Unterfrequenz

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Als Unterfrequenz wird in der elektrischen Energietechnik eine Netzfrequenz bezeichnet, die geringer als die Soll-Netzfrequenz ist. Die Soll-Netzfrequenz der Drehstromnetze in Europa beträgt 50 Hz.

Eine Unterfrequenz in einem Stromnetz entsteht insbesondere bei sprunghafter Lastzunahme oder dem plötzlichen Ausfall von Kraftwerksleistung, da die Lastdifferenz aus der kinetischen Energie aller rotierenden Massen in den Generatoren gedeckt wird. Durch den Verlust der kinetischen Energie sinkt die Läuferdrehzahl der Generatoren und somit auch die Frequenz der abgegebenen Generatorspannung. Die Abweichung der tatsächlichen von der Soll-Netzfrequenz ist dabei gravierender als der gleichzeitig auftretende Spannungseinbruch.

Maßnahmen[Bearbeiten]

Im Rahmen der Regelung der Stromversorgung werden Frequenzabweichungen normalerweise ausgeglichen. Im Notfall kann auch durch gezielte Abschaltungen einzelner Großabnehmer oder regionale Abschaltungen durch den Netzschutz die Netzfrequenz stabilisiert werden um einen größeren Stromausfall zu vermeiden.

Deutschland[Bearbeiten]

Zur Vermeidung eines Netzzusammenbruchs durch Unterfrequenz gibt es in Deutschland den 5-Stufen-Plan für den Lastabwurf. Dieser ist in den „Netz- und Systemregeln der deutschen Übertragungsnetzbetreiber“ im Kapitel 7.3.4 beschrieben.

Stufe Frequenz Maßnahmen zur Kompensation, bzw. zum Schutz
1 49,8 Einsatz von Regelleistung
2 49 sofortiger Abwurf von 10...15 % der Netzlast
3 48,7 sofortiger Abwurf von weiteren 10...15 % der Netzlast
4 48,4 sofortiger Abwurf von weiteren 10...15 % der Netzlast
5 47,5 Netztrennung der Kraftwerke

Für den automatischen Lastabwurf der Stufen 2 bis 4 werden elektronische Frequenzrelais benötigt. Bei Stufe 5 müssen sich alle Kraftwerke automatisch vom Netz trennen; unmittelbare Folge ist ein kompletter Versorgungszusammenbruch. Größere kalorische Kraftwerke und Atomkraftwerke versuchen sich durch Reduktion der Leistung im Eigenbedarf zu fangen und diesen nicht optimalen Betriebszustand für einige Stunden aufrecht zu halten. Gelingt dieses Auffangen und Halten im Eigenverbrauch des Kraftwerks durch die Regelung nicht, werden die betroffenen Kraftwerksblöcke abgeschaltet, was zu einer längeren Wiederinbetriebnahme führt.

Österreich[Bearbeiten]

In Österreich gilt analog dazu der von der E-Control definierte "Stufenplan bei Frequenzproblemen". [1]

Maßnahmen im Erzeugungsbereich ab 49,8 Hz bis 49,3 Hz Alarmierung des Personals, Einsatz der noch nicht mobilisierten Kraftwerksleistung, Automatisches Einleiten von Pumpenabstellprogrammen (beispielsweise von Pumpspeicherkraftwerken).
Maßnahmen im Netznutzerbereich ab 49,0 Hz bis 48,2 Hz Stufenweise Reduktion der Netzwirkleistung auf bis zu ca. 40 % der Leistung vor Störungseintritt.
Maßnahmen zur Kraftwerksabstellung ab 47,5 Hz bis 45 Hz Abstellprogramme zur Netzabtrennung von Maschinensätzen des Kraftwerks-Eigenbedarfes.
Ende der Netzversorgung unterhalb von 45 Hz Trennung der Kraftwerke vom Netz.

In der Folge wird versucht, das Stromversorgungsnetz durch gezielte Schaltungen stufenförmig wieder in Betrieb zu nehmen und Teilnetze zu synchronisieren. Dabei spielen vor allem schwarzstartfähige Kraftwerke wie Laufkraftwerke, Pumpspeicherkraftwerke und Gasturbinenkraftwerke eine besondere Rolle. Diese Kraftwerke können ohne äußere elektrische Energiezufuhr starten und so die benötigte Leistung zum Starten von nicht schwarzstartfähigen Kraftwerken wie Kohlekraftwerken liefern.

Weblinks[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1.  Energie-Control GmbH (Hrsg.): Technische und organisatorische Regeln für Betreiber und Benutzer von Netzen. Teil E: Technische Maßnahmen zur Vermeidung von Großstörungen und Begrenzung ihrer Auswirkungen. Wien 1. März 2008, 7.1, S. 31-34 (http://www.e-control.at/portal/page/portal/medienbibliothek/strom/dokumente/pdfs/tor-e-20080221-v2-0.pdf, abgerufen am 9. Jänner 2009).