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Vorwort

Die vorliegende Richtlinie fasst die wesentlichen Gesichtspunkte zusammen, die beim Anschluss von Erzeugungsanlagen an das Mittelspannungsnetz des Netzbetreibers zu beachten sind. Sie dient somit gleichermaßen dem Netzbetreiber wie dem Errichter als Planungsunterlage und Entscheidungshilfe und gibt dem Betrachter wichtige Informationen zum Betrieb.

Diese Richtlinie ergänzt die Richtlinien für die Nieder- sowie Hoch- und Höchstspannung, die individuell auf die Besonderheiten der jeweiligen Spannungsebene eingehen. Die Aufteilung der Richtlinien nach Spannungsebenen hat sich als sinnvoll erwiesen, da die spezifischen Anforderungen zu unterschiedlich sind, um sie in einer Richtlinie zusammenfassen zu können.

Die vorliegende Richtlinie ist die dritte überarbeitete Fassung der VDEW-Richtlinie "Eigenerzeugungsanlagen am Mittelspannungsnetz" und überführt diese damit gleichzeitig in eine BDEW-Richtlinie. Mit der Überarbeitung fanden auch die Erkenntnisse, die bei der Erarbeitung der Richtlinie für den Anschluss von EEG-Anlagen an das Hoch- und Höchstspannungsnetz gewonnen wurden, ihren Niederschlag. Damit einher ging auch eine Neuordnung der Gliederung. Weiterhin wurden die Vorgaben nach dem derzeit geltenden Erneuerbare-Energien-Gesetz - EEG entsprechend berücksichtigt.

Wie in der Hoch- und Höchstspannung werden zukünftig auch die in Mittelspannungsnetze einspeisenden Erzeugungsanlagen an der Netzstützung beteiligt. Sie dürfen sich daher im Fehlerfall nicht wie bisher sofort vom Netz trennen und haben auch während des normalen Netzbetriebes ihren Beitrag zur Spannungshaltung im Mittelspannungsnetz zu leisten. Dies hat unmittelbare Auswirkungen auf die Auslegung der Anlagen. Die vorliegende Richtlinie fasst die wesentlichen Gesichtspunkte zusammen, die beim Anschluss an das Mittelspannungsnetz zu beachten sind, damit die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Netzbetriebes gemäß den Vorgaben des Energiewirtschaftgesetzes auch mit wachsendem Anteil an dezentralen Erzeugungsanlagen erhalten bleiben und die in der DIN EN 50160 formulierten Grenzwerte der Spannungsqualität eingehalten werden können.

Selbstverständlich kann im Rahmen dieser Richtlinie nur auf allgemein übliche Anlagenkonzepte eingegangen werden. Bei Sonderbauformen ist diese Richtlinie sinngemäß und unter Berücksichtigung der vorgegebenen Netzstruktur anzuwenden.

In der vom Lenkungsausschuss Netztechnik von VDN bzw. BDEW zur Erarbeitung der Richtlinie eingesetzten Projektgruppe wirkten mit:

1 Grundsätze

1.1 Geltungsbereich

Diese Richtlinie gilt für Planung, Errichtung, Betrieb und Änderung von Erzeugungsanlagen, die an das Mittelspannungsnetz eines Netzbetreibers angeschlossen und parallel mit diesem Netz betrieben werden. Sie gilt auch, wenn der Netzanschlusspunkt der Erzeugungsanlage im Niederspannungsnetz, der Verknüpfungspunkt mit dem öffentlichen Netz aber im Mittelspannungsnetz liegt. Hiermit sind z.B. Erzeugungsanlagen gemeint, die an ein Niederspannungsnetz angeschlossen sind, das über einen separaten Kundentransformator mit dem Mittelspannungsnetz des Netzbetreibers verbunden ist und an das keine Kunden der allgemeinen Versorgung angeschlossen sind.

Für Erzeugungsanlagen, deren Netzanschlusspunkt zwar im Mittelspannungsnetz, deren Verknüpfungspunkt aber im Hochspannungs- oder Höchstspannungsnetz liegt, sind die entsprechenden Technischen Anschlussregeln anzuwenden. Für Erzeugungsanlagen, die ihren Netzanschlusspunkt und ihren Verknüpfungspunkt im Niederspannungsnetz haben, gilt dagegen die VDEW-Richtlinie "Eigenerzeugungsanlagen am Niederspannungsnetz" ¹⁾. Erzeugungsanlagen im Sinne dieser Richtlinie sind zum Beispiel:

• Windenergieanlagen
• Wasserkraftanlagen
• BHKW (z.B. Biomasse-, oder Biogas- oder Erdgaskraftwerke)
• Photovoltaikanlagen

Eine Erzeugungsanlage kann aus einem einzelnen Generator oder aus mehreren Erzeugungseinheiten bestehen (z.B. Windpark). Die elektrische Energie kann von Synchron- oder Asynchrongeneratoren mit oder ohne Umrichter oder von Gleichstromgeneratoren (z.B. Solarzellen von Photovoltaikanlagen) mit Wechselrichtern erzeugt werden.

Die Anforderungen dieser Richtlinie können auch durch den Anschluss von Zusatzgeräten (wie z.B. Stabilisatoren, etc.) erbracht werden, die dann Bestandteil der Erzeugungsanlagen sind. Diese sind sowohl bei Anschluss und Betrieb der Erzeugungsanlagen als auch in deren Anlagen-Zertifikaten zu berücksichtigen.

Die minimale Leistung, ab der ein Anschluss an das Mittelspannungsnetz erforderlich ist, und die maximale Leistung, bis zu der ein Anschluss an das Mittelspannungsnetz möglich ist, hängen von der Art und der Betriebsweise der Erzeugungsanlage sowie von den Netzverhältnissen beim Netzbetreiber ab, weswegen eine pauschale Angabe hierzu nicht möglich ist. Dies kann im Einzelfall nur durch eine Netzberechnung des Netzbetreibers festgestellt werden.

Generell gilt diese Richtlinie für neu an das Mittelspannungsnetz anzuschließende Erzeugungsanlagen sowie für bestehende Erzeugungsanlagen, an denen wesentliche Änderungen durchgeführt werden (z.B. Repowering). Alle Anforderungen dieser Richtlinie sind von den Erzeugungsanlagen ab dem 01. Januar 2009 einzuhalten. Ausnahme sind die Anforderungen an die dynamische Netzstützung nach Kapitel 2.5.1.2, die erst ab dem 01. Januar 2010 eingehalten werden müssen. In beiden Fällen gilt das Datum, zu dem die vollständigen Antragsunterlagen gemäß Kapitel 1.3 (Ausnahme: Übergangsregelung für die Zertifikate gemäß Kapitel 6.1) beim Netzbetreiber vorliegen. Für bestehende Erzeugungseinheiten gilt Bestandsschutz.

1.2 Bestimmungen und Vorschriften

Die Erzeugungsanlage ist unter Beachtung der jeweils gültigen Bestimmungen und Vorschriften so zu errichten und zu betreiben, dass sie für den Parallelbetrieb mit dem Netz des Netzbetreibers geeignet ist und unzulässige Rückwirkungen auf das Netz oder andere Kundenanlagen ausgeschlossen werden. Dazu gehört u. a. auch, dass die vereinbarte Anschlussscheinleistung SAV nicht überschritten wird.

Für die Errichtung und den Betrieb der elektrischen Anlagen sind mindestens einzuhalten:

• die jeweils gültigen gesetzlichen und behördlichen Vorschriften,
• die gültigen DIN-EN-Normen und DIN-VDE-Normen,
• die Betriebssicherheitsverordnung,
• die Arbeitsschutz- und Unfallverhütungsvorschriften der zuständigen Berufsgenossenschaften,
• die Bestimmungen und Richtlinien des Netzbetreibers.

Der Anschluss an das Netz ist im Einzelnen in der Planungsphase, vor Bestellung der wesentlichen Komponenten, mit dem Netzbetreiber abzustimmen. Planung, Errichtung und Anschluss der Erzeugungsanlage an das Netz des Netzbetreibers sind durch geeignete Fachfirmen vorzunehmen. Der Netzbetreiber kann Änderungen und Ergänzungen an zu errichtenden oder bestehenden Anlagen fordern, soweit dies aus Gründen des sicheren und störungsfreien Netzbetriebes notwendig ist.

