Anschluss Der Geräte An Ungeerdete Netze (It-Netze) - Siemens SINAMICS G130 Projektierungshandbuch

SINAMICS-Geräte sind für den Einsatz in geerdeten TN-und TT-Netzen mit geerdetem Sternpunkt standardmäßig mit
Funk-Entstörfiltern für die Zweite Umgebung ausgerüstet (Kategorie C3 gemäß der EMV-Produktnorm IEC 61800-3).
Dies gilt für Schrankgeräte SINAMICS G150 und S150, für Einbaugeräte SINAMICS G130 sowie die Einspeisungen
(Basic Infeed, Smart Infeed und Active Infeed) des modularen Systems S120 (Chassis und Cabinet Modules). Nähere
Informationen zur Funk-Entstörung sind im Abschnitt „Netzfilter" oder im Kapitel „EMV-Aufbaurichtlinie".
1.2.6 Anschluss der Geräte an ungeerdete Netze (IT-Netze)
SINAMICS-Geräte können auch an ungeerdete IT-Netze angeschlossen und an diesen betrieben werden. IT-Netze
bieten im Vergleich zu geerdeten Netzen folgende Vorteile:
- Im Falle eines einzelnen Erdschlusses kann kein Erdschlussstrom fließen und der Betrieb kann
aufrechterhalten werden. Erst ein zweiter Erdschluss im System führt zu einer Störabschaltung.
- Bei ausgedehnten Anlagen werden die kapazitiven Ableitströme durch große Summenleitungslängen
deutlich reduziert, was es erlaubt, größere Anlagenverbände zu realisieren als in geerdeten Netzen.
Aufgrund dieser Vorteile sind IT-Netze dort weit verbreitet, wo Störabschaltungen prozessbedingt minimiert werden
müssen, wie z. B. in der Chemie, der Stahlindustrie und der Papierindustrie.
Spannungsverhältnisse im ordnungsgemäßen Betrieb und im Erdschlussfall
Im Folgenden werden die Spannungsverhältnisse im IT-Netz sowohl im ordnungsgemäßen Betrieb als auch im Falle
eines Erdschlusses kurz dargestellt und erläutert.
Im ordnungsgemäßen Betrieb sind im IT-Netz die Spannungen der drei Netzphasen (Leiter-Erde) U
Kapazitäten der Transformatorwicklung und der Netzzuleitungen kapazitiv an das Erdpotenzial angebunden. Diese
symmetrische, kapazitive Erdanbindung sorgt dafür, dass netzseitig sehr ähnliche Spannungsverhältnisse gegenüber
dem Erdpotenzial vorliegen wie im TN- oder TT-Netz. Bei Umrichtern mit netzgeführten, ungeregelten Gleichrichtern
folgt der Pluspol des Zwischenkreises +ZK den positiven Kuppen der Netzspannung und der Minuspol des Zwischen-
kreises -ZK den negativen Kuppen der Netzspannung. Die Zwischenkreisspannung U
Erdpotenzial PE, wobei der Pluspol +ZK um den Wert U
Wert U /2 unter dem Erdpotenzial PE liegt. Jede Phase des Wechselrichterausgangs wird durch das Takten der IGBTs
ZK
abwechselnd mit dem Pluspol und dem Minuspol des Zwischenkreises verbunden. Damit liegt jede Wechsel-
richterphase abwechselnd auf dem Potenzial +U
hervorgerufen werden, oder Einschwingvorgänge, die beim Einsatz von Motordrosseln auftreten, kann die Spitzen-
spannung an den Motoranschlüssen (Leiter-Erde) Û
Wechselrichterausgang U
WR-LE
Im folgenden Bild sind die Spannungsverhältnisse im ordnungsgemäßen Betrieb im IT-Netz grafisch dargestellt.
IT-Netz
U
Netz-LE
PE
- Netzspannung Leiter-Erde
Spannungsverhältnisse im ordnungsgemäßen Betrieb im IT-Netz
Im Erdschlussfall mit einem Erdschluss an einer Phase des Wechselrichterausgangs wird das Erdpotenzial PE dieser
Phase durch das Takten der IGBTs abwechselnd mit dem Pluspol +ZK und dem Minuspol -ZK des Zwischenkreises
verbunden. Damit liegen sowohl der Pluspol als auch der Minuspol abwechselnd auf Erdpotenzial PE. Das Potenzial
des jeweils nicht geerdeten Pols des Zwischenkreises befindet sich um den Wert der Zwischenkreisspannung U
bzw. unter dem Erdpotenzial PE. Die beiden nicht vom Erdschluss betroffenen Phasen des Wechselrichterausgangs
werden durch das Takten der IGBTs abwechselnd mit dem Pluspol und dem Minuspol des Zwischenkreises verbunden.
Damit liegt jede dieser beiden Wechselrichterphasen abwechselnd auf dem Potenzial +U
Reflexionen, die durch lange Motorleitungen hervorgerufen werden, oder Einschwingvorgänge, die beim Einsatz von
Motordrosseln auftreten, kann die Spitzenspannung an den Motoranschlüssen (Leiter-Erde) Û
werden als die Spannung (Leiter-Erde) am Wechselrichterausgang U
Grundlagen und Systembeschreibung
ZK
/2 bzw. -U
ZK
Motor-LE
. Im ungünstigsten Fall kann sich ergeben:
= 2 • U
Û
Motor-LE
Gleichrichter
und
Zwischenkreis
U
ZK
U
ZK
+
2
U
ZK
t PE
U
ZK
-
2
- ZK-Spannung Leiter-Erde
= 2 • U
Û
Motor-LE
SINAMICS Projektierungshandbuch – Februar 2020
/2 über dem Erdpotenzial PE, und der Minuspol -ZK um den
/2. Durch Reflexionen, die durch lange Motorleitungen
ZK
deutlich größer werden als die Spannung (Leiter-Erde) am
= U .
WR-LE ZK
+ZK
Wechsel-
richter
-ZK
U
WR-LE
+ ZK
U
ZK
+
2
U
WR-LE
PE
t
U
ZK
-
_
ZK 2
- WR-Ausg.-Spg. Leiter-Erde
. Im ungünstigsten Fall kann sich ergeben:
WR-LE
= 2 • U
.
WR-LE ZK
Projektierungshinweise
durch die
Netz-LE
liegt damit symmetrisch zum
ZK
Motor
t
- Motorspannung
Erde
bzw. -U . Durch
ZK ZK
deutlich größer
Motor-LE
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© Siemens AG
Leiter-
über
ZK