Das Hager Netzentkupplungsrelais EU400 entspricht den Bedingungen für den zentralen NA-Schutz nach VDE-AR-N 4105:2018-11 in Eigenerzeugungsanlagen für die Einspeisung ins Niederspannungsnetz. Für diese Anwendungsregel wurden in Programm 2 des Geräts entsprechende Parameter hinterlegt sowie die Überwachung des Kuppelschalters und der Schutz von Parametern entsprechend angepasst.
VDE-AR-N 4105 sowie VDE-AR-N 4110
TAR Niederspannung und TAR Mittelspannung
Anforderungen für den Anschluss und Betrieb von Erzeugungsanlagen an das Niederspannungsnetz sowie Mittelspannungsnetz.

VDE-AR-N 4105 und VDE-AR-N 4110:
Die aktuellen Anwendungsregeln ...
- fassen die wesentlichen Gesichtspunkte zusammen, die beim Anschluss von Erzeugungsanlagen an das öffentliche Nieder- und Mittelspannungsnetz des Netzbetreibers zu beachten sind.
- dienen gleichermaßen dem Netzbetreiber, dem Hersteller wie auch dem Errichter als Planungsunterlage und Entscheidungshilfe. Außerdem erhält der Betreiber wichtige Informationen zum Betrieb solcher Anlagen.
- sind anzuwenden für Erzeugungsanlagen und Energiespeicher, die neu an das Versorgungsnetz angeschlossen werden, sowie bei der Erweiterung oder Änderung bestehender Anlagen.
- Für einen bestehenden, unveränderten Teil der elektrischen Anlage gibt es seitens dieser VDE-Anwendungsregeln keine Anpassungspflicht, sofern eine sichere und störungsfreie Stromversorgung sichergestellt ist.
- dienen vordergründig der Netzstützung. Hiermit soll Netzinstabilität gesichert und Netztrennung verhindert werden, da ungewollte Abschaltung als Folge von Spannungseinbrüchen oder Spannungserhöhungen die Versorgungssicherheit gefährdet.
- sind gültig für Photovoltaikanlagen, KWK-Erzeugungsanlagen, Energiespeicher, Wind- und Wasserkrafterzeugungseinheiten, Stirlinggeneratoren, Brennstoffzellen und direkt mit dem Netz gekoppelte Asynchrongeneratoren mit einer Summenwirkleistung (Σ PAmax) bis 950 kW, wobei die VDE-AR-N 4105 die Anforderungen für Anlagen bis 135 kW unabhängig von der Spannungsebene am Nieder- bzw. Mittelspannungsnetz beschreibt. Für Erzeugungsanlagen und Energiespeicher mit einer Wirkleistung (Σ PAmax) zwischen 135 kW und 950 kW ist die Erfüllung der Anforderungen der VDE-AR-N 4110 (ehemals BDEW-Richtlinie) nachzuweisen.
Erzeugungsanlagen
nach VDE AR-N 4105
Bei Erzeugungsanlagen wird zwischen Asynchrongeneratoren (ASG) vom Typ 2 und Synchrongeneratoren (SG) vom Typ 1 unterschieden. Nach der Norm ist es zulässig, Erzeugungsanlagen vom Typ 2 mit einer maximalen Wirkleistung (Σ PAmax) < 135 kW und einer zusätzlich synchronen Wirkleistung vom Typ 1 zu betreiben (siehe Abbildung).

Erzeugungsanlagen nach VDE AR- N 4110
- Zusatzraum:
Einbauplatz für: Datenlogger / Direktvermarkterschnittstelle, Netzwerktechnik, Fernwirktechnik / EZA-Regler - Netzanschluss:
- Abgang zur vorhandenen elektrischen Anlage und zum öffentlichen Netz (Überschusseinspeisung)
- NS-Netz --> Trafo --> MS-Netz Übergabestation - Netzausfall-Pufferung:
Nach Norm 8h-Netzausfall Pufferung von ÜKS und ZKS - Übergeordneter Entkupplungsschutz (ÜKS):
- Netz- und Anlagenschutz opt. mit QU-Schutz (Woodward Relais)
- Kuppelschalter als Leistungsschalter mit Unterspannungsauslöser ohne automatische Zuschaltung
- Normanforderung: 8 h Überbrückungszeit für Hilfsspannungsversorgung (VNB-Anforderung kann abweichen)
- Prüfklemmleiste nach AR-N 4110
- Zwischengelagerter Entkupplungsschutz (ZKS):
- Netz- und Anlagenschutz (EU400)
- Kuppelschalter als Lasttrennschalter Unterspannungsauslöser und automatischer Zuschaltung
- Normanforderung: 5 s Überbrückungszeit für Hilfsspannungsversorgung (wenn ÜKS mit in Anlage integriert, dann meist Überbrückungszeit wie ÜKS)
- Prüfklemmleiste nach AR-N 4110 - Wechselrichter Einspeisung:
Wechselrichter 7 Stück á 100 kW Einspeisung über NH-Sicherungslasttrennschalter
VDE-AR-N 4105 und VDE-AR-N 4110
Hager Systemlösungen zur Einhaltung der Normen
Netz- und Anlagenschutz / NA-Schutz:
eine wesentliche Anforderung der Anwendungsregeln
Der zentrale Netz- und Anlagenschutz wird laut Norm für Erzeugungsanlagen mit einer maximalen Scheinleistung (Σ SAmax) > 30 kVA gefordert. Dieser ist – sofern keine Ausnahme vorliegt – im Verteilerfeld des zentralen Zählerplatzes zu installieren.
Dieser Schutz kann beispielsweise mit dem Hager Netzentkupplungsrelais EU400 erreicht werden. Das Gerät überwacht Spannung und Frequenz in Dreh- und Wechselstromnetzen und wirkt direkt auf den zentralen Kuppelschalter (z. B. Schütz, Leistungsschalter mit Motorantrieb) und im Fehlerfall direkt auf den Wechselrichter.
Das Relais löst aus, wenn definierte Grenzwerte einer Spannungs- oder Frequenzsteigerung überschritten bzw. unterschritten werden. Die Grenzwerte für verschiedene Anwendungen sind voreingestellt. Sie können – soweit zulässig – einfach geändert werden. Mit einem 2-stufigen Test können beide Auslösekreise getrennt geprüft und die Schaltzeit angeschlossener Kuppelschalter ermittelt werden. Zudem kann mit dem Standby-Eingang E1-E2 eine Fernabschaltung realisiert werden (beispielsweise mit einem Rundsteuerempfänger).

Unterscheidung der Netzankopplung
Das Gerät EU400 ist zweikanalig einfehlersicher ausgeführt und erfüllt damit die aktuellen Forderungen. Bei aktivierter Überwachung des angeschlossenen Schalters schaltet das Gerät bei einem erkannten Abschaltfehler nicht wieder ein; bei Einschaltfehlern werden Wiedereinschaltversuche unternommen, um so für eine erhöhte Verfügbarkeit der Anlage zu sorgen.
Kuppelschalter für den Anschluss der Erzeugungsanlage
an das Versorgungsnetz
Für den Anschluss der Erzeugungsanlage an das Versorgungsnetz des Netzbetreibers ist ein Kuppelschalter zu verwenden. Der Kuppelschalter wird vom NA-Schutz (Netz- und Anlagenschutz) angesteuert und löst automatisch aus, wenn mindestens eine Schutzfunktion anspricht.
Folgende Kriterien sind bei der Installation zu beachten:
- Als Kuppelschalter kann ein zentraler Kuppelschalter (z.B. Schütz, Leistungsschalter) oder die zertifizierten Schalteinrichtungen der einzelnen Erzeugungseinheiten (integrierter Kuppelschalter) verwendet werden.
- AR-N 4105: Bei Erzeugungsanlagen mit einer Scheinleistung (Σ SAmax) ab 30 kVA ist ein zentraler NA-Schutz (Netzentkupplungsrelais) gefordert.
Die Schutzeinrichtung, bestehend aus Netzentkupplungsrelais und Kuppelschalter, muss zur dynamischen Netzstützung ausgelegt sein und unverzögert, im Rahmen der FRT-Grenzkennlinie (Fault-Ride-Through), auslösen.
- AR-N 4110: Die Schutzeinrichtung an den EZE (zwischengelagerter Schutz), bestehend aus Netzentkupplungsrelais und Kuppelschalter, muss im Falle eines Netzausfalls die Schutzfunktion 5 s durch eine Hilfsenergieversorgung überbrücken und darf nicht vorzeitig abschalten. Der übergeordnete Entkupplungsschutz inkl. aller Kommunikations-, Schutz-, Sekundär- und Hilfseinrichtungen muss einen Netzausfall von 8 h überbrücken. Für diese Zeit müssen nach Anwendungsregel auch drei komplette Schaltfolgen durch die Hilfsenergieversorgung durchführbar sein. Wenn der übergeordnete Kuppelschalter niederspannungsseitig sitzt, kann durch Freigabe des VNB auf die drei Schaltfolgen verzichtet werden, da eine Zuschaltung nur bei wieder anliegendem Versorgungsnetz möglich ist und der übergeordnete NA-Schutz eine Zuschaltung zulässt.
Netzsicherheitsmanagement / Einspeisemanagement
zur Leistungsreduzierung
Zur Vermeidung von Netzüberlast müssen Erzeugungsanlagen in ihrer Wirkleistung beschränkt werden. Dies kann wie folgt geschehen:
- Erzeugungsanlagen bis 30 kWp können sich wahlweise am Netzsicherheitsmanagement / Einspeisemanagement beteiligen oder ihre Einspeiseleistung dauerhaft auf 70% der Erzeugungsleistung beschränken.*
- Anlagen über 30 kWp müssen über eine ferngesteuerte Leistungsreduzierung verfügen.
- Bei Anlagen über 100 kWp ist der Abruf der Ist-Einspeiseleistung gefordert.
Eine Steuerleitung vom NA-Schutz bzw. Netzsicherheitsmanagement zur Erzeugungsanlage ist zu empfehlen.
* 70-Prozent-Regel
Konkret bedeutet diese Forderung, dass Anlagenbetreiber, die nicht am Einspeisemanagement teilnehmen, dauerhaft höchstens 70% der installierten Leistung einspeisen dürfen. Um 100% der Leistung dauerhaft einspeisen zu dürfen, benötigt man ein Einspeisemanagement und einen Rund-Steuer-Empfänger zur Abregelung durch den VNB (siehe Abbildung).
Normgerechte
Energieverteilung
Für alle Anforderungen: Hager Elektroverteiler gibt es als volta Kleinverteiler, vector Kleinverteiler, univers Verteilerschränke sowie unimes H wie Hochstromsystem. Sie sind als Wand-, Stand, und Anreihstandschränke in vielen Abmessungen und Varianten in den Schutzarten IP41 bis IP65 erhältlich.

Maßnahmen zur Netzstützung
nach Anwendungsregel
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Dynamische Netzstützung nach VDE-AR-N 4105
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Netzausfallsicherheit nach VDE-AR-N 4110
Auslegung der Anlagen
nach Anwendungsregel
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Direkt- und Wandlermessungen nach VDE-AR-N 4105
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VDE-AR-N 4110
Hager Tipp 45
Hager Systemlösungen zur Einhaltung der VDE-AR-N 4105:2018-11 „Erzeugungsanlagen am Niederspannungsnetz“.