1.3 Anmeldeverfahren und anschlussrelevante Unterlagen

Im Laufe der Anfrage, der netztechnischen Prüfung und für die Erarbeitung des Anschlussangebotes sind aussagefähige Unterlagen zur Erzeugungsanlage beim Netzbetreiber einzureichen. Hierzu zählen neben den Anmeldeunterlagen für Übergabestationen ²⁾ beispielsweise:

• Lageplan, aus dem Orts- und Straßenlage, die Bezeichnung und die Grenzen des Grundstücks sowie der Aufstellungsort der Anschlussanlage und der Erzeugungseinheiten hervorgehen (vorzugsweise im Maßstab 1:10.000, innerorts 1:1.000),
• Datenblatt mit den technischen Daten der Erzeugungsanlage und den zugehörigen Zertifikaten (s. Mustervorlage in Anhang F.1),
• Übersichtsschaltplan der gesamten elektrischen Anlage mit den Daten der eingesetzten Betriebsmittel (eine einpolige Darstellung ist ausreichend), Angaben über kundeneigene Mittelspannungs-Leitungsverbindungen, Kabellängen und Schaltanlagen, Übersichtsbild des Schutzes der Erzeugungsanlage mit Einstellwerten, Darstellung, wo Messgrößen erfasst werden und auf welche Schaltgeräte der Schutz wirkt,
• Angaben über die Kurzschlussfestigkeit der Betriebsmittel in der Anschlussanlage,
• elektrische Daten des/der für die Netzeinbindung verwendeten Kundentransformators/en, d. h.: Bemessungsleistung, Übersetzungsverhältnis, relative Kurzschlussspannung, Schaltgruppe,
• Kurzschlussstrom der Erzeugungsanlage (incl. zeitlichem Verlauf) am Übergabepunkt zum Netz des Netzbetreibers,
• Beschreibung der Art und Betriebsweise von Antriebsmaschine, Generator und gegebenenfalls Umrichter und der Art der Zuschaltung zum Netz an Hand von Datenblättern oder Prüfprotokollen,
• Nachweis der elektrischen Eigenschaften gemäß Kapitel 6 dieser Richtlinie (Zertifizierung).

1.4 Inbetriebsetzung

Voraussetzung für die Inbetriebsetzung ist eine Konformitätserklärung, in der der Anschlussnehmer bestätigt, dass die Erzeugungsanlage gemäß den in Kapitel 1.2 aufgeführten Vorschriften, Normen und Bestimmungen sowie nach dieser Richtlinie ausgeführt wurde.

Zwischen Anlagenerrichter und Netzbetreiber sind der Termin der Inbetriebsetzung der Anschlussanlage durch den Netzbetreiber und der Termin des erstmaligen Parallelbetriebes rechtzeitig entsprechend der vom Netzbetreiber festgelegten Fristen abzustimmen, ebenso das zur korrekten Durchführung der Inbetriebsetzung erforderliche Inbetriebsetzungsprogramm.

Die erforderlichen technischen und vertraglichen Unterlagen sind vom Anschlussnehmer ebenfalls rechtzeitig vor der Inbetriebsetzung bereitzustellen.

Funktionsprüfungen und Abnahmen werden für Anlagenteile und Funktionen, die die Anschlussanlage betreffen, nach Vorgabe und im Beisein des Netzbetreibers durchgeführt. Hierunter fallen beispielsweise:

• Besichtigung der Anlage;
• Einsicht in Inbetriebnahme- und Prüfprotokolle;
• Vergleich des Anlagenaufbaus mit der abgestimmten Planungsvorgabe;
• Kontrolle der Zugänglichkeit und Trennfunktion der Übergabeschalteinrichtung;
• Vergleich des Aufbaus der Verrechnungsmesseinrichtung mit den vertraglichen und technischen Vorgaben sowie Inbetriebnahmeprüfung der Messeinrichtungen;
• Funktionsprüfung der Kurzschlussschutz- und Entkupplungsschutzeinrichtungen am Übergabepunkt
• Überprüfung der Schnittstellen zum Netzbetreiber (Funktionsprüfungen der Steuerbefehle, Messwerte und Meldungen)
• Überprüfung der technischen Einrichtung zur Reduzierung der Einspeiseleistung
• Überprüfung der Einrichtung zur Überwachung der vereinbarten Einspeiseleistung

Die Inbetriebsetzung der Anschlussanlage erfolgt vom Netzbetreiber bis zum Übergabepunkt. Die Durchschaltung der Spannung in die Anschlussanlage erfolgt durch den Anlagenbetreiber.

Die Inbetriebsetzung der Erzeugungseinheiten nimmt der Anlagenbetreiber vor. Der Netzbetreiber entscheidet, ob hierzu seine Anwesenheit erforderlich ist. Zur Inbetriebsetzung gehört die Funktionsprüfung der Entkupplungsschutzeinrichtungen an den Erzeugungseinheiten. Über die Inbetriebsetzung ist durch den Anlagenbetreiber ein Protokoll anzufertigen. Das ausgefüllte Inbetriebsetzungsprotokoll verbleibt beim Anlagenbetreiber und ist zum Nachweis der durchgeführten Prüfungen aufzubewahren. Dem Netzbetreiber ist eine Kopie auszuhändigen.

Der Netzbetreiber kann auch nach erfolgter Inbetriebsetzung der Erzeugungsanlage eine Prüfung auf Einhaltung der elektrischen Eigenschaften verlangen.

Die Einhaltung der zulässigen Grenzwerte bzgl. Netzrückwirkungen ist in begründeten Fällen durch den Anlagenbetreiber mittels Messung nachzuweisen.

2 Netzanschluss

2.1 Grundsätze für die Festlegung des Netzanschlusspunktes

Erzeugungsanlagen sind an einem geeigneten Punkt im Netz, dem Netzanschlusspunkt, anzuschließen. An Hand der unter Kapitel 1.3 aufgeführten Unterlagen ermittelt der Netzbetreiber den geeigneten Netzanschlusspunkt, der auch unter Berücksichtigung der Erzeugungsanlage einen sicheren Netzbetrieb gewährleistet und an dem die beantragte Leistung aufgenommen und übertragen werden kann. Entscheidend für eine Netzanschlussbeurteilung ist stets das Verhalten der Erzeugungsanlage an dem Netzanschlusspunkt sowie im Netz der allgemeinen Versorgung.

Die angefragte Einspeiseleistung (Anschlusswirkleistung P_A und maximale Scheinleistung der Erzeugungsanlage S_Amax bzw. vereinbarte Anschlussscheinleistung S_AV) wird nach Stellung des Netzanschlussantrages des Anschlussnehmers vom Netzbetreiber netztechnisch geprüft. Hierfür ermittelt der Netzbetreiber den geeigneten Netzanschlusspunkt. Diese Prüfung erfolgt für das Netz der allgemeinen Versorgung unter Berücksichtigung des betriebsüblichen Schaltzustandes. Die Schaltfreiheit des Netzbetreibers darf durch den Betrieb der Erzeugungsanlage zur Wahrung der Versorgungszuverlässigkeit sowie für Instandhaltungsaufgaben nicht eingeschränkt werden. Wenn die vereinbarte Leistung größer ist als die im (n-1)-Fall zulässige Leistung, muss die Erzeugungsanlage im (n-1)-Fall in ihrer Leistung beschränkt oder ganz abgeschaltet werden. Die Erzeugungsanlage selbst wird üblicherweise nicht (n-1)-sicher an das Netz der allgemeinen Versorgung angeschlossen.

Die Beurteilung der Anschlussmöglichkeit unter dem Gesichtspunkt der Netzrückwirkungen erfolgt an Hand der Impedanz des Netzes am Verknüpfungspunkt (Kurzschlussleistung, Resonanzen), der Anschlussleistung sowie der Art und Betriebsweise der Erzeugungsanlage. Sofern mehrere Erzeugungsanlagen im gleichen Mittelspannungsnetz angeschlossen sind, muss deren Gesamtwirkung betrachtet werden.

Anschlussbeispiele befinden sich in Anhang C.

2.2 Bemessung der Netzbetriebsmittel

Erzeugungsanlagen können durch ihre Betriebsweise eine höhere Belastung von Leitungen, Transformatoren und anderen Betriebsmitteln des Netzes verursachen. Daher ist eine Überprüfung der Belastungsfähigkeit der Netzbetriebsmittel im Hinblick auf die angeschlossenen Erzeugungsanlagen nach den einschlägigen Bemessungsvorschriften erforderlich. Im

Gegensatz zu Betriebsmitteln, über die Verbrauchsanlagen versorgt werden, muss hier mit Dauerlast (Belastungsgrad = 1, anstelle der oft üblichen EVU-Last) gerechnet werden.

Bei den meisten Erzeugungsanlagen kann für die thermische Belastung der Netzbetriebsmittel die maximale Scheinleistung S_Amax zugrunde gelegt werden. Diese ergibt sich aus der Summe aller maximalen Wirkleistungen P_Emax geteilt durch den vom Netzbetreiber am Netzanschlusspunkt vorgegebenen minimalen Leistungsfaktor λ :

Anmerkung: Bei Erzeugungseinheiten mit spezieller Leistungsbegrenzung sind die auf die begrenzte Leistung bezogenen Werte einzusetzen.

