(n-1) - Regel

In der elektrischen Energietechnik wird die (n-1)-Regel im Bereich von vermaschten Stromnetzen, Umspannwerken oder Kraftwerken angewendet, um bei Ausfall, Störung oder Abschaltung eines Betriebsmittels den Gesamtbetrieb des Stromversorgungsnetzes aufrechtzuerhalten. Zu den Betreibsmitteln gehören Leistungstransformatoren, Kraftwerksgenerators, Übertragunsgleitungen und DC-Konvertern.

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Das (n – 1)-Prinzip muss für die maximale Höchstlast erfüllt sein, bei einer geringeren Auslastung können auch höhere Stufen wie n – 2 erreicht werden. Im Rahmen der Betriebsführung dient die (n – 1)-Regel als wesentliches Kriterium zur Engpassdetektion und wird von den Übertragungsnetzbetreibern in Simulationsrechnungen zur Abschätzung der Folgen bei Topologieänderungen in vermaschten Stromnetzen durchgeführt, beispielsweise vor einer konkreten Schalthandlung in einem Umspannwerk.

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In Übertragungsnetzen sind Freileitