Defektes Schutzrelais

Defektes Relais im Umspannwerk Mehrum war weiterer Auslöser der Störung am 13. Juli 2011

Die Ursachen für den Stromausfall im enercity-Netzgebiet in der Mittwochnacht des 13. Juli 2011 sind identifiziert. Zwei unvorhersehbare technische Defekte, die den Wegfall des Blocks 2 im Gemeinschaftskraftwerk Hannover-Stöcken und den nachfolgenden Ausfall der Anbindung ans Hochspannungsnetz in Mehrum verursachten, führten zum vollständigen Stromausfall im enercity-Netzgebiet.

Die Gesamtstörung wurde ausgelöst durch den Umrichter-Schaden einer Kohlemühle im Block 2 des Gemeinschaftskraftwerkes in Hannover Stöcken. Dieser führte zur Notabschaltung des Kraftwerksblockes. Die dadurch ausfallende Leistung sollten nachfolgend die zwei Hochspannungsleitungen und zwei Transformatoren der 110-/220-kV-Verbundnetzanbindung im Umspannwerk Mehrum übernehmen. Diese fiel dabei aus zunächst ungeklärter Ursache aus.

Die enercity-Netztechniker ermittelten inzwischen abschließend, dass eine Transformator-Schutzeinrichtung des Umspannwerks Mehrum fehlerhaft funktionierte und damit den Ausfall der Transformatoren im Umspannwerk verursachte. Das defekte Relais löste deutlich unterhalb des eingestellten Grenzwertes aus, weil ein darin befindlicher Kondensator durchgebrannt war.

Umspannwerk Mehrum

Relaishaus

Relaistafel mit ausgetauschtem Relais

Der Fehler konnte nur durch aufwändige Datenrecherchen, Messungen und zusätzliche Geräteprüfungen vor Ort identifiziert werden. Die Arbeiten in den Umspannwerken müssen bei gesichertem und ununterbrochenem Betrieb der Energieanlagen durchgeführt werden und sind deshalb zeitaufwändig. enercity-Netztechniker sichteten und überprüften unter anderem die Schutzgeräte in den Umspannwerken Lahe und Mehrum und tauschten Einzelkomponenten der Schutzgeräte zur Überprüfung im Labor aus, um den Fehler zu finden. „Die Fehlerquelle lag in einer der Transformator-Schutzeinrichtungen des Umspannwerkes Mehrum", teilt der Geschäftsführer der enercity Netzgesellschaft, Bernd Heimhuber, mit und erklärt weiter: „Die Transformator-Schutzeinrichtungen schützen die Transformatoren vor Überlastungen, Überhitzungen und Kurzschlüssen. Sie werden ordnungsgemäß alle zwei Jahre vollständig überprüft und gewartet, was bezogen auf die Regelwerksanforderungen deutlich über den Standards liegt (etwa Faktor 2 besser). Die Schutzeinrichtungen wurden zuletzt im Sommer 2010 turnusmäßig überprüft. Dabei arbeiteten alle Komponenten fehlerfrei."

„Der Gerätedefekt muss irgendwann im Zeitraum seit der letzten Schutzüberprüfung im Sommer 2010 eingetreten sein" erläutert Heimhuber. „Das defekte Relais in der Transformator-Schutzeinrichtung arbeitete durch den Kondensator Fehler in der Vergleichsschaltung nicht mehr entsprechend der eingestellten Kennlinie, sondern löste bereits deutlich unterhalb des eingestellten Grenzwertes aus." Der im Relais verbaute defekte Kondensator hatte nach jetziger Erkenntnis durch einen internen Durchschlag seine Kapazität verloren. „Einfach gesagt, der Kondensator im Relais ist durchgebrannt und hat deshalb nicht mehr korrekt funktioniert. Nach der Identifikation des defekten Bauteils, wurde das betroffene Relais direkt ausgetauscht.

Der gesamte Störungsablauf am 13. Juli 2011 stellt sich zusammenfassend wie folgt dar:

Grundlage für die Fehlbewertung in der Transformator-Schutzeinrichtung war der Ausfall des Blockes 2 im Gemeinschaftskraftwerk Hannover.

Dieser führte zu einer deutlichen Veränderung der Leistungsflüsse im Stromnetz Hannovers, insbesondere zu einem höheren Leistungsfluss über die beiden Transformatoren in Mehrum. Damit veränderten sich auch die von dem defekten Relais gemessenen Stromwerte erheblich. Sie wurden deutlich größer. Aufgrund des fehlerhaften Messwerte-/Kennlinienvergleichs im Relais ging dieses nachfolgend davon aus, dass in dem zu schützenden Transformatorbereich eine Überlastung oder ein Kurzschluss vorlag und löste die Abschaltung aus, obwohl der gesamte Transformatorbereich technisch völlig in Ordnung war und die Belastung noch unterhalb der eingestellten Strom-Grenzwerte lag. Die dann noch verbliebene Netzeinspeisung konnte die vorhandene Stromnachfrage im 110 kV Netz von Hannover allein nicht mehr abdecken, was um 22.34 Uhr zum Ausfall eines weiteren Blockes im Gemeinschaftskraftwerk Hannover, der die Versorgung allein nicht mehr sicherstellen konnte, führte. Nachfolgend kam – binnen Sekunden – die Gesamtversorgung zum Erliegen.

Bis zum Zeitpunkt dieser unglücklichen Verkettung zweier parallel auftretender technischer Defekte lief der Betrieb des enercity-Netzes sicher und zuverlässig. Die Versorgung des Netzgebietes wurde innerhalb von 30 Minuten zu etwa 70 Prozent und bis 23.55 Uhr (nach 81 Minuten) vollständig wieder hergestellt.

Die enercity Netzgesellschaft mbH legt großen Wert auf die Versorgungssicherheit. „Wir haben nicht nur das defekte Gerät ausgetauscht, sondern werden hinsichtlich möglicher Verbesserungen das Schutzkonzept für den Standort Umspannwerk Mehrum systematisch überprüfen. In diesem Zuge wird in erster Konsequenz der Inspektions- und Wartungsturnus für die Schutzgeräte der Verbundnetzübergabe in Mehrum von zwei auf ein Jahr erhöht", so Heimhuber. Darüber hinaus wird der bereits im Jahr 2009 begonnene und voraussichtlich Ende 2011 abgeschlossene Bau von zwei neuen städtischen 110 kV-Hochspannungsleitungen zum Umspannwerk Anderten zu einer weiteren Verbesserung der Versorgungssicherheit der Verbundnetzanbindung Hannovers beitragen und die Wahrscheinlichkeit solcher Großstörungen weiter absenken.

Zu Schadensersatzforderungen und Beschwerden von Kunden aufgrund des Stromausfalls erklärt Heimhuber: „Wir werden alle schriftlich bei uns eingegangenen Meldungen individuell prüfen und unseren Kunden zügig antworten".