Für Erzeugungsanlagen, die die in Kapitel 2.4.3 formulierten Anforderungen an die eingespeisten Oberschwingungsströme erfüllen, ist der Leistungsfaktor λ praktisch gleich dem Verschiebungsfaktor cos Φ der Grundschwingungen von Strom und Spannung. Im praktischen Gebrauch genügt es daher in der Regel, anstelle des Leistungsfaktors den Verschiebungsfaktor für die Bestimmung der maximalen Scheinleistung zu verwenden:

Bei Windenergieanlagen wird die maximale Wirkleistung über 600 Sekunden angesetzt:

wobei p₆₀₀ dem Prüfbericht nach der "Technischen Richtlinie für Windenergieanlagen" ³⁾, entnommen werden kann.

2.3 Zulässige Spannungsänderung

Im ungestörten Betrieb des Netzes darf der Betrag der von allen Erzeugungsanlagen mit Anschlusspunkt in einem Mittelspannungsnetz verursachten Spannungsänderung an keinem Verknüpfungspunkt in diesem Netz einen Wert von 2 % gegenüber der Spannung ohne Erzeugungsanlagen überschreiten.

Anmerkungen:

• Die Erzeugungsanlagen mit Anschlusspunkt in den unterlagerten Niederspannungsnetzen dieses Mittelspannungsnetzes bleiben hiervon unberücksichtigt. Hierfür gelten die Grenzwerte der Richtlinie "Erzeugungsanlagen am Niederspannungsnetz".
• Nach Maßgabe des Netzbetreibers und ggf. unter Berücksichtigung der Möglichkeiten der statischen Spannungshaltung kann im Einzelfall von dem Wert von 2 % abgewichen werden.
• Abhängig vom resultierenden Verschiebungsfaktor aller Erzeugungsanlagen kann die Spannungsänderung positiv oder negativ werden, also eine Spannungsanhebung oder -absenkung erfolgen.
• Da der Netztransformator in der Regel über eine automatische Spannungsregelung verfügt, kann die Sammelschienenspannung als nahezu konstant angesehen werden.

Vorzugsweise sind die Spannungsänderungen mit Hilfe der komplexen Lastflussrechnung zu ermitteln.

2.4 Netzrückwirkungen

2.4.1 Schnelle Spannungsänderungen

Die durch die Zu- und Abschaltung von Generatoreinheiten oder Erzeugungseinheiten bedingten Spannungsänderungen am Verknüpfungspunkt führen nicht zu unzulässigen Netzrückwirkungen, wenn die maximale Spannungsänderung aufgrund der Schalthandlung an einer Erzeugungseinheit den Wert von 2 % nicht überschreitet, d. h. wenn

und dabei nicht häufiger als einmal in 3 Minuten geschaltet wird (siehe Erläuterungen).

Bei Abschaltung einer oder der gleichzeitigen Abschaltung mehrerer Erzeugungsanlagen an einem Netzanschlusspunkt ist die Spannungsänderung an jedem Punkt im Netz begrenzt auf:

Anmerkung: Hierbei sind all die Erzeugungsanlagen zu betrachten, die sowohl infolge von betrieblichen Abschaltungen als auch von Schutzauslösungen gleichzeitig ausfallen können.

Für die Abschaltung einer gesamten Erzeugungsanlage errechnet sich die entstehende Spannungsänderung als Differenz der Spannungen mit und ohne Einspeisung ohne Berücksichtigung der Spannungsregelung der Netztransformatoren.

2.4.2 Langzeitflicker

Für die Anschlussbeurteilung einer oder mehrerer Erzeugungsanlagen an einem Verknüpfungspunkt ist im Hinblick auf betriebsbedingt flickerwirksame Spannungsschwankungen folgende Langzeitflickerstärke am Verknüpfungspunkt einzuhalten:

Die Langzeitflickerstärke P_lt einer Erzeugungseinheit kann mittels ihres Flickerkoeffizienten c abgeschätzt werden zu:

mit S_rE = Bemessungsscheinleistung der Erzeugungseinheit und c = Flickerkoeffizient

Anmerkung: Der Flickerkoeffizient c ist derzeit nur bei Windenergieanlagen bekannt und kann dem Prüfbericht der "Technischen Richtlinie für Windenergieanlagen" ⁴⁾ entnommen werden. Er hängt ab vom Netzimpedanzwinkel ψ k und der mittleren Jahreswindgeschwindigkeit v_a.

Bei einer Erzeugungsanlage mit mehreren Erzeugungseinheiten ist P_lti für jede Erzeugungseinheit getrennt zu berechnen und daraus ein resultierender Wert für den Flickerstörfaktor am Verknüpfungspunkt nach folgender Formel zu bestimmen:

(2.4.2-3)

Bei einer Erzeugungsanlage, die aus n gleichen Erzeugungseinheiten besteht, ist der resultierende Wert für den Flickerstörfaktor:

2.4.3 Oberschwingungen und Zwischenharmonische

Die von Erzeugungseinheiten und Erzeugungsanlagen erzeugten Ströme der Oberschwingungen und Zwischenharmonischen sind den in Kapitel 6 aufgeführten Zertifikaten beizufügen.

Bei nur einem Verknüpfungspunkt im Mittelspannungsnetz ergeben sich die insgesamt an diesem Verknüpfungspunkt zulässigen Oberschwingungsströme aus den bezogenen Oberschwingungsströmen i_{v zul} der Tabelle 2.4.3-1 multipliziert mit der Kurzschlussleistung am Verknüpfungspunkt:

Sind an diesem Verknüpfungspunkt mehrere Anlagen angeschlossen, so errechnet man daraus die für eine Erzeugungsanlage zulässigen Oberschwingungsströme durch Multiplikation mit dem Verhältnis der Anschlussscheinleistung SA dieser Anlage zur insgesamt anschließbaren oder geplanten Einspeiseleistung S_Gesamt am betrachteten Verknüpfungspunkt:

Bei Erzeugungsanlagen, die aus Erzeugungseinheiten gleichen Typs bestehen, kann S_A = ∑ S_rE gesetzt werden. Das gilt an dieser Stelle auch für Windenergieanlagen. Bei Erzeugungseinheiten ungleichen Typs stellt diese Aussage nur eine obere Abschätzung dar.

Für Oberschwingungen der ungeraden, durch drei teilbaren Ordnungszahlen können die in der Tabelle für die nächsthöhere ungeradzahlige Ordnungszahl angegebenen Werte zugrunde gelegt werden, solange ein Nullsystem des Stromes nicht in das Netz eingespeist wird (Bei den üblicherweise in den Netzen der Netzbetreiber eingesetzten MS/NSNetztransformatoren wird ein Nullsystem nicht übertragen.).

Tabelle 2.4.3-1 Auf die Netzkurzschlussleistung bezogene zulässige Oberschwingungsströme I_v, und Zwischenharmonischenströme I_µ, die insgesamt in das Mittelspannungsnetz eingespeist werden dürfen.

Bei mehreren Verknüpfungspunkten in einem Mittelspannungsnetz müssen bei der Beurteilung der Verhältnisse an einem Verknüpfungspunkt auch alle anderen Verknüpfungspunkte in die Betrachtung einbezogen werden. Danach sind die Verhältnisse in einem Mittelspannungsnetz als zulässig zu betrachten, wenn an jedem Verknüpfungspunkt der eingespeiste Oberschwingungsstrom folgenden Wert nicht überschreitet:

Für Oberschwingungen oberhalb der 13. Ordnung sowie für Zwischenharmonische gilt:

wobei S_Gesamt die Summe der Einspeisescheinleistungen aller Erzeugungsanlagen an diesem Verknüpfungspunkt darstellt und S_Netz die Leistung des einspeisenden Netztransformators im Umspannwerk des Netzbetreibers. Für Umrichter mit Gleichspannungszwischenkreis und Taktfrequenzen größer 1 kHz gilt Gleichung 2.4.3-4 für Oberschwingungen oberhalb der 2. Ordnung.

Ergibt die Rechnung eine Überschreitung der zulässigen Oberschwingungsströme, dann sind Abhilfemaßnahmen erforderlich, es sei denn, es kann durch genauere Rechnungen nach den "Technischen Regeln zur Beurteilung von Netzrückwirkungen" ⁵⁾ nachgewiesen werden, dass die zulässigen Oberschwingungsspannungen im Netz nicht überschritten werden. Besondere Situationen, wie z.B. die Berücksichtigung von Resonanzen, sollten einer speziellen Untersuchung zugeführt werden.

Für andere Netz-Nennspannungen als in der Tabelle angegeben lassen sich die bezogenen Oberschwingungsströme aus den Tabellenwerten durch Umrechnung (umgekehrt proportional zur Spannung) ermitteln.

Die Einhaltung der zulässigen Rückwirkungsströme gemäß den Gleichungen 2.4.3-1 und 2.4.3-2 kann durch Messung des Gesamtstromes am Verknüpfungspunkt oder durch Berechnung aus den Strömen der angeschlossenen Erzeugungseinheiten nachgewiesen werden. Bezüglich der Addition von Oberschwingungsströmen aus Erzeugungseinheiten gelten die Gleichungen in Anhang B.2.4.

Oberschwingungsströme sind gemäß 61000-4-7 zu messen.

Anmerkung: Von der in der Norm 61000-4-7 aufgeführten Verfahren sind anzuwenden:

• bei Oberschwingungen: Effektivwerte von Oberschwingungs-Untergruppen
• bei Zwischenharmonischen: Effektivwerte von zentrierten zwischenharmonischen Untergruppen.

Oberschwingungsströme, die aufgrund einer verzerrten Netzspannung in die Erzeugungsanlage fließen (z.B. in Filterkreise), werden nicht der Erzeugungsanlage zugerechnet. Gleiches gilt, wenn die Erzeugungsanlage als aktives Oberschwingungsfilter arbeitet und durch ihre Arbeitsweise eine kontinuierliche Reduzierung der in der Netzspannung vorhandenen Oberschwingungsspannungen bewirkt. Rundsteuersysteme dürfen dabei nicht unzulässig beeinflusst werden (siehe Kapitel 2.4.5).

2.4.4 Kommutierungseinbrüche

Die relative Tiefe von Kommutierungseinbrüchen d_kom durch netzgeführte Umrichter darf am Verknüpfungspunkt im ungünstigsten Betriebszustand den Wert von

nicht überschreiten (d_kom = Δ U_kom / Ü_c mit Ü_c = Scheitelwert der vereinbarten Versorgungsspannung U_c).

2.4.5 Tonfrequenz-Rundsteuerung

Tonfrequenz-Rundsteueranlagen (TRA) werden üblicherweise mit Frequenzen zwischen ca. 100 und 1.500 Hz betrieben. Die örtlich verwendete Rundsteuerfrequenz ist beim Netzbetreiber zu erfragen. Die Sendepegel der Tonfrequenzimpulse liegen normalerweise bei etwa 1 % bis 4 % U_c.

Rundsteueranlagen werden für eine Belastung dimensioniert, die der 50-Hz-Bemessungsleistung des Versorgungsnetzes entspricht, in das die Einspeisung der Steuerspannung erfolgt. Grundsätzlich können Erzeugungsanlagen durch eine zusätzliche Belastung der Rundsteuersendeanlagen oder durch eine unzulässig starke Reduzierung des Steuerpegels im Netz des Netzbetreibers die Rundsteueranlagen unzulässig beeinflussen.

Grundsätzlich gilt, dass der Tonfrequenzpegel durch den Betrieb von Erzeugungsanlagen in keinem Punkt eines Mittelspannungsnetzes um mehr als 5 % gegenüber dem Betrieb ohne Erzeugungsanlagen abgesenkt werden darf, wobei Verbraucher- und Erzeugungsanlagen entsprechend ihrer Tonfrequenz-Impedanz zu berücksichtigen sind.

Bei dieser Pegelabsenkung durch Erzeugungsanlagen ist zu berücksichtigen, dass Erzeugungsanlagen, die ihre Leistung über statische Umrichter ohne Filterkreise in das Netz einspeisen, in der Regel keine merkliche Absenkung des Rundsteuerpegels verursachen. Bei vorhandenen Filterkreisen oder Kompensationskondensatoren ist die Serienresonanz mit der Kurzschlussreaktanz des Kundentransformators der Anlage zu überprüfen.

Neben der Begrenzung der Pegelabsenkung dürfen auch keine unzulässigen Störspannungen erzeugt werden. Im Einzelnen gilt:

• Die von einer Erzeugungsanlage verursachte Störspannung, deren Frequenz der örtlich verwendeten Rundsteuerfrequenz entspricht oder in deren unmittelbarer Nähe liegt, darf den Wert von 0,1 % U_c nicht übersteigen.
• Die von einer Erzeugungsanlage verursachte Störspannung, deren Frequenz auf den Nebenfrequenzen von +/- 100 Hz zur örtlich verwendeten Rundsteuerfrequenz oder dazu in unmittelbarer Nähe liegt, darf am Verknüpfungspunkt nicht mehr als 0,3 % U_c betragen.

Diese Grenzwerte sowie nähere Einzelheiten können der Richtlinie "Tonfrequenz-Rundsteuerung" ⁶⁾ entnommen werden.

Falls eine Erzeugungsanlage den Betrieb der Rundsteueranlagen unzulässig beeinträchtigt, sind vom Betreiber der Erzeugungsanlage Maßnahmen zur Beseitigung der Beeinträchtigung zu treffen, auch wenn die Beeinträchtigungen zu einem späteren Zeitpunkt festgestellt werden.

2.5 Verhalten der Erzeugungsanlage am Netz

2.5.1 Grundsätze für die Netzstützung

Erzeugungsanlagen müssen sich während der Netzeinspeisung an der Spannungshaltung beteiligen können. Dabei wird in statische Spannungshaltung und dynamische Netzstützung unterschieden.

2.5.1.1 Statische Spannungshaltung

Unter statischer Spannungshaltung ist die Spannungshaltung im Mittelspannungsnetz für den normalen Betriebsfall zu verstehen, bei der die langsamen Spannungsänderungen im Verteilungsnetz in verträglichen Grenzen gehalten werden.

Wenn netztechnische Belange dies erfordern und der Netzbetreiber diese Forderung erhebt, müssen sich die Erzeugungsanlagen an der statischen Spannungshaltung im Mittelspannungsnetz beteiligen.

2.5.1.2 Dynamische Netzstützung

Unter dynamischer Netzstützung ist die Spannungshaltung bei Spannungseinbrüchen im Hoch- und Höchstspannungsnetz zu verstehen, um eine ungewollte Abschaltung großer Einspeiseleistungen und damit Netzzusammenbrüche zu verhindern.

Mit Blick auf die stark steigende Anzahl im Mittelspannungsnetz anzuschließender Erzeugungsanlagen wird die Einbeziehung dieser Anlagen zur dynamischen Netzstützung immer bedeutsamer. Insofern müssen sich generell auch diese Erzeugungsanlagen an der dynamischen Netzstützung beteiligen, auch wenn dies vom Netzbetreiber zum Zeitpunkt des Netzanschlusses nicht gefordert wird. Dies bedeutet, dass Erzeugungsanlagen technisch dazu in der Lage sein müssen:

• sich bei Fehlern im Netz nicht vom Netz zu trennen,
• während eines Netzfehlers die Netzspannung durch Einspeisung eines Blindstromes in das Netz zu stützen,
• nach Fehlerklärung dem Mittelspannungsnetz nicht mehr induktive Blindleistung zu entnehmen als vor dem Fehler.

Diese Anforderungen gelten für alle Arten von Kurzschlüssen (also für 1-, 2- und 3-polige Kurzschlüsse).

Wie im TransmissionCode 2007 wird hinsichtlich des Verhaltens der Erzeugungsanlagen bei Störungen im Netz auch in dieser Richtlinie nach Typ 1- und Typ 2-Anlagen differenziert. Eine Erzeugungseinheit des Typ 1 liegt vor, wenn ein Synchrongenerator direkt (nur über den Maschinentransformator) mit dem Netz gekoppelt ist. Eine Erzeugungseinheit des Typ 2 liegt bei allen anderen Anlagen vor.

Für Typ 1-Anlagen wird der TransmissionCode 2007 folgendermaßen präzisiert:

Bei Spannungseinbrüchen auf Werte oberhalb der in Bild 2.5.1.2-1 rot dargestellten Grenzkurve dürfen sich Erzeugungsanlagen nicht vom Netz trennen.

Bild 2.5.1.2-1: Grenzlinie für den Spannungsverlauf am Netzanschlusspunkt für eine Erzeugungsanlage vom Typ 1

Für alle Erzeugungsanlagen des Typ 2 gelten unter Berücksichtigung des TransmissionCode 2007, Kapitel 3.3.13.5, folgende Bedingungen:

• Erzeugungsanlagen dürfen sich bei Spannungseinbrüchen bis auf 0 % U_c mit einer Dauer von < 150 ms nicht vom Netz trennen.
• Unterhalb der in Bild 2.5.1.2-2 dargestellten blauen Kennlinie bestehen keine Anforderungen hinsichtlich des Verbleibens am Netz.

