehrere Leitungsanordnungen aufweist, an die jeweils mindestens eine Zwischeneinspeiseeinrichtung angeschlossen ist, so sind aber auch Fälle denkbar, bei denen ein elektrischer Fehler auf einer der Leitungsanord- nungen in vielen Fällen dazu, dass die Zwischeneinspeiseeinrichtungen verschie- dener Leitungsanordnüngen einen Spannungseinbruch erkennen und übermitteln. Dieser Effekt wird auch „Sympathetic Tripping“ genannt. Wenn nun die Tiefe des Spannungseinbruchs an der jeweiligen Zwischeneinspeiseeinrichtung durch die Leitungsschutzeinrichtungen berücksichtigt wird, so kann diese erkennen, ob der elektrische Fehler auf der ihr zugeordneten Leitungsanordnung oder auf einer ande- ren Leitungsanordnung erkannt wurde. So ist in aller Regel der Spannungseinbruch am derjenigen Leitungsanordnung am tiefsten, an der der elektrische Fehler auftritt Auf diese Weise kann der elektrische Fehler örtlich eingegrenzt werden, So ist es dann möglich, dass lediglich die Auslöseeinrichtung der konkret betroffenen Lei- tungsschutzeinrichtung ihre zugeordnete Trenneinrichtung auslöst. Auf diese Weise kann die Gefahr einer fehlerhaften Auslösung der Trenneinrichtung einer der Lei- tungsanordnungen weiter verringert werden.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind wenigstens einige der Leitungsanordnungen Stichleitungen, welche über die jeweiligen Leitungsschutzein- richtungen 4 an dieselbe Zuführeinrichtung angeschlossen sind, welche über eine weitere Leitungsschutzeinrichtung mit einer weiteren Zuführeinrichtung verbunden ist, wobei die weitere Leitungsschutzeinrichtung eine weitere Empfangseinrichtung, eine weitere Auslöseeinrichtung und eine weitere Trenneinrichtung aufweist wobei die Trenneinrichtung der weiteren Leitungsschutzeinrichtung durch die Auslöseein- richtung der weiteren Leitungsschutzeinrichtung der weiteren Leitungsanordnung ausgelöst wird, wenn durch die Auslöseeinrichtung der weiteren Leitungsschutzeinrichtung einer der elektrischen Fehler an einer der Stichleitungen anhand des durch ihre Empfangsein- richtung empfangenen elektrischen Signals oder der durch die Empfangseinrichtun- gen empfangenen elektrischen Signale erkannt wird, und wenn durch die Auslöseeinrichtung der weiteren Leitungsschutzeinrichtung der er- kannt wird, dass die Trenneinrichtung der Leitungsschutzeinrichtung der Stichlei- tung, an der der jeweilige elektrische Fehler erkannt wird, durch die Auslöseeinrich- tung 7 der Leitungsschutzeinrichtung der Stichleitung, an der der jeweilige elektri- sche Fehler erkannt wird, nicht ausgelöst wird.

Die weitere Leitungsschulzeinrichtung ist analog zu den bisher beschriebenen Lei- tungsechutzeinrichtungen aufgebaut. So entspricht die weitere Empfangseinrichtung den bisher beschriebenen Empfangseinrichtungen, die weitere Auslöseeinrichtung den bisher beschriebenen Auelöseeinrichtungen und die weitere Trenneinrichtung den bisher beschriebenen Trenneinrichtungen,

Bei einer derartigen hierarchischen Topologie des Netzsegments bewirken die Leis- tungsschutzeinrichtungen der Stichleitungen den Hauptschutz der Stichleitungen und die weitere Leistungsschutzeinrichtung den Reserveschutz der Stichleitungen. Durch die vorstehenden Merkmale ist nun sichergestellt, dass der Reserveschutz der Stichleitungen zum Tragen kommt, wenn der Hauptschutz einer der Stichleitun- gen versagt. Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist jedes der elektrischen Signale ein analoges Wechselsignal. Bei dem Wechselsignal kann es sich um eine Wechselspannung oder um einen Wechselstrom handeln. Wesentlich ist dabei je- doch, dass das elektrische Wechselsignal ein oder mehrere von einer Netzfrequenz des Netzsegments verschiedene Frequenzen aufweist, so dass das elektrische Wechselsignal, beispielsweise durch die Verwendung geeigneter Filter, aus der Lei- tungsanordnung ausgekoppelt werden kann.

Die Verwendung eines analogen Wechselsignals zur Informationsübertragung von der Zwischeneinspeiseeinrichtung zur Leitungsschutzeinrichtung hat gegenüber der Verwendung von zum Beispiel digitalen Signalen den Vorteil, dass auf die Verwen- dung von rechenintensiven digitalen Protokollen oder die zusätzliche Kommunikati- onsleitung verzichtet werden kann. Zudem kann so die Informationsübertragung beschleunigt werden, so dass die Trenneinrichtung bei einem erkannten elektri- schen Fehler ohne weiteren Zeitverzug ausgelöst werden kann. Zwar erzeugt das Wechselsignal auf der Leitungsanordnung gegebenenfalls unerwünschte Ober- schwingungen, dies kann jedoch hingenommen werden, da das Wechselsignal le- diglich bei einem erkannten elektrischen Fehler übertragen wird.

Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung wird beim Erkennen der Spannungseinbrüche jeweils die eine oder die mehreren Frequenzen des Wechsel- signals, eine Amplitude des Wechselsignals und/oder eine Kurvenform des Wech- selsignals in Abhängigkeit von der Tiefe des jeweiligen Spannungseinbruchs festge- legt. Auf diese Weise kann Tiefe des jeweiligen Spannungseinbruchs schnell und sicher zu den Leitungsschutzeinrichtungen übertragen werden

Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung unterscheiden sich die eine oder die mehreren Frequenzen der Wechselsignale von wenigstens einigen der Signalerzeugungseinrichtungen, wobei bei dem Erkennen der elektrischen Fehler an der jeweiligen Leitungsanordnung der jeweiligen Leitungsschutzeinrichtung er- mittelt und berücksichtigt wird, von welcher der Signalerzeugungseinrichtungen das jeweilige Wechselsignal stammt. Wenn das Netzsegment mehrere Leitungsanordnungen aufweist, an die jeweils mindestens eine Zwischeneinspeiseeinrichtung angeschlossen ist, so führt ein elektrischer Fehler auf einer der Leitungsanordnungen in vielen Fällen dazu, dass lediglich die Zwischeneinspeiseeinrichtung der fehlerbehafteten Leitungsanordnung einen Spannungseinbruch erkennt und übermittelt. Wenn nun das Wechselsignal nun so gestaltet ist, dass Rückschlüsse über die absendende Zwischeneinspeise- einrichtung gezogen werden können, so können die Leitungsschutzeinrichtungen erkennen, ob der elektrische Fehler auf der ihr zugeordneten Leitungsanordnung oder auf einer anderen Leitungsanordnung erkannt wurde. Auf diese Weise kann der elektrische Fehler örtlich eingegrenzt werden. So ist es dann möglich, dass le- diglich die Auslöseeinrichtung der konkret betroffenen Leitungsschutzeinrichtung ihre zugeordnete Trenneinrichtung auslöst. Auf diese Weise kann die Gefahr einer fehlerhaften Auslösung der Trenneinrichtung einer der Leitungsanordnungen verrin- gert werden.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird beim Erkennen der Span- nungseinbrüche jeweils eine Tiefe des jeweiligen Spannungseinbruchs ermittelt, wobei die eine oder die mehreren Frequenzen des Wechselsignals, eine Amplitude des Wechselsignals und/oder eine Kurvenform des Wechselsignals in Abhängigkeit von der Tiefe des jeweiligen Spannungseinbruchs festgelegt wird, und wobei bei dem Erkennen eines der elektrischen Fehler an der jeweiligen Leitungsanordnung der jeweiligen Leitungsschutzeinrichtung die Tiefe des jeweiligen Spannungsein- bruchs ermittelt und berücksichtigt wird.

Wenn das Netzsegment mehrere Leitungsanordnungen aufweist, an die jeweils , mindestens eine Zwischeneinspeiseeinrichtung angeschlossen ist, so sind aber auch Fälle denkbar, bei denen ein elektrischer Fehler auf einer der Leitungsanord- nungen in vielen Fällen dazu, dass die Zwischeneinspeiseeinrichtungen verschie- dener Leitungsanordnungen einen Spannungseinbruch erkennen und übermitteln. Dieser Effekt wird auch „Sympathetic Tripping" genannt. Wenn nun die Wechselsig- nale der verschiedenen Zwischeneinspeiseeinrichtungen so gestaltet sind, dass aus ihnen Rückschlüsse über die Tiefe des Spannungseinbruchs an der jeweiligen Zwi- scheneinspeiseeinrichtung gezogen werden können, so können die Leltungsschutz- einrichtungen erkennen, ob der elektrische Fehler auf der ihr zugeordneten Lei- tungsanordnung oder auf einer anderen Leitungsanordnung erkannt wurde. So ist in alter Regel der Spannungseinbruch am derjenigen Leitungsanordnung am tiefsten, an der der elektrische Fehler auftritt. Auf diese Weise kann der elektrische Fehler örtlich eingegrenzt werden. So ist es dann möglich, dass lediglich die Auslöseein- richtung der konkret betroffenen Leitungsschutzeinrichtung ihre zugeordnete Trenneinrichtung auslöst. Auf diese Weise kann die Gefahr einer fehlerhaften Aus- lösung der Trenneinrichtung einer der Leitungsanordnungenweiter verringert wer- den.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind an wenigstens einer der Leitungsanordnungen mehrere Zwischeneinspeiseeinrichtungen zum Einspeisen von elektrischer Energie in die jeweilige Leitungsanordnung angeschlossen, wobei sich die eine oder die mehreren Frequenzen und Phasen der Wechselsignale der mehreren Signalerzeugungseinrichtungen der einen der Leitungsanordnungen ent- sprechen, so dass sich die Wechselsignale der mehreren Signalerzeugungseinrich- tungen der einen der Leitungsanordnungen summieren.

