Schaltvorgänge in der Umschalteinrichtung für Sunny Island

Unterschiede bei Umschalteinrichtungen für 1-phasige und 3-phasige Ersatzstromsysteme mit Sunny Island

Dieses Kapitel beschreibt die Funktionsweise der Umschalteinrichtung am Beispiel des 1-phasigen Sunny Island-Ersatzstromsystems mit allpoliger Trennung ( > Umschalteinrichtung für 1-phasiges Ersatzstromsystem mit allpoliger Trennung). Bei der Betrachtung der anderen Umschalteinrichtungen sind die folgenden Unterschiede wichtig:

1. Kuppelschalter und Erdungseinrichtung einer 3-phasigen Umschalteinrichtung verhalten sich analog zur 1-phasigen Umschalteinrichtung.
2. Bei Ersatzstromsystemen ohne allpolige Trennung entfällt die Erdungseinrichtung.
3. Die Phasenkopplung ist optional und eignet sich ausschließlich für Ersatzstromnetze mit 1-phasigen PV-Wechselrichtern und 1-phasigen Verbrauchern.

Funktionsweise des Kuppelschalters mit allpoliger Trennung

Der Kuppelschalter trennt das Ersatzstromnetz vom öffentlichen Stromnetz bei einem Netzausfall oder wenn sich das öffentliche Stromnetz außerhalb der Grenzwerte für Spannung und Frequenz befindet. Das Schütz Q2 ist der Kuppelschalter mit allpoliger Trennung.

Die Steuerspannung der Schütze Q2 und Q3 ist die Spannung eines Außenleiters des öffentlichen Stromnetzes. Dadurch kann der Kuppelschalter ausschließlich bei vorhandener Netzspannung anziehen. Ein Hilfskontakt des Schützes Q3 verriegelt das Schütz Q2. Die Schütze Q3 und Q2 werden vom Multifunktionsrelais Relay1 des Sunny Island gesteuert. Wenn das Multifunktionsrelais Relay1 im Ruhezustand ist, ziehen die Schütze Q2 und Q3 an. Wenn das Schütz Q3 in den Ruhezustand fällt, fällt das Schütz Q2 ebenfalls in den Ruhezustand und ist verriegelt.

Bei einem totalen Netzausfall fallen die Schütze Q2 und Q3 wegen fehlender Steuerspannung in den Ruhezustand ab und trennen das Ersatzstromnetz allpolig vom öffentlichen Stromnetz. Zusätzlich misst der Sunny Island die Spannung des öffentlichen Stromnetzes. Dazu ist der Sunny Island mit der gleichen Phase verbunden wie die Steuerspannung der Schütze Q2 und Q3. Bei Abweichung von landesspezifischen Grenzwerten für Spannung und Frequenz des öffentlichen Stromnetzes zieht das Multifunktionsrelais Relay1 an. Die Schütze Q2 und Q3 verbleiben im Ruhezustand oder fallen in den Ruhezustand.

Wenn das öffentliche Stromnetz wieder zur Verfügung steht, detektiert dies der Sunny Island. Der Sunny Island synchronisiert das Ersatzstromnetz auf das öffentliche Stromnetz. Nach erfolgreicher Synchronisation fällt das Multifunktionsrelais Relay1 in den Ruhezustand ab und die Schütze Q2 und Q3 ziehen an. Das Ersatzstromnetz ist wieder mit dem öffentlichen Stromnetz verbunden.

Funktionsweise des Kuppelschalters ohne allpolige Trennung

Der Kuppelschalter trennt das Ersatzstromnetz vom öffentlichen Stromnetz bei einem Netzausfall oder wenn sich das öffentliche Stromnetz außerhalb der Grenzwerte für Spannung und Frequenz befindet. Das Schütz Q2 ist der Kuppelschalter ohne allpolige Trennung.

Die Steuerspannung des Schützes Q2 ist die Spannung am Außenleiter L1 des öffentlichen Stromnetzes. Dadurch kann der Kuppelschalter ausschließlich bei vorhandener Netzspannung anziehen. Das Schütz Q2 wird vom Multifunktionsrelais Relay1 des Sunny Island gesteuert. Wenn das Multifunktionsrelais Relay1 im Ruhezustand ist, zieht das Schütz Q2 an.

Bei einem totalen Netzausfall fällt das Schütz Q2 wegen fehlender Steuerspannung in den Ruhezustand ab und trennt das Ersatzstromnetz von den Außenleitern des öffentlichen Stromnetzes. Zusätzlich misst der Sunny Island die Spannung des öffentlichen Stromnetzes. Dazu ist der Sunny Island mit der gleichen Phase verbunden wie die Steuerspannung des Schützes Q2. Bei Abweichung von den landesspezifischen Grenzwerten für Spannung und Frequenz des öffentlichen Stromnetzes zieht das Multifunktionsrelais Relay1 an. Das Schütz Q2 verbleibt im Ruhezustand oder fällt in den Ruhezustand.

Wenn das öffentliche Stromnetz wieder zur Verfügung steht, detektiert dies der Sunny Island. Der Sunny Island synchronisiert das Ersatzstromnetz auf das öffentliche Stromnetz. Nach erfolgreicher Synchronisation fällt das Multifunktionsrelais Relay1 in den Ruhezustand und das Schütz Q2 zieht an. Das Ersatzstromnetz ist wieder mit dem öffentlichen Stromnetz verbunden.

Funktionsweise der Erdungseinrichtung

Die Schütze Q3 und Q4 bilden die Erdungseinrichtung. Die Schütze Q3 und Q4 werden von den beiden Multifunktionsrelais des Sunny Island gesteuert. Die Ansteuerung des Schützes Q3 erfolgt parallel zum Schütz Q2 des Kuppelschalters. Wenn das Schütz Q2 abfällt und der Kuppelschalter sich öffnet, verbindet das Schütz Q3 den Neutralleiter im Ersatzstromnetz mit dem Schutzleiter. Zusätzlich steuert der Sunny Island mit dem Multifunktionsrelais Relay2 das Schütz Q4. Wenn das Multifunktionsrelais Relay2 anzieht, zieht das Schütz Q4 an und verbindet ebenfalls den Neutralleiter mit dem Schutzleiter. Diese Anordnung stellt sicher, dass der Neutralleiter des Ersatzstromnetzes im Ersatzstrombetrieb immer mit Erde verbunden ist.

Funktionsweise der Phasenkopplung

Das Schütz Q6 bildet die Phasenkopplung. Wenn im Sunny Island das Multifunktionsrelais Relay2 anzieht, zieht das Schütz Q6 an und verbindet die unversorgten Außenleiter über die Leitungsschutzschalter F3 und F4 mit dem versorgten Außenleiter.

Bei Netzausfall wird erst der Außenleiter, der mit dem Sunny Island verbunden ist, mit Spannung versorgt. Anschließend schaltet die Phasenkopplung die beiden anderen Außenleiter zusammen. Wenn das öffentliche Stromnetz wieder zur Verfügung steht, trennt die Phasenkopplung die zusammengeschalteten Außenleiter. Ausschließlich der Außenleiter, der mit dem Sunny Island verbunden ist, wird bei der Aufschaltung auf das öffentliche Stromnetz nicht unterbrochen.