DC-Hochstromprüfkreis

Kontakt

Bild von Nils Langenberg © Urheberrecht: Copyright:aix-klusiv

Name

Nils Langenberg

Gruppenleiter Primärtechnik & Diagnostik

Telefon

work
+49 241 80 92945

E-Mail

E-Mail
  DC-LAB Urheberrecht: © Martin Braun

Der zunehmende Anteil an dezentraler elektrischer Energieerzeugung in Kombination mit einer steigenden Anzahl von Gleichstromlasten führt zu einem immer größer werdenden Interesse und Bedarf an Mittelspannungsgleichstrom (MVDC)-Anwendungen. Um einen sicheren Netzbetrieb in zukünftigen, vermaschten, DC Systemen sicherstellen zu können, werden zuverlässige und leistungsstarke MVDC-Schaltgeräte und -Betriebsmittel benötigt. Für die Entwicklung und Untersuchung dieser Komponenten ist vor allem das Verhalten im Kurzschlussfall zu berücksichtigen. Zur Nachbildung der entsprechenden Belastungen und Fehlerströme in zukünftigen MVDC Netzen steht am IAEW ein DC-Hochleistungs-Prüffeld zur Verfügung.

Das DC-Hochleistungsprüffeld ist dafür in zwei Teilprüfkreise aufgeteilt. Die Nachbildung hoher Impulsströme erfolgt mittels eines modularisierten neuartigen Hochleistungs-Prüfkreises auf Basis eines leistungselektronischen Tiefsetzstellers. Dazu werden vorgeladene Kapazitäten mittels leistungselektronischer Schaltelemente über eine Regelinduktivität entsprechend der frei definierbaren Regelvorgabe entladen. Es ist somit möglich, nahezu beliebige unipolare Stromformen, wie bspw. mathematische Funktionen oder auch Stromformen aus Fehlersimulationen oder Feldmessungen, nachzubilden. Die maximal möglichen Kenngrößen des Impulsstrom-Prüfkreises ergeben sich wie folgt:

  • Maximaler Kurzschlussstrom: Ik = 30 kA
  • Dauer des maximalen Kurzschlussstroms: TIk = 150 ms
  • Stromsteilheit: di/dt > 8 A/µs
  • Maximale Ladespannung des Energiespeichers: ULade = 8 kV
  • Maximale Ladeenergie: ELade = 1,92 MJ
  DC-LAB Urheberrecht: © Martin Braun

Das DC-Hochleistungsprüffeld wird durch einen Dauerstrom-Prüfstand ergänzt. Hier ist es möglich, Prüflinge zu konditionieren und Dauerversuche an Prüflingen durchzuführen. Die Kenndaten der Hochstromquelle sind die folgenden:

  • Maximaler Dauerstrom: IDC = 5 kA
  • Maximale Ausgangsspannung: UDC = 24 VDC
  • Nenndauerleistung: PDC = 120 kW

Somit besteht die Möglichkeit, Betriebsmittel wie DC Leistungsschalter, DC Schütze, Messtechnik, Komponenten von Umrichtern, fehlerstrombegrenzende Betriebsmittel und weitere Komponenten der Gleichstromtechnik im Labor zu entwickeln und realitätsnah zu prüfen.