Bild 2.5.1.2-2 Grenzlinien für den Spannungsverlauf am Netzanschlusspunkt für eine Erzeugungsanlage vom Typ 2

Anmerkung: U bezeichnet den kleinsten Wert der drei verketteten Spannungen

Spannungseinbrüche mit Werten oberhalb Grenzlinie 1 dürfen nicht zur Instabilität oder zum Trennen der Erzeugungsanlage vom Netz führen (TC2007; 3.3.13.5 Abschnitt 13; ausgedehnt auf unsymmetrische Einbrüche).

Bei Spannungseinbrüchen mit Werten oberhalb der Grenzlinie 2 und unterhalb der Grenzlinie 1 sollen Erzeugungsanlagen den Fehler durchfahren, ohne sich vom Netz zu trennen; die Einspeisung eines Kurzschlussstromes während dieser Zeit ist mit dem Netzbetreiber abzustimmen. In Abstimmung mit dem Netzbetreiber ist eine Verschiebung der Grenzlinie 2 erlaubt, wenn dies das Netzanschlusskonzept der Erzeugungsanlage erfordert. Ebenfalls in Abstimmung mit dem Netzbetreiber ist eine kurzzeitige Trennung (KTE) vom Netz erlaubt, falls die Erzeugungsanlage spätestens 2s nach Beginn der KTE resynchronisiert werden kann. Nach erfolgter Resynchronisation muss die Wirkleistung mit einem Gradienten von mindestens 10% der Nennleistung pro Sekunde gesteigert werden (TC2007; 3.3.13.5 Abschnitt 14).

Unterhalb der Grenzlinie 2 darf eine KTE in jedem Fall durchgeführt werden. Dabei sind in Abstimmung mit dem Netzbetreiber auch längere Resynchronisationszeiten und kleinere Gradienten der Wirkleistungssteigerung nach Resynchronisation als oberhalb der Grenzlinie 2 zulässig (TC2007, 3.3.13.5 Abschnitt 15).

Das Verhalten der Erzeugungsanlagen vom Typ 2 bei einer Automatischen Wiedereinschaltung wird in Anhang B.3 näher erläutert.

Abhängig von den konkreten netztechnischen Bedingungen kann die tatsächliche Dauer des Verbleibens der Erzeugungsanlage am Mittelspannungsnetz durch schutztechnische Vorgaben des Netzbetreibers verkürzt werden.

Für alle Erzeugungsanlagen gilt, dass während der Dauer des symmetrischen Fehlers ein Strom gemäß TransmissionCode 2007 in das Netz einzuspeisen ist. Für unsymmetrische Fehler gilt, dass während der Fehlerdauer keine Blindströme eingespeist werden dürfen, die am Netzanschlusspunkt in den nicht fehlerbehafteten Phasen Spannungen hervorrufen, die größer als 1,1 U_c sind.

Die Anforderungen hinsichtlich der dynamischen Netzstützung gelten grundsätzlich für alle Anlagen unabhängig vom Typ und auch unabhängig von der Anschlussvariante. Sie sind durch die Einstellung der Steuerung / Regelung der Erzeugungsanlagen bzw. -einheiten umzusetzen.

Der Netzbetreiber legt fest, in welchem Maße sich Erzeugungsanlagen an der dynamischen Netzstützung beteiligen müssen. Hierbei wird unterschieden in Anschlüsse

• direkt über ein gesondertes Leistungsschalterfeld an die Sammelschiene eines Umspannwerkes und
• im Mittelspannungsnetz des Netzbetreibers.

Als Grundanforderung gilt dabei aber generell, dass alle Erzeugungsanlagen bei Spannungseinbrüchen oberhalb der Grenzlinie in Bild 2.5.1.2-1 bzw. der Grenzlinie 1 in Bild 2.5.1.2-1 am Netz bleiben. Der Netzbetreiber legt insofern nur fest, ob bzw. mit welchem Maße ein Blindstrom bei Spannungseinbrüchen in das Netz durch die Erzeugungsanlage einzuspeisen ist.

Kundenanlagen mit Erzeugungsanlagen, die bei Störungen im vorgelagerten Netz zur Deckung des eigenen Energiebedarfes in den Inselbetrieb gehen, müssen sich bis zur Trennung vom Mittelspannungsnetz des Netzbetreibers an der Netzstützung beteiligen. Ein vom Kunden vorgesehener Inselbetrieb ist vertraglich mit dem Netzbetreiber zu vereinbaren.

2.5.2 Maximal zulässiger Kurzschlussstrom

Durch den Betrieb einer Erzeugungsanlage wird der Kurzschlussstrom des Netzes, insbesondere in der Umgebung des Netzanschlusspunktes, um den Kurzschlussstrom der Erzeugungsanlage erhöht. Die Angabe der zu erwartenden Kurzschlussströme der Erzeugungsanlage am Netzanschlusspunkt hat daher mit dem Antrag zum Netzanschluss zu erfolgen.

Überschlägig können zur Ermittlung des Kurzschlussstrombeitrages einer Erzeugungsanlage folgende Werte angenommen werden:

• bei Synchrongeneratoren das 8-fache
• bei Asynchrongeneratoren und doppelt gespeisten Asynchrongeneratoren das 6-fache
• bei Generatoren mit Wechselrichtern das 1-fache

des Bemessungsstromes. Für eine genaue Berechnung müssen die Impedanzen zwischen Generator und Netzanschlusspunkt (Kundentransformator, Leitungen, etc.) berücksichtigt werden.

Wird durch die Erzeugungsanlage der Kurzschlussstrom im Mittelspannungsnetz über den Bemessungswert erhöht, so sind zwischen Netzbetreiber und Anschlussnehmer geeignete Maßnahmen, wie die Begrenzung des Kurzschlussstromes aus der Erzeugungsanlage (z.B. durch den Einsatz von I_s-Begrenzern), zu vereinbaren.

2.5.3 Wirkleistungsabgabe

Die Erzeugungsanlage muss mit reduzierter Leistungsabgabe betrieben werden können. In folgenden Fällen ist der Netzbetreiber berechtigt, eine vorübergehende Begrenzung der Einspeiseleistung zu verlangen oder eine Anlagenabschaltung vorzunehmen:

• potenzielle Gefahr für den sicheren Systembetrieb,
• Engpässe bzw. Gefahr von Überlastungen im Netz des Netzbetreibers,
• Gefahr einer Inselnetzbildung,
• Gefährdung der statischen oder der dynamischen Netzstabilität,
• systemgefährdender Frequenzanstieg,
• Instandsetzungen bzw. Durchführung von Baumaßnahmen,
• im Rahmen des Erzeugungsmanagements/ Einspeisemanagements/ Netzsicherheitsmanagements (siehe "Grundzüge zum Erzeugungsmanagement" ⁷⁾).

Die Erzeugungsanlagen müssen ihre Wirkleistung in Stufen von höchstens 10 % der vereinbarten Anschlusswirkleistung PAV reduzieren können. Diese Leistungsreduzierung muss bei jedem Betriebszustand und aus jedem Betriebspunkt auf einen vom Netzbetreiber vorgegebenen Sollwert möglich sein. Dieser Sollwert wird in der Regel am Netzanschlusspunkt stufenlos oder in Stufen vorgegeben und entspricht einem Prozentwert bezogen auf die vereinbarte Anschlusswirkleistung PAV. Bewährt haben sich zum gegenwärtigen Zeitpunkt Sollwerte von 100 % / 60 % / 30 % / 0 %. Der Netzbetreiber greift nicht in die Steuerung der Erzeugungsanlagen ein. Er ist lediglich für die Signalgebung verantwortlich.

Die Reduzierung der Einspeiseleistung erfolgt in Eigenverantwortung des Anlagenbetreibers. Die Reduzierung der Leistungsabgabe auf den jeweiligen Sollwert muss unverzüglich, jedoch innerhalb von maximal einer Minute erfolgen. Dabei muss eine Reduzierung bis auf den Sollwert 10 % ohne automatische Trennung vom Netz technisch möglich sein; unterhalb von 10 % der vereinbarten Anschlusswirkleistung PAV darf sich die Erzeugungsanlage vom Netz trennen.

Alle Erzeugungseinheiten müssen im Betrieb bei einer Frequenz von mehr als 50,2 Hz die momentane Wirkleistung (zum Zeitpunkt der Anforderung; Einfrieren des Wertes) mit einem Gradienten von 40 % der momentan verfügbaren Leistung des Generators je Hertz absenken (siehe Bild 2.5.3-1 "Wirkleistungsreduktion bei Überfrequenz", übernommen aus dem TransmissionCode 2007, Kapitel 2.3.13.3, Bild 1 ebd.).