Auf diese Weise kann die Gefahr einer fehlerhaften Auslösung der Trenneinrichtung einer der Leitungsanordnungen weiter verringert werden. Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung weist jedes der Wechselsig- nale wenigstens zwei Frequenzen auf, wobei bei dem Erkennen der elektrischen Fehler an der jeweiligen Leitungsanordnung der jeweiligen Leitungsschutzeinrich- tung die wenigstens zwei Frequenzen berücksichtigt werden. Auf diese Weise kann die Gefahr einer fehlerhaften Auslösung der Trenneinrichtung einer der Leitungsan- Ordnungen weiter verringert werden. ln einem weiteren Aspekt wird die Aufgabe gelöst durch ein Netzsegment eines elektrischen Energieverteilungsnetzes, welches eine oder mehrere Leitungsanord- nungen aufweist, welche jeweils an einem oder mehreren Zuführbereichen jeweils über eine Leitungsschutzeinrichtung zum Schutz der jeweiligen Leitungsanordnun- gen mit jeweils einer Zuführeinrichtung zum Zuführen von elektrischer Energie zu der jeweiligen Leitungsanordnung verbunden sind; wobei jede Leitungsschutzeinrichtung eine Empfangseinrichtung, eine Auslöseein- richtung und eine Trenneinrichtung aufweist; wobei an wenigstens einer der Leitungsanordnungen eine oder mehrere Zwischen- einspeiseeinrichtungen zum Einspeisen von zwischeneingespeister elektrischer Energie in die jeweilige Leitung und/oder eine oder mehrere elektrische Lasten an- geschlossen sind; wobei wenigstens eine der Zwischeneinspeiseeinrichtungen und/oder wenigstens eine der elektrischen Lasten eine Spannungseinbruchserkennungseinrichtung und eine Wechselsignalerzeugungseinrichtung aufweist; wobei die Spannungseinbruchserkennungseinrichtungen zum Erkennen von Span- nungseinbrüchen an der jeweiligen Zwischeneinspeiseeinrichtung oder an der jewei- ligen elektrischen Last der Leitungsanordnungen ausgebildet sind; wobei die Wechselsignalerzeugungseinrichtungen zum Erzeugen und Einspeisen eines elektrischen Wechselsignals in die jeweilige Leitungsanordnung ausgebildet sind, wenn an der Zwischeneinspeiseeinrichtung oder der elektrischen Last der je- weiligen Wechselsignalerzeugungseinrichtung einer der Spannungseinbrüche er- kannt wird; wobei das elektrische Wechselsignal oder die elektrischen Wechselsignale eine oder mehrere von einer Netzfrequenz des Netzsegments verschiedene Frequenzen aufweisen; wobei die Empfangseinrichtungen der Leitungsschutzeinrichtungen zum Empfangen des elektrischen Wechselsignals oder der elektrischen Wechselsignale über die Leitungsanordnungen ausgebildet sind; wobei die Auslöseeinrichtungen zum Erkennen von elektrischen Fehlern an der je- weiligen Leitungsanordnung der jeweiligen Leitungsschutzeinrichtung anhand des durch die Empfangseinrichtung der jeweiligen Leitungsschutzeinrichtung empfange- nen elektrischen Wechselsignals oder der durch die Empfangseinrichtung der jewei- ligen Leitungsschutzeinrichtung empfangenen elektrischen Wechselsignale ausge- bildet sind; und wobei die Auslöseeinrichtungen zum Auslösen der ihr jeweils zugeordneten

Trenneinrichtung ausgebildet sind, wenn an der jeweiligen Leitungsanordnung der jeweiligen Leitungsschutzeinrichtung einer der elektrischen Fehler erkannt wird, sodass die jeweilige Leitungsanordnung von der jeweiligen Zuführeinrichtung elektrisch getrennt wird. Es ergeben sich die oben beschriebenen Vorteile.

Im Folgenden werden die vorliegende Erfindung und deren Vorteile anhand von Figuren näher beschrieben. Es zeigen: Figur 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Netzsegments eines elektrischen Energievertei- lungsnetzes;

Figur 2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Schutz wenigstens eines Teiles eines Netzsegments eines elektrischen Energieverteilungsnetzes;

Figur 3 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Netzsegments eines elektrischen Energie- verteilungsnetzes; und

Figur 4 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Netzsegments eines elektrischen Energie- verteilungsnetzes.

Gleiche oder gleichartige Elemente oder Elemente mit gleicher oder äquivalenter Funktion sind im Folgenden mit gleichen oder gleichartigen Bezugszeichen verse- hen. In der folgenden Beschreibung werden Ausführungsbeispiele mit einer Vielzahl von Merkmalen der vorliegenden Erfindung näher beschrieben, um ein besseres Ver- ständnis der Erfindung zu vermitteln. Es ist jedoch festzuhalten, dass die vorliegen- de Erfindung auch unter Auslassung einzelner der beschriebenen Merkmale umge- setzt werden kann. Es sei auch darauf hingewiesen, dass die in verschiedenen Aus- führungsbeispielen gezeigten Merkmale auch in anderer Weise kombinierbar sind, sofern dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen ist oder zu Widersprüchen führen würde.

Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfin- dungsgemäßen Netzsegments 1 eines elektrischen Energieverteilungsnetzes, wel- ches eine oder mehrere Leitungsanordnungen 2 aufweist, welche jeweils an einem oder mehreren Zuführbereichen 3 jeweils über eine Leitungsschutzeinrichtung 4 zum Schutz der jeweiligen Leitungsanordnung 2 mit jeweils einer Zuführeinrichtung 5 zum Zuführen von elektrischer Energie NES zu der jeweiligen Leitungsanordnung 2 verbunden sind; wobei jede Leitungsschutzeinrichtung 4 eine Empfangseinrichtung 6, eine Auslö- seeinrichtung 7 und eine Trenneinrichtung 8 aufweist; wobei an wenigstens einer der Leitungsanordnungen 2 eine oder mehrere Zwi- scheneinspeiseeinrichtungen 9 zum Einspeisen von zwischeneingespeister elektri- scher Energie EES in die jeweilige Leitungsanordnung 2 angeschlossen sind; wobei wenigstens eine der Zwischeneinspeiseeinrichtungen 9 eine Spannungsein- bruchserkennungseinrichtung 10 und eine Signalerzeugungseinrichtung 11 auf- weist; wobei die Spannungseinbruchserkennungseinrichtungen 10 zum Erkennen von Spannungseinbrüchen an der jeweiligen Zwischeneinspeiseeinrichtung 9 der Lei- tungsanordnungen 2 ausgebildet sind; wobei die Signalerzeugungseinrichtungen 11 zum Erzeugen und Einspeisen eines elektrischen Signals WS in die jeweilige Leitungsanordnung 2 ausgebildet sind, wenn an der Zwischeneinspeiseeinrichtung 9 oder der elektrischen Last 14 der je- welligen Signalerzeugungseinrichtung 10 einer der Spannungseinbrüche erkannt wird; wobei das elektrische Signal WS oder die elektrischen Signale WS eine oder meh- rere von einer Netzfrequenz des Netzsegments verschiedene Frequenzen aufwei- sen; wobei die Empfangseinrichtungen 6 der Leitungsschuteeinrichtungen 4 zum Emp- fangen des elektrischen Signals WS oder der elektrischen Signale WS über die Lei- tungsanordnungen 2 ausgebildet sind; wobei die Auslöseeinrichtungen 7 zum Erkennen von elektrischen Fehlern EF an der jeweiligen Leitungsanordnung 2 der jeweiligen Leitungsschutzeinrichtung 4 an- hand des durch die Empfangseinrichtung 6 der jeweiligen Leitungsschutzeinrichtung

4 empfangenen elektrischen Signals WS oder der durch die Empfangseinrichtung 6 der jeweiligen Leitungsschutzeinrichtung 4 empfangenen elektrischen Signale WS ausgebildet sind; und wobei die Auslöseeinrichtungen 7 zum Auslösen der ihr jeweils zugeordneten Trenneinrichtung 8 ausgebildet sind, wenn an der jeweiligen Leitungsanordnung 2 der jeweiligen Leitungsschutzeinrichtung 4 einer der elektrischen Fehler EF erkannt wird, sodass die jeweilige Leitungsanordnung 2 von der jeweiligen Zuführeinrichtung

5 elektrisch getrennt wird,

Im Ausführungsbeispiel der Figur 1 ist die Zuführeinrichtung 5 als Energieversor- gungsleitung ausgebildet, welche über die Leitungsschutzeinrichtung 4 elektrische Energie NES in die Leitungsanordnung 2 einspeist. Weiterhin wird über die Zwi- scheneinspeiseeinrichtung 9 zwischeneingespeiste elektrische Energie EES in die Leitungsanordnung 2 eingespeist. Dabei sei angenommen, dass auf der Leitungs- anordnung 2 ein elektrischer Fehler EF auftritt, Dies bedeutet, dass die Summe der Stromstärke der über die Leitungsschutzeinrichtung 4 zugeführten elektrischen Energie NES und der Stromstärke der über die Zwischeneinspeiseeinrichtung 9 zugeführten elektrischen Energie EES auf der Leitungsanordnung den zulässigen Maximalwert überschreitet. Während in einem herkömmlichen Netzsegment dieser Fehler lediglich dann erkannt werden kann, wenn die Stromstärke der elektrischen Energie NES an der Leitungsschutzeinrichtung den zulässigen Maximalwert über- schreitet, kann der elektrische Fehler EF bei dem erfindungsgemäßen Netzseg- ments 1 auch dann erkannt werden, wenn diese Voraussetzung nicht vorlegt.

Die Leitungsschutzeinrichtung 4 mit der Zuführeinrichtung 5, der Empfangseinrich- tung 6 und der Auslöseeinrichtung 7, die Einspeiseeinrichtung 9 mit der Span- nungseinbruchserkennungseinrichtung 10 und der Signalerzeugungseinrichtung 11 können als Kombination von Software- und Hardwarekomponenten ausgebildet sein. Dabei kann jeweils ein Prozessor vorgesehen sein.

Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfin- dungsgemäßen Verfahrens V zum Schutz wenigstens eines Teiles eines Netzseg- ments 1 eines elektrischen Energieverteilungsnetzes, welches eine oder mehrere Leitungsanordnungen 2 aufweist, welche jeweils an einem oder mehreren Zuführbe- reichen 3 jeweils über eine Leitungsschutzeinrichtung 4 zum Schutz der jeweiligen Leitungsanordnung 2 mit jeweils einer Zuführeinrichtung 5 zum Zuführen von elektrischer Energie NES zu der jeweiligen Leitungsanordnung 2 verbunden sind, wobei jede Leitungsschutzeinrichtung 4 eine Empfangseinrichtung 6, eine Auslö- seeinrichtung 7 und eine Trenneinrichtung 8 aufweist, wobei an wenigstens einer der Leitungsanordnungen 2 eine oder mehrere Zwischeneinspeiseeinrichtungen 9 zum Einspeisen von zwischeneingespeister elektrischer Energie EES in die jeweili- ge Leitungsanordnung 2 und/oder wenigstens eine elektrische Last 14 angeschlos- sen sind, wobei wenigstens eine der Zwischeneinspeiseeinrichtungen 9 und/oder wenigstens eine der elektrischen Lasten 14 eine Spannungseinbruchserkennungs- einrichtung 10 und eine Signalerzeugungseinrichtung 11 aufweist. Das Verfahren V umfasst folgende Schritte:

Schritt VS 1 : Erkennen von Spannungseinbrüchen an den Zwischeneinspeiseein- richtungen 9 und/oder an den elektrischen Lasten 14 der Leitungsanordnungen 2 mittels der Spannungseinbruchserkennungseinrichtungen 10;

Schritt VS2: Erzeugen und Einspeisen eines elektrischen Signals WS in die jeweili- ge Leitungsanordnung 2 mittels der Signalerzeugungseinrichtung 11 an jeder der Zwischeneinspeiseeinrichtungen 9 und an jeder der elektrischen Lasten 14, an de- nen einer der Spannungseinbrüche erkannt wird, wobei das elektrische Signal WS oder die elektrischen Signale WS eine oder mehrere von einer Netzfrequenz des Netzsegments 1 verschiedene Frequenzen aufweisen;

Schritt VS3: Empfangen des elektrischen Signals WS oder der elektrischen Signale WS über die leitungsanordnungen 2 durch die Empfangseinrichtungen 6 der Lei- tungsschutzeinrichtungen 4; Schritt VS4: Erkennen von elektrischen Fehlern EF an der jeweiligen Leitungsan- ordnung 2 der jeweiligen Leitungsschutzeinrichtung 4 anhand des durch die Emp- fangseinrichtung 6 der jeweiligen Leitungsschutzeinrichtung 4 empfangenen elektri- schen Signals WS oder der durch die Empfangseinrichtung 6 der jeweiligen Lei- tungsschutzeinrichtung 4 empfangenen elektrischen Signale WS mittels der Auslö- seeinrichtung 7 der jeweiligen Leitungsschutzeinrichtung 4; und

Schritt VS5: Ausläsen der Trenneinrichtung 8 der Leitungsschutzeinrichtung 4 der Leitungsanordnung 2, an der einer der elektrischen Fehler EF erkannt wird, durch die jeweilige Auslöseeinrichtung 7, sodass die jeweilige Leitungsanordnung 2 von der jeweiligen Zuführeinrichtung 5 elektrisch getrennt wird.

Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung wird beim Erkennen der Spannungseinbrüche jeweils eine Tiefe des jeweiligen Spannungseinbruchs ermit- telt, wobei bei dem Erkennen eines der elektrischen Fehler EF an der jeweiligen

Leitungsanordnung 2 der jeweiligen Leitungsschutzeinrichtung 4 die Tiefe des jewei- ligen Spannungseinbruchs berücksichtigt wird.

Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist jedes der elektrischen Signal WS ein analoges Wechselsignal WS.

Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung wird beim Erkennen der Spannungseinbrüche jeweils die eine oder die mehreren Frequenzen des Wechsel- signals WS, eine Amplitude des Wechselsignals WS und/oder eine Kurvenform des Wechselsignals WS in Abhängigkeit von der Tiefe des jeweiligen Spannungsein- bruchs festgelegt wird.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung unterscheiden sich die eine oder die mehreren Frequenzen der Wechselsignale WS von wenigstens einigen der Signalerzeugungseinrichtungen 11 , wobei bei dem Erkennen der elektrischen Feh- ler EF an der jeweiligen Leitungsanordnung 2 der jeweiligen Leitungsschutzeinrich- tung 4 ermitelt und berücksichtigt wird, von welcher der Signalerzeugungseinrich- tungen 11 das jeweilige Wechselsignal WS stammt. Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung sind an wenigstens einer der Leitungsanordnungen 2 mehrere Zwischeneinspeiseeinrichtungen 9 zum Ein- speisen von elektrischer Energie in die jeweilige Leitungsanordnung 2 angeschlos- sen, wobei sich die eine oder die mehreren Frequenzen und Phasen der Wechsel- signale WS der mehreren Signalerzeugungseinrichtungen 11 der einen der Lei- tungsanordnungen 2 entsprechen, so dass sich die Wechselsignale WS der mehre- ren Signalerzeugungseinrichtungen 11 der einen der Leitungsanordnungen 2 sum- mieren.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist jedes der Wechselsigna- le WS wenigstens zwei Frequenzen auf, wobei bei dem Erkennen der elektrischen Fehler EF an der jeweiligen Leitungsanordnung 2 der jeweiligen Leitungsschutzein- richtung 4 die wenigstens zwei Frequenzen berücksichtigt werden.

Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Netzsegments 1 eines elektrischen Energieverteilungs- netzes.

Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung sind wenigstens einige der Leitungsanordnungen 2.1; 2.2 Stichleitungen 2.1; 2.2, welche über die jeweili- · gen Leitungsschutzeinrichtungen 4.1 ; 4.2 an die selbe Zuführeinrichtung 5 ange- schlossen sind, welche über eine weitere Leitungsschutzeinrichtung 12 mit einer weiteren Zuführeinrichtung 13 verbunden ist, wobei die weitere Leitungsschutzein- richtung 12 eine weitere Empfangseinrichtung, eine weitere Auslöseeinrichtung und eine weitere Trenneinrichtung aufweist wobei die Trenneinrichtung der weiteren Leitungsschutzeinrichtung 12 durch die Auslöseeinrichtung der weiteren Leitungs- Schutzeinrichtung der weiteren Leitungsanordnung ausgelöst wird, wenn durch die Auslöseeinrichtung der weiteren Leitungsschutzeinrichtung einer der elektrischen Fehler EF an einer der Stichleitungen 2.1; 2.2 anhand des durch ihre Empfangseinrichtung empfangenen elektrischen Signals WS1; WS2 oder der durch die Empfangseinrichtungen empfangenen elektrischen Signale WS1 ; WS2 erkannt wird, und wenn durch die Auslöseeinrichtung der weiteren Leitungsschutzeinrichtung der er- kannt wird, dass die Trenneinrichtung der Leitungsschutzeinrichtung 4.1; 4.2 der Stichleitung 2.1; 2.2, an der der jeweilige elektrische Fehler EF erkannt wird, durch die Auslöseeinrichtung 7 der Leitungsschutzeinrichtung 4.1 ; 4.2 der Stichleitung 2.1; 2.2, an der der jeweilige elektrische Fehler EF erkannt wird, nicht ausgelöst wird.

Das beispielhafte Netzsegment 1 der Figur 3 umfasst eine Leitungsanordnung 2.1, welche über die Leitungsschutzeinrichtung 4.1 an die Zuführeinrichtung 5.1 ange- schlossen ist. Weiterhin umfasst das Netzsegment 1 eine Leitungsanordnung 2.2, weiche über die Leitungsschutzeinrichtung 4.2 ebenfalls an die Zuführeinrichtung 5 angeschlossen ist. Die Zuführeinrichtung 5 ist als Zuführleitung ausgebildet und ist über die weitere Leitungsschutzeinrichtung 12 an die weitere Zuführeinrichtung 13 angeschlossen, bei welcher es sich um einen Transformator handelt. Die Leitungs- anordnungen 2.1 und 2.2 sind als Stichleitungen ausgebildet. Die von der weiteren Zuführeinrichtung 13 zugeführte elektrische Energie NES3 wird derart aufgeteilt, dass der Leitungsanordnung 2.1 die elektrische Energie NES1 und der Leitungsan- ordnung 2.2 die elektrische Energie NES2 zugeführt werden.

An die Leitungsanordnung 2.1 ist die Zwischeneinspeiseeinrichtung 9.1 angeschlos- sen, welche der Leitungsanordnung 2.1 die zwischeneingespeiste elektrische Ener- gie EES1 zuführt. Weiterhin ist an die Leitungsanordnung 2.2 die Zwischeneinspei- seeinrichtung 9.2 angeschlossen, welche der Leitungsanordnung 2.2 die zwischen- eingespeiste elektrische Energie EES2 zuführt.

Die Leitungsschutzeinrichtungen 4.1 und 4.2 und die weitere Leitungsschutzeinrich- tung 12 entsprechen der Leitungsschutzeinrichtung 4 der Figur 1. Ebenso entspre- chen die Zwischeneinspeiseeinrichtungen 9.1 und 9.2 der Zwischeneinspeiseein- richtungen 9 der Figur 1.

Es sei nun angenommen, dass auf der Leitungsanordnung 2.1 ein elektrischer Feh- ler EF auftritt. In diesem Fall erkennt die Zwischeneinspeiseeinrichtung 9.1 einen Spannungseinbruch auf der Leitungsanordnung 2.1. Dadurch veranlasst speist sie das Signal WS1 in die Leitungsanordnung 2.1 ein. Das Signal WS1 wird dann über das Netzsegment 1 zu den Leitungsschutzeinrichtungen 4.1 und 4.2 sowie zur wei- teren Leitungsschutzeinrichtung 12 übertragen. Ebenso erkennt die Zwischenein- speiseeinrichtung 9.2 einen Spannungseinbruch auf der Leitungsanordnung 2.2. Dadurch veranlasst speist sie das Signal WS2 in die Leitungsanordnung 2.2 ein. Das Signal WS2 wird dann über das Netzsegment 1 zu den Leitungsschutzeinrich- tungen 4.1 und 4.2 sowie zur weiteren Leitungsschutzeinrichtung 12 übertragen. Die Signale WS1 und WS2 sind so gestaltet, dass die Leitungsschutzeinrichtungen 4.1 und 4.2 sowie die Leitungsschutzeinrichtung 12 das Signal WS1 der Zwischen- einspeiseeinrichtung 9.1 und das Signal WS2 der Zwischeneinspeiseeinrichtung 9.2 zuordnen können. Zudem sind die Signale WS1 und WS2 so gestaltet, dass die Leitungsschutzeinrichtungen 4.1 und 4.2 sowie die Leitungsschutzeinrichtung 12 die jeweilige Tiefe der Spannungseinbrüche auf den Leitungsanordnungen 2.1 und 2.2 ermitteln können. Hierdurch können die Leitungsschutzeinrichtungen 4.1 und 4.2 sowie die Leitungsschutzeinrichtung 12 erkennen, dass der elektrische Fehler EF an der Leitungsanordnung 2.1 aufgetreten ist. Dies führt dann dazu, dass die Leitungs- schutzeinrichtung 4.2 nicht trennt. Allerdings ist vorgesehen, dass die Leitungs- schutzeinrichtung 4.1 trennt. Sollte die Leitungsschutzeinrichtung 4.1 gestört sein und nicht trennen, so ist vorgesehen, dass die weitere Leitungsschutzeinrichtung 12 trennt.

