Dynamische Kurzschlussstrombegrenzung auf Basis eines sechspulsigen Thyristorgleichrichters

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Beschreibung

Durch den stetigen Netzausbau treten in elektrischen Energieversorgungsnetzen im Fehlerfall immer höhere Stoß- und Dauerkurzschlussströme auf, was zu gestiegenen thermischen und mechanischen Belastungen der Netzelemente führt. Zusätzlich resultieren aus den anwachsenden Energiemengen, die beim Auftreten eines Störlichtbogens umgesetzt werden können, nicht nur weitere Gefahren für elektrische Anlagen, sondern auch für Menschen. Den erhöhten Risiken im Kurzschlussfall kann man mit Hilfe herkömmlicher Betriebsmittel nur in eingeschränktem Maße bzw. nur mit hohem finanziellem Aufwand begegnen. Dagegen sind geeignete, kostengünstige Kurzschlussstrombegrenzungseinrichtungen in der Lage, die genannten negativen Begleiterscheinungen von Fehlern in elektrischen Netzen zu beherrschen.
Die cigré-Arbeitsgruppe A 3.10 definiert einen Kurzschlussstrombegrenzer als eine Vorrichtung, die im Fehlerfall den Strom im kritischen Netzzweig begrenzt, so dass es nicht zu einer Überlastung der Systemkomponenten kommt. Kurzschlussstrombegrenzungs-einrichtungen sollen einerseits im fehlerfreien Normalbetrieb alle betrieblichen Vorgänge kaum beeinträchtigen und andererseits beim Auftreten eines Fehlers den Kurzschlussstrom schnell und sicher begrenzen. Diese Anforderungen können auf sehr unterschiedliche Arten umgesetzt werden, so dass eine Vielzahl von Lösungsmöglichkeiten existiert. Abbildung 1, in der die Ströme auf die Amplitude des unbegrenzten Dauerkurzschlussstromes bezogen sind, zeigt einen typischen Kurzschlussstromverlauf ohne den Einsatz einer Kurzschluss-strombegrenzungseinrichtung (kurz KSBE) und zwei begrenzte Kurzschlussströme. Die Begrenzung des Stromes iKSBE,1 kommt durch eine sehr schnelle Fehlerstromunterbrechung zustande, wie sie beispielsweise durch einen Is-Begrenzer erreicht werden kann. Weiterhin erlauben andere Kurzschlussstrombegrenzer, z.B. hochtemperatursupraleitende KSBEs, eine – zumindest kurzzeitige – Aufrechterhaltung eines begrenzten Stromflusses iKSBE,2.