Die Wirkleistung darf erst bei Rückkehr der Frequenz auf einen Wert von f < 50,05 Hz wieder gesteigert werden, solange die aktuelle Frequenz 50,2 Hz nicht überschreitet. Der Unempfindlichkeitsbereich muss kleiner 10 mHz sein.

Bild 2.5.3-1: Wirkleistungsreduktion bei Überfrequenz (aus TransmissionCode 2007)

2.5.4 Blindleistung ^{Regelungen und Übergangsfristen 2011}

Bei Wirkleistungsabgabe muss die Erzeugungsanlage in jedem Betriebspunkt mindestens mit einer Blindleistung betrieben werden können, die einem Verschiebungsfaktor am Netzanschlusspunkt von

cos Φ = 0,95_untererregt bis 0,95_überrerregt

entspricht. Davon abweichende Werte sind vertraglich zu vereinbaren. Das bedeutet im Verbraucherzählpfeilsystem (siehe Anhang B.4) den Betrieb im Quadranten II (untererregt) oder III (übererregt).

Bei Wirkleistungsabgabe wird vom Netzbetreiber für die Blindleistungs-Einstellung entweder ein fester Sollwert oder ein variabel per Fernwirkanlage (oder anderer Steuertechniken) einstellbarer Sollwert in der Übergabestation vorgegeben. Der Sollwert ist entweder

1. ein festen Verschiebungsfaktor cos Φ oder
2. ein Verschiebungsfaktor cos Φ (P) oder
3. eine feste Blindleistung in MVar oder
4. eine Blindleistungs-/Spannungskennlinie Q(U).

Die Blindleistung der Erzeugungsanlage muss einstellbar sein. Der vereinbarte Blindleistungsbereich muss innerhalb weniger Minuten und beliebig oft durchfahren werden können. Wenn vom Netzbetreiber eine Kennlinie vorgegeben wird, muss sich jeder aus der Kennlinie ergebende Blindleistungswert automatisch einstellen, und zwar

• innerhalb von 10 Sekunden für die cos Φ (P)-Kennlinie und
• einstellbar zwischen 10 Sekunden und 1 Minute für die Q(U)-Kennlinie (wird vom Netzbetreiber vorgegeben).

Ein Beispiel für eine cos Φ (P)-Kennlinie ist in Bild 2.5.4-1 dargestellt.

Bild 2.5.4-1: Beispiel für eine cos Φ (P)-Kennlinie

Um bei schwankender Wirkleistungs-Einspeisung Spannungssprünge zu vermeiden, sollte eine Kennlinie mit kontinuierlichem Verlauf und begrenzter Steilheit gewählt werden.

Sowohl das gewählte Verfahren als auch die Sollwerte werden vom Netzbetreiber individuell für jede Erzeugungsanlage festgelegt. Die Vorgabe kann erfolgen durch:

• Vereinbarung eines Wertes oder ggf. eines Fahrplans
• Online-Sollwertvorgabe

Für den Fall der Online-Sollwertvorgabe sind die jeweils neuen Vorgaben für den Arbeitspunkt des Blindleistungsaustausches spätestens nach einer Minute am Netzanschlusspunkt zu realisieren.

3 Ausführung der Anlage

3.1 Primärtechnik

3.1.1 Anschlussanlage

Der Anschluss der Erzeugungsanlage bzw. der Kundenanlage mit Erzeugungsanlage an das Netz des Netzbetreibers erfolgt über eine Anschlussanlage (siehe Anhang A, Bild "Begriffe"). In diesem Kapitel werden technische und organisatorische Grundsätze für die Anschlussanlage beschrieben. Einzelheiten hierzu werden jeweils zwischen dem Netzbetreiber und dem Betreiber der Erzeugungsanlage festgelegt.

Für die Errichtung der Anschlussanlage sind die BDEW-Richtlinie "Technische Anschlussbedingungen - Mittelspannung" ⁸⁾, die Anschlussbedingungen der Netzbetreiber und die allgemein gültigen Bestimmungen von Mittelspannungsanlagen (insbesondere die der DIN VDE 0101, der DIN VDE 0670 und der DIN VDE 0671) einzuhalten.

Elektrische Anlagen müssen so ausgelegt, konstruiert und errichtet werden, dass sie den mechanischen und thermischen Auswirkungen eines Kurzschlussstromes sicher standhalten können. Der Nachweis der Kurzschlussfestigkeit für die gesamte Anschlussanlage ist vom Anschlussnehmer zu erbringen.

Der Netzbetreiber gibt die erforderlichen Kennwerte für die Dimensionierung der Anschlussanlage am Netzanschlusspunkt vor (z.B. Bemessungsspannungen und Bemessungs-Kurzzeitstrom). Ferner stellt der Netzbetreiber dem Anschlussnehmer nach Anfrage zur Dimensionierung der anschlussnehmereigenen Schutzeinrichtungen und für Netzrückwirkungsbetrachtungen folgende Daten zur Verfügung:

• Anfangskurzschlusswechselstrom aus dem Netz des Netzbetreibers am Netzanschlusspunkt (ohne den Beitrag der Erzeugungsanlage)
• Fehlerklärungszeit des Hauptschutzes aus dem Netz des Netzbetreibers am Netzanschlusspunkt

3.1.2 Übergabeschalteinrichtung

Der Anschluss der Erzeugungsanlage erfolgt über eine Übergabeschalteinrichtung. Diese muss dem Personal des Netzbetreibers jederzeit zugänglich und als Schaltstelle mit mindestens Lastschaltvermögen und Trennfunktion ausgelegt sein. Diese befindet sich in der Regel in einer Übergabestation. Die Ausführung der gesamten Übergabestation richtet sich nach den Anforderungen der vom BDEW herausgegebenen Technischen Richtlinie "Technische Anschlussbedingungen - Mittelspannung" und der Anschlussbedingungen des Netzbetreibers.

Die Anordnung der jederzeit für den Netzbetreiber zugänglichen Trennstelle ist dabei abhängig von der Bauart sowie den Eigentums- und Betriebsverhältnissen in der Übergabestation. Näheres hierzu wird zwischen Netzbetreiber und Anschlussnehmer in einem entsprechenden Vertrag festgelegt.

Um zu vermeiden, dass Fehler im kundeneigenen Mittelspannungsnetz zu Störungen im Netz des Netzbetreibers führen, sind in der Übergabestation Schutzeinrichtungen vorzusehen, die das fehlerhafte Netz oder die gesamte Übergabestation automatisch abschalten. Die Schutzeinrichtung muss so eingestellt sein, dass sie selektiv zu den übrigen Abschalteinrichtungen im Netz des Netzbetreibers wirkt. Bei Erzeugungsanlagen größerer Leistung (ab etwa 1 MVA) ist ein Leistungsschalter erforderlich.

Bei der Bemessung der Schalteinrichtungen sind Kurzschlussströme sowohl aus dem Netz des Netzbetreibers als auch aus Erzeugungsanlagen zu berücksichtigen.

3.1.3 Kuppelschalter

Für die Verbindung der Erzeugungsanlage mit dem Netz des Netzbetreibers oder mit der übrigen Kundenanlage muss ein Kuppelschalter mit mindestens Lastschaltvermögen, auf die die Schutzeinrichtungen nach Kapitel 3.2.3 wirken, eingesetzt werden.

Hierfür eignen sich z.B.:

• Leistungsschalter,
• Sicherungslasttrennschalter,
• Motorschutzschalter,
• verschweißsicheres Schaltschütz mit Lastschaltvermögen und vorgeschaltetem Kurzschlussschutz).

Durch den Kuppelschalter muss eine dreipolige galvanische Trennung sichergestellt sein.

Anmerkung: Bei Sicherungslasttrennschaltern muss auch das Ansprechen einer Sicherung zu einer dreipoligen Ausschaltung führen. Der Ausschalt-Kraftspeicher muss beim Einschalten zwangsweise gespannt werden.

Als Kuppelschalter kann sowohl ein Schalter verwendet werden, der die gesamte Kundenanlage mit dem Netz verbindet, als auch ein Schalter, der die Erzeugungsanlage mit der übrigen Kundenanlage verbindet. Dieser Kuppelschalter kann sich sowohl auf der Niederspannungs- als auch auf der Mittelspannungsseite befinden. Sofern kein Inselbetrieb vorgesehen ist, kann dafür die Schalteinrichtung des Generators verwendet werden.

Bei Erzeugungsanlagen mit Wechselrichtern ist der Kuppelschalter auf der Netzseite des Wechselrichters vorzusehen. Ist dieser Schalter im Gehäuse des Wechselrichters untergebracht, darf er durch einen Kurzschluss im Wechselrichter in seiner Schaltfunktion nicht beeinträchtigt werden.

Der Kuppelschalter muss für den am Einbauort auftretenden maximalen Kurzschlussstrom ausgelegt (siehe Kapitel 3.1.1) und unter Berücksichtigung der nach Kapitel 3.2.3 erforderlichen Schutzeinrichtungen unverzögert auslösbar sein. Bei der Bemessung des Kuppelschalters ist hierbei zu berücksichtigen, dass der Kurzschluss im Fehlerfall sowohl aus dem Netz des Netzbetreibers als auch aus Erzeugungsanlagen gespeist werden kann.

Werden bei Niederspannungs-Generatoren Schmelzsicherungen als Kurzschlussschutz verwendet, so ist das Schaltvermögen des Kuppelschalters mindestens gemäß dem Ansprechbereich der vorgeschalteten Schmelzsicherung zu bemessen.

Bei nicht inselbetriebsfähigen Erzeugungsanlagen kann der Generatorschalter sowohl zur Kupplung und Synchronisierung, d. h. als Kuppelschalter, als auch zur Abschaltung bei Auslösung der Schutzeinrichtungen nach Kapitel 3.2.3 verwendet werden.

Bei inselbetriebsfähigen Anlagen (siehe Anschlussbeispiele in Anhang C) dient ein synchronisierbarer Kuppelschalter der Abschaltung der Erzeugungsanlage bei Auslösung der Schutzeinrichtungen nach Kapitel 3.2.3. Der synchronisierbare Kuppelschalter ist zwischen der Übergabeschalteinrichtung nach Kapitel 3.1.2 und der als Insel zu betreibenden Kundenanlage anzuordnen. Der Generatorschalter übernimmt in diesem Fall lediglich den Schutz des Generators selbst und wird hierfür von den Generatorschutzeinrichtungen angesteuert.

Die Funktion der Kupplung und Synchronisierung der Erzeugungsanlage mit dem Netz des Netzbetreibers ist im Rahmen der Betriebsführung vertraglich zu vereinbaren.

Beispiele für Anschlussanlagen sind in Anhang C aufgeführt.

3.1.4 Verriegelungen

Gegenseitige Verriegelungen von Schaltgeräten sind entsprechend der VDE-Normen (Normenreihe VDE 0670/0671) sowie den Vorgaben des Netzbetreibers auszuführen. Anlagenspezifische Verriegelungen sind entsprechend zu berücksichtigen. Die Verriegelung muss sowohl bei Fernsteuerung der Anlage als auch bei einer Bedienung vor Ort wirksam sein.

Die Steuerung der Schaltgeräte der Mittelspannungs-Übergabestation ist grundsätzlich so zu gestalten, dass auch bei Ausfall von Verriegelungs- und Steuerungskomponenten eine Betätigung der Schaltgeräte gemäß DIN VDE 0105 sichergestellt ist (insbesondere Schutz gegen Störlichtbogen).

3.2 Sekundärtechnik

Neben den nachfolgend aufgeführten Anforderungen sind bei Aufbau und Betrieb der Sekundärtechnik auch die Richtlinien "Technische Anschlussbedingungen - Mittelspannung" ⁹⁾ sowie die netzbetreiberspezifischen Technischen Anschlussbedingungen einzuhalten.

Der Platz für Einrichtungen des Netzbetreibers, die für den Anschluss der Erzeugungsanlage erforderlich sind (z.B. Sekundärtechnik), wird vom Anschlussnehmer zur Verfügung gestellt.

3.2.1 Fernsteuerung

Für den sicheren Netzbetrieb ist die Erzeugungsanlage auf Anforderung des Netzbetreibers in die Fernsteuerung des Netzbetreibers einzubeziehen. Beispiele hierfür sind: Steuerung des Leistungsschalters (insbesondere die Ausschaltung des Schalters bei kritischen Netzzuständen - "Fern-Aus"), Begrenzung der Wirkleistungserzeugung, Bereitstellung von Blindleistung. Auf der Grundlage der geltenden Fernsteuerkonzepte des Netzbetreibers sind vom Anschlussnehmer die für die Betriebsführung notwendigen Daten und Informationen zur Verarbeitung in der Leittechnik im Umspannwerk (im Falle von Anschlüssen an die Sammelschiene des Netzbetreibers) bzw. in der Übergabestation bereitzustellen.

Anschlussanlagen mit Fernsteuerung verfügen über Fern-/ Ort-Umschalter, die bei einer Ortsteuerung die Fernsteuerbefehle unterbinden.

3.2.2 Hilfsenergieversorgung

Die Anschlussanlage muss über eine Eigenbedarfsversorgung verfügen. Wenn die Funktion der Schutzeinrichtungen oder die Auslösung der Schaltgeräte eine Hilfsspannung erfordert, muss zudem eine von der Netzspannung unabhängige Hilfsenergieversorgung (z.B. Batterie, Kondensator, Wandlerstrom) vorhanden sein. Im Falle einer Fernsteuerung ist diese ebenfalls mit einer netzunabhängigen Hilfsenergie zu realisieren.

Wenn eine Hilfsenergieversorgung über eine längere Dauer erforderlich ist, ist deren Kapazität so zu bemessen, dass die Anschlussanlage bei fehlender Netzspannung mit allen Schutz-, Sekundär- und Hilfseinrichtungen mindestens acht Stunden lang betrieben werden kann. Die Gleichspannungskreise sind erdfrei zu betreiben und auf Erdschluss zu überwachen. Eigenbedarf und Hilfsenergie für sekundärtechnische Einrichtungen des Netzbetreibers werden vom Anschlussnehmer zur Verfügung gestellt.

Die Funktionsfähigkeit der Hilfsenergieversorgung ist durch entsprechende Maßnahmen dauerhaft zu sichern sowie in bestimmten Zeitabständen nachzuweisen und in einem Prüfprotokoll zu dokumentieren.

3.2.3 Schutzeinrichtungen

3.2.3.1 Allgemeines

Der Schutz ist für einen sicheren und zuverlässigen Betrieb der Netze, der Anschlussanlage und der Erzeugungseinheiten von erheblicher Bedeutung. Gemäß DIN VDE 0101 müssen für elektrische Anlagen selbsttätige Einrichtungen zum Abschalten von Kurzschlüssen vorgesehen werden. Der Anlagenbetreiber ist für den zuverlässigen Schutz seiner Anlagen (z.B. Schutz bei Kurzschluss, Erdschluss, Überlast, Schutz gegen elektrischen Schlag usw.) selbst verantwortlich. Hierzu hat der Anlagenbetreiber Schutzeinrichtungen in angemessenem Umfang zu installieren. Bei inselbetriebsfähigen Anlagen sind diese Schutzmaßnahmen auch für den Inselbetrieb zu gewährleisten.

Die Verantwortung für Konzeption und Einstellung der Schutzeinrichtungen liegt bei dem Partner, für dessen Betriebsmittel die Schutzeinrichtungen den Hauptschutz darstellen. Die Verantwortung für den ordnungsgemäßen Betrieb der Schutzeinrichtungen liegt beim jeweiligen Betreiber der Schutzeinrichtungen. Konzepte und Schutzeinstellungen an den

Schnittstellen zwischen Netzbetreiber und Anlagenbetreiber/Anschlussnehmer sind auf der Grundlage dieser Richtlinie so zu realisieren, dass eine Gefährdung der aneinander grenzenden Netze und Anlagen ausgeschlossen werden kann.

Die in dieser Richtlinie angegebenen Einstellwerte für die Entkupplungsschutzeinrichtungen sind Richtwerte. Hierbei wird davon ausgegangen, dass die Summe aus Eigenzeit von Schutzeinrichtung und Schalteinrichtung 100 ms nicht überschreitet. Ggf. ist diesbezüglich eine Anpassung erforderlich. Darüber hinaus kann eine Anpassung je nach Anlagen- bzw. Netzkonfiguration erforderlich sein. Der Netzbetreiber gibt dann diese Werte vor.

Wesentliche Änderungen an den Schutzeinrichtungen (Entkupplungsschutzeinrichtungen, Kurzschlussschutzeinrichtung am Übergabepunkt) bzw. deren Einstellung werden zwischen dem Netzbetreiber und dem Anlagenbetreiber rechtzeitig abgestimmt. Wenn erforderlich, kann der Netzbetreiber nachträglich andere Einstellwerte für die Schutzeinrichtungen vorgeben.

Der Netzbetreiber gibt vor, ob und welche Schutzeinrichtungen plombiert oder auf andere Weise gegen Veränderung geschützt werden sollen.

Der Netzbetreiber ist berechtigt, am Übergabepunkt Einrichtungen zu installieren oder installieren zu lassen, die die Erzeugungsanlage automatisch vom Netz trennen, wenn die vorgegebenen netzverträglichen Grenzen im stationären Betrieb wie z.B. die vereinbarte Anschlussleistung S_AV oder die maximale Scheinleistung einer Erzeugungsanlage S_Amax überschritten werden.

Zur Sicherung der dauerhaften Funktionsfähigkeit sind die Schutzsysteme vor Inbetriebnahme und in regelmäßigen Abständen zu prüfen. Die Ausführung der Schutzprüfungen und deren Ergebnisse sind vom Anlagenbetreiber durch Prüfprotokolle zu dokumentieren und dem Netzbetreiber auf Verlangen vorzulegen.

Für Schutzprüfungen sind Einrichtungen wie z.B. Prüfklemmenleisten oder Prüfsteckdosen vorzusehen, um Schutzprüfungen ohne Ausklemmen von Drähten zu ermöglichen. Ein Beispiel hierfür ist im Kapitel 3.2.4 aufgeführt.

Die eingestellten Werte müssen an den Schutzeinrichtungen einfach und ohne zusätzliche Hilfsmittel ablesbar gemacht werden können. Dies gilt auch für den Fall, dass die Schutzfunktionen in der Anlagensteuerung integriert sind.

Schutzeinrichtungen, die an Wandler in der Spannungsebene des Netzanschlusses angeschlossen werden, müssen der VDN-Richtlinie "Richtlinie für digitale Schutzsysteme" ¹⁰⁾ genügen.

Spannungsschutzeinrichtungen für den Entkupplungsschutz müssen dreiphasig ausgeführt werden. Bei Messung auf der Mittelspannungsebene ist die Spannung zwischen den Außenleitern zu messen. Dadurch wird gewährleistet, dass die Erzeugungsanlage bei einem stehenden Erdschluss in einem isolierten oder kompensierten Mittelspannungsnetz bestimmungsgemäß nicht durch die Schutzeinrichtung abgeschaltet wird. Bei Messung auf der Niederspannungsseite hat die Messung bei Dy-Maschinentransformatoren zwischen Außenleiter und Sternpunkt, bei Yd-Maschinentransformatoren zwischen den Außenleitern zu erfolgen.

Die drei Messglieder einer Spannungsschutzeinrichtung sind logisch ODER zu verknüpfen. Logische ODER-Verknüpfung bedeutet dabei:

• Bei Spannungssteigerungsschutzrelais führt das Überschreiten des Ansprechwertes in einer Messspannung zur Anregung.
• Bei Spannungsrückgangsschutzrelais führt das Unterschreiten des Ansprechwertes in einer Messspannung zur Anregung.

Die drei Messglieder des Blindleistungs-Unterspannungsschutzes Q→ & U< (siehe Kapitel 3.2.3.2) sind dagegen logisch UND zu verknüpfen. Dies bedeutet, dass bei dem Spannungsrückgangsschutzrelais alle Messspannungen den Ansprechwert unterschritten haben müssen, damit es zur Anregung kommt.

Wenn im folgenden Text keine logische Verknüpfungen der drei Messglieder angegeben ist, handelt es sich immer um eine logische ODER-Funktion.

Das Rückfallverhältnis der Spannungssteigerungsschutzeinrichtungen darf 0,98 nicht unterschreiten, das des Spannungsrückgangsschutzes darf 1,02 nicht überschreiten.

Spannungsschutzeinrichtungen für den Entkupplungsschutz sollten den Halbschwingungs-Effektivwert auswerten. Hierbei reicht die Auswertung der 50-Hz-Grundschwingung aus.

Frequenzrückgangs- und Frequenzsteigerungsschutzeinrichtungen können einphasig ausgeführt werden. Als Messgröße ist die Spannung zwischen zwei Außenleitern zu wählen.

Bei Frequenzen zwischen 47,5 Hz und 51,5 Hz ist eine automatische Trennung vom Netz auf Grund der Frequenzabweichung nicht zulässig, es sei denn, vom Netzbetreiber werden andere Werte vorgegeben. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn die Erzeugungseinheit in einem Lastabwurfgebiet des 5-Stufenplanes ¹¹⁾ liegt. Bei Unterschreiten von 47,5 Hz bzw. bei Überschreiten von 51,5 Hz muss dagegen eine unverzögerte automatische Trennung vom Netz erfolgen.

Nach Abschaltung eines Fehlers im Netz des Netzbetreibers bzw. bei einer Automatischen Wiedereinschaltung (AWE) muss der Anlagenbetreiber damit rechnen, dass die wiederkehrende Spannung am Netzanschlusspunkt asynchron zu der Spannung der Erzeugungsanlage sein kann. Der Anlagenbetreiber hat selbst Vorsorge dafür zu treffen, dass Schalthandlungen, Spannungsschwankungen, Automatische Wiedereinschaltungen oder andere Vorgänge im Netz des Netzbetreibers nicht zu Schäden an seinen Anlagen führen.

Für den Schutz der Erzeugungsanlage bzw. der Erzeugungseinheiten ist der Anschlussnehmer verantwortlich (Sicherstellung des Eigenschutzes). Insofern ist die in dieser Richtlinie beschriebene Schutzkonzeption durch den Anschlussnehmer der Erzeugungsanlage entsprechend zu erweitern. Der Eigenschutz darf aber die in dieser Richtlinie beschriebenen Anforderungen hinsichtlich der statischen Spannungshaltung und der dynamischen Netzstützung der Erzeugungsanlage bzw. der Erzeugungseinheiten nicht unterlaufen. Ab dem 01. Januar 2010 dürfen in neu errichteten Erzeugungsanlagen bzw. Erzeugungseinheiten keine Vektorsprungrelais mehr eingesetzt werden (siehe Kapitel 1.1; es gilt das Datum der Antragstellung).

3.2.3.2 Entkupplungsschutzeinrichtungen

Aufgabe der hier beschriebenen Entkupplungsschutzeinrichtungen ist es, zum Schutz der Erzeugungsanlage und anderer Kundenanlagen am Netz, die Erzeugungsanlage bzw. die Erzeugungseinheiten bei gestörten Betriebszuständen vom Netz zu trennen. Beispiele hierfür sind Netzfehler, Inselnetzbildung oder ein langsamer Aufbau der Netzspannung nach einem Fehler im Übertragungsnetz. Für den zuverlässigen Schutz seiner Anlagen ist der Anlagenbetreiber selbst verantwortlich.

Der Entkupplungsschutz kann sowohl in einem autarken Gerät realisiert werden, als auch in der Anlagensteuerung der Erzeugungseinheit integriert sein. Der Ausfall der Hilfsspannung der Schutzeinrichtung bzw. der Anlagensteuerung muss zum unverzögerten Auslösen des Schalters führen. Die Schutzauslösung des integrierten Schutzes darf durch sonstige Funktionen der Steuerung nicht unzulässig verzögert werden.

Entkupplungsschutzeinrichtungen werden am Übergabepunkt und/oder an den Erzeugungseinheiten installiert. Der Anschluss der Entkupplungsschutzeinrichtungen an den Erzeugungseinheiten kann ober- oder unterspannungsseitig vom Maschinentransformator erfolgen. In den nachfolgenden Bildern und Anschlussbeispielen werden die Entkupplungsschutzeinrichtungen auf der Unterspannungsseite des Maschinentransformators dargestellt. Unabhängig vom Anschluss der Entkupplungsschutzeinrichtungen an der Erzeugungseinheit gelten die gleichen Einstellempfehlungen.

Folgende Funktionen des Entkupplungsschutzes sind zu realisieren:

1. Spannungsrückgangsschutz U< und U<<
2. Spannungssteigerungsschutz U> und U>>
3. Frequenzrückgangsschutz f<
4. Frequenzsteigerungsschutz f>
5. Blindleistungs-Unterspannungsschutz Q→ & U<

Der Blindleistungs-Unterspannungsschutz (Q→ & U<) trennt die Erzeugungsanlage nach 0,5 s vom Netz, wenn alle drei verketteten Spannungen am Netzanschlusspunkt kleiner als 0,85 U_c sind (logisch UND-verknüpft) und wenn die Erzeugungsanlage gleichzeitig induktive Blindleistung aus dem Netz des Netzbetreibers aufnimmt. Für die Ermittlung der Blindleistung ist zweckmäßigerweise das Mitsystem zu verwenden.

Dieser Schutz überwacht das systemgerechte Verhalten der Erzeugungsanlage nach einem Fehler im Netz. Erzeugungsanlagen, die den Wiederaufbau der Netzspannung durch Aufnahme von induktiver Blindleistung aus dem Netz oder durch mangelnde Spannungsstützung behindern, werden vor Erreichen der Endzeit der Netzschutzeinrichtungen vom Netz getrennt.

Der Umfang der notwendigen Entkupplungsschutzeinrichtungen ist davon abhängig, ob die Erzeugungsanlage an der dynamischen Netzstützung beteiligt wird. Er wird vom Netzbetreiber vorgegeben.

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