Die weitere Leitungsschutzeinrichtung 12 mit der weiteren Zuführeinrichtung, der weiteren Empfangseinrichtung und der weiteren Auslöseeinrichtung können als Kombination von Software- und Hardwarekomponenten ausgebildet sein. Dabei kann jeweils ein Prozessor vorgesehen sein.

Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Netzsegments 1 eines elektrischen Energieverteilungs- netzes, welches eine oder mehrere Leitungsanordnungen 2 aufweist, welche jeweils an einem oder mehreren Zuführbereichen 3 jeweils über eine Leitungsschutzeinrich- tung 4 zum Schutz der jeweiligen Leitungsanordnung 2 mit jeweils einer Zuführein- richtung 5 zum Zuführen von elektrischer Energie NES zu der jeweiligen Leitungs- anordnung 2 verbunden sind; wobei jede Leitungsschutzeinrichtung 4 eine Empfangseinrichtung 6, eine Auslö- seeinrichtung 7 und eine Trenneinrichtung 6 aufweist; wobei an wenigstens einer der Leitungsanordnungen 2 eine oder mehrere elektri- sche Lasten 14 angeschlossen sind; wobei wenigstens eine der elektrischen Lasten 14 eine Spannungseinbruchserken- nungseinrichtung 10 und eine Signalerzeugungseinrichtung 11 aufweist; wobei die Spannungseinbruchserkennungseinrichtungen 10 zum Erkennen von Spannungseinbrüchen an den Zwischeneinspeiseeinrichtungen 9 der Leitungsan- ordnungen 2 ausgebildet sind; wobei die Signalerzeugungseinrichtungen 11 zum Erzeugen und Einspeisen eines elektrischen Signals WS in die jeweilige Leitungsanordnung 2 ausgebildet sind, wenn an der elektrischen Last 14 der jeweiligen Signalerzeugungseinrichtung 10 einer der Spannungseinbrüche erkannt wird; wobei das elektrische Signal WS oder die elektrischen Signale WS eine oder meh- rere von einer Netzfrequenz des Netzsegments verschiedene Frequenzen aufwei- sen; wobei die Empfangseinrichtungen 6 der Leitungsschutzeinrichtungen 4 zum Emp- fangen des elektrischen Signals WS oder der elektrischen Signale WS über die Lei- tungsanordnungen 2 ausgebildet sind; wobei die Auslöseeinrichtungen 7 zum Erkennen von elektrischen Fehlern EF an der jeweiligen Leitungsanordnung 2 der jeweiligen Leitungsschutzeinrichtung 4 an- hand des durch die Empfangseinrichtung 6 der jeweiligen Leitungsschutzeinrichtung 4 empfangenen elektrischen Signals WS oder der durch die Empfangseinrichtung 6 der jeweiligen Leitungsschutzeinrichtung 4 empfangenen elektrischen Signale WS ausgebildet sind; und wobei die Auslöseeinrichtungen 7 zum Auslösen der ihr jeweils zugeordneten Trenneinrichtung 8 ausgebildet sind, wenn an der jeweiligen Leitungsanordnung 2 der jeweiligen Leitungsschutzeinrichtung 4 einer der elektrischen Fehler EF erkannt wird, sodass die jeweilige Leitungsanordnung 2 von der jeweiligen Zuführeinrichtung 5 elektrisch getrennt wird.

Das Ausführungsbeispiel der Figur 4 beruht auf dem Ausführungsbeispiel der Figur 1. Allerdings sind im Ausführungsbeispiel der Figur 4 die Spannungseinbruchser- kennungseinrichtung 10 und die Signalerzeugungseinrichtung 11 Teil einer elektri- schen Last 14. Ausführungsbeispiele des vorgeschlagenen Verfahrens bzw. des vorgeschlagenen Netzsegments zur Schutzauslösung nutzen das dezentrale Erkennen eines Span- nungseinbruchs im Fall eines Netzfehlers, die Übermitlung der Information an ein zentrales Schutzsystem oder Schaltgerät und die Zuordnung von spezifischen Sig- nalen zu Schutzbereichen.

In einer konkreten Ausführung werden die Eigenschaften von Stromrichtern zur Er- kennung von Spannungseinbrüchen und deren Regelungsmöglichkeiten benutzt, um dem zentralen Netzschutzgerät eine zusätzliche Information bereitzustellen oder der zentralen Schalteinrichtung bzw. Der Sicherung ein Triggersignal zu senden. Diese Information bzw. Das Triggersignal wird als Fehlersignal aktiv vom Stromrich- ter erzeugt und kann vom entsprechenden Netzschutzgerät ausgewertet werden. Das Verfahren bzw. die Vorrichtung umfasst die Zuordnung von spezifischen Feh- lersignalen zu einzelnen Schutzbereichen, die Erzeugung eines Fehlersignals bei Erkennung eines Netzfehlers durch einen oder mehrere Stromrichter und die Erken- nung dieses Signals bzw. Dieser Signale durch ein oder mehrere Netzschutzgeräte.

