Netzimpedanzen

Netzimpedanzen bezeichnet in der elektrischen Energietechnik die Impedanz des elektrischen Netzes, wie sie dem betrachteten Netzpunkt gegenübersteht. Sie umfassen die Widerstände und Reaktanzen der Leitungen, Transformatoren, Kabel und anderer Bauteile sowie die Wechselwirkung durch die Netzgeometrie und Lastverteilung. In der Netztheorie wird das Netz häufig durch eine Thevenin-Äquivalenz beschrieben, bei der V_th eine komplexe Wechselspannungsquelle und Z_th die Impedanz des Netzes hinter dem betrachteten Knoten darstellt. Die Netzimpedanz bestimmt maßgeblich Spannungsabfälle, Kurzschlussströme und das dynamische Verhalten des Netzes bei Änderungen von Last und Erzeugung.

Zur Modellierung werden Netzimpedanzen oft als Matrix oder als dreiphasiges Äquivalent einer Sequenzimpedanz dargestellt. In dreiphasigen Netzen werden positive, negative und Null-Sequenz-Impedanzen Z1, Z2, Z0 verwendet, um symmetrische und unsymmetrische Störungen zu analysieren. In der Praxis erfolgt die Darstellung häufig in Per-Unit-Notation auf Basis von Bemessungssätzen (S_base, V_base), was eine einfache Skalierung zwischen verschiedenen Netzebenen ermöglicht.

Anwendungsbereiche sind Kurzschlussberechnungen, Spannungsregelung, Schutzkoordination und Netzstabilität. Die Netzimpedanz beeinflusst die Größe der Kurzschlussströme, die Spannungsabfälle entlang von Leitungssystemen und die Reaktion von Schutzrelais. Mess- und Planungsdaten, Netzpläne sowie Messungen von Leistungsfluss und Netzqualität dienen der Bestimmung der Netzimpedanz zu bestimmten Betriebszuständen. Da sie frequenzabhängig, netzkonfigurationsabhängig und lastabhängig ist, verändert sich Z_N mit dem Betrieb des Netzes; daher erfolgt oft eine zeitabhängige oder zustandsbasierte Modellierung.