Was ist ein Nullfolgenstrom?

Nullfolgestrom (Zero Sequence Current) ist eine spezielle Stromkomponente in einem dreiphasigen Energieversorgungssystem. Er ist neben dem Positivfolgestrom (Positive Sequence Current) und dem Negativfolgestrom (Negative Sequence Current) eine der symmetrischen Komponenten. Die Anwesenheit von Nullfolgestrom deutet auf ein Ungleichgewicht oder einen Fehler im System hin. Im Folgenden finden Sie eine detaillierte Erläuterung des Begriffs Nullfolgestrom und seiner Eigenschaften:

Definition des Nullfolgestroms

In einem dreiphasigen Energieversorgungssystem bezieht sich der Nullfolgestrom auf die Stromkomponente, die vorhanden ist, wenn die Vektorsumme der drei Phasenströme nicht null ist. Genauer gesagt ist der Nullfolgestrom das arithmetische Mittel der drei Phasenströme, gegeben durch:

wobei Ia, Ib und Ic die Ströme in den Phasen A, B und C sind.

Eigenschaften des Nullfolgestroms

Symmetrie:

• Der Nullfolgestrom ist in einem dreiphasigen System symmetrisch, was bedeutet, dass die Beträge der Nullfolgeströme in den drei Phasen gleich sind und ihre Phasen identisch sind.

• Phasenbeziehung:Die Phasenbeziehung des Nullfolgestroms ist für alle drei Phasen identisch, d.h., die Phasendifferenz zwischen den Nullfolgeströmen in den drei Phasen beträgt 0°.

• Vorkommensbedingungen:Nullfolgestrom tritt nur dann auf, wenn es ein Ungleichgewicht oder einen Fehler im dreiphasigen System gibt. Zum Beispiel tritt er bei Einphasen-Erdschlüssen oder ungleichmäßig verteilten dreiphasigen Lasten auf.

Anwendungen des Nullfolgestroms

• Fehlererkennung:Die Anwesenheit von Nullfolgestrom kann zur Erkennung von Einphasen-Erdschlüssen in einem dreiphasigen System genutzt werden. Wenn ein Einphasen-Erdschluss auftritt, nimmt der Nullfolgestrom signifikant zu, was eine schnelle Fehlerortung durch Überwachung des Nullfolgestroms ermöglicht.

• Schutzgeräte:Viele Relaisschutzgeräte sind mit Nullfolgestrom-Schutzfunktionen ausgestattet, um Einphasen-Erdschlüsse zu erkennen und das System vor diesen zu schützen. Zum Beispiel werden Nullfolgestrom-Transformatoren (ZSCT) verwendet, um den Nullfolgestrom zu messen.

• Systemanalyse:In der Netzwerkanalyse ist der Nullfolgestrom ein wichtiger Parameter zur Untersuchung von Systemungleichgewichten und -fehlern. Durch die Analyse des Nullfolgestroms kann die Stabilität und Sicherheit des Systems bewertet werden.

Ursachen für Nullfolgestrom

• Einphasen-Erdschluss:Wenn in einer Phase eines dreiphasigen Systems ein Erdschluss auftritt, nimmt der Nullfolgestrom signifikant zu.

• Ungleichmäßig verteilte dreiphasige Last:Wenn die Verteilung der dreiphasigen Last ungleichmäßig ist, kann dies ebenfalls zu einem Nullfolgestrom führen.

• Trennung der Neutralleitung:Eine Trennung der Neutralleitung kann verhindern, dass der Nullfolgestrom zurückkehrt, was zur Bildung eines Nullfolgestroms im System führt.

Zusammenfassung

Nullfolgestrom ist eine spezielle Stromkomponente in einem dreiphasigen Energieversorgungssystem, die nur bei einem Ungleichgewicht oder einem Fehler auftritt. Er zeichnet sich durch Symmetrie und identische Phasenbeziehungen aus und wird häufig in der Fehlererkennung und in Schutzgeräten eingesetzt. Das Verständnis des Begriffs und der Eigenschaften des Nullfolgestroms hilft dabei, die Stabilität und Sicherheit von Energieversorgungssystemen besser zu analysieren und zu gewährleisten.