Das Verfahren unterstützt die selektive Fehlerklärung in Versorgungsnetzen mit Lasten oder Erzeugern, die über Leistungselektronik an das Netz angeschlossen sind. Insbesondere werden in diesem Verfahren Signale zur Informationsübertra- gung in Netzschutzkonzepten genutzt, welche wenigstens eine von der Grundfre- quenz der elektrischen Energieversorgung abweichende Frequenz aufweisen, und die Informationen phasenselektiv geeignet ausgewertet. Der Funktionsablauf Ist grundsätzlich wie folgt: a) Der Stromrichter erkennt den symmetrischen oder unsymmetrischen Span- nungseinbruch am Netzanschlusspunkt. b) Unmitelbar nach Erkennung des Spannungseinbruchs speist der Strom- richter ein Signal außerhalb der Grundfrequenz auf die Stromleitung am

Netzanschlusspunkt ein, z.B. ein oder mehrere Oberschwingungsströme oder bei DC-Systemen eine beliebige Kurvenform. c) Zur Unterscheidung von Schutzbereichen (interner oder externer Fehler) wird dabei jedem Schutzbereich eine spezifische Frequenz oder Kurven- form zugeordnet (Damit kann neben, Blinding" auch „Sympathetic Tripping" erkannt und vermieden werden.) d) Das Signal wird bei Bedarf in Abhängigkeit der Abweichung der gemesse- nen Spannung am Netzanschlusspunkt zur Sollspannung angepasst. e) Das Netzschutzgerät oder die Schalteinrichtung/ die Sicherung erkennt die Signale auf einzelnen Phasen und wertet sie aus, z.B. die Überschreitung des Schwellwertes festgelegter Oberschwingungsströme, und reagiert di- rekt oder in Abhängigkeit weiterer Indikatoren und Parameter.

Weitere Merkmale der Erfindung sind:

1) Fehlersignale mehrerer Wechselrichter können so eingespeist werden, dass die Signale sich gemeinsam verstärken, um gemeinsam einen Schwellwert zu erreichen.

2) Außerdem könnte man auf mehreren Frequenzen den Fehler senden, um z.B. durch UND-Verknüpfung Fehlauslösungen zu vermeiden.

3) Das Verfahren könnte auch das Maß der Stromrichterüberlastung statt ei- nes Fehlers senden.

4) Unterscheidung Haupt- und Reserveschutzbereiche durch Zuordnung der Schutebereiche zu bestimmten Frequenzen. Ziele sind a. die Selektivität zwischen Haupt- und Reserveschutz zu er- halten, b. die Geschwindigkeit der Fehlerklärung zu erhöhen, indem die Abstände Zeitstaffelung im Verteilnetz verringert werden können, c. Vermeidung von „Sympathetic Tripping“ durch genauere Zu- ordnung der Schutzbereiche.

5) Unterscheidung des Signals nach Amplitude oder Frequenz je nach Tiefe des Spannungseinbruchs, Ziel wäre hier den Spannungstrichter zu erken- nen und damit die Richtung des Fehlerorte vom Schutzgerät aus gesehen.

Die Neuheit bei diesem Verfahren im Netzschutz ist das aktive Senden von Signa- len, welche von der Grundfrequenz abweichen, durch Betriebsmittel auf der Ener- gieleitung, die durch Anwendung einfacher Filter im Netzschutzgerät schnell erkannt und ausgewertet werden können. Es erfolgt eine aktive Informationsbereitstellung aus den Betriebsmitteln (die über einen Kurzschlussstrombeitrag hinausgeht). Dabei werden keine zusätzlichen Kommunikationsleitungen benötigt, da zur Informations- übertragung die Energieleitungen verwendet werden. Im Gegensatz zu bekannten Verfahren wie Powerline Communication und Rundsteuerung erfolgt in dieser Erfin- dung die Kommunikation über Einzelsignale und nicht über Kommunikationsproto- kolle. Darüber hinaus werden auch keine eigenen Sende- bzw. Empfangsgeräte eingesetzt, die bei PLC und Rundsteuerung erforderlich sind. Aspekte der Erfindung, welche im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrie- ben sind, betreffen auch korrespondierende Verfahren. Umgekehrt betreffen auch solche Aspekte der Erfindung, welche im Zusammenhang mit einem Verfahren be- schrieben sind, auch eine korrespondierende Vorrichtung. Bezugszeichen:

1 Netzsegment

2 Leitungsanordnung

3 Zuführbereich 4 Leitungsschutzeinrichtung

5 Zuführeinrichtung

6 Empfangseinrichtung

7 Auslöseeinrlchtung

8 Trenneinrichtung 9 Zwischeneinspeiseeinrichtung

10 Spannungseinbruchserkennungseinrichtung

11 Signalerzeugungseinrichtung

12 weitere Leitungsschutzeinrichtung

13 weitere Zuführeinrichtung 14 elektrische Last

WS Wechselsignal

NES elektrische Energie EES zwischeneingespeiste elektrische Energie V Verfahren

VS Verfahrensschritt Quellen:

[1] Mathias Hauck: Bildung eines dreiphasigen Inselnetzes durch unabhängige Wechselrichter im Parallelbetrieb. Dissertation, Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik der Universität Fridericiana Karlsruhe, 2002.

[2] DE 102014 223441 B4. [3] 13. Kasseler Symposium Energie-Systemtechnik Stromrichter in Netzen,

2008, S.43.

[4] Modulwechselrichter: Erfolgreiche Technik aus NRW. Datum: 01.01.2004 10:00 Kategorie: Energie & Umwelt Pressemitteilung von: AG Solar. https://www.openpr.de/news/30290/Modulwechselrichter-Erfolgr eiche-

Technik-aus-NRW.html

[4] US 9,564,835 B2. [5] EP 2 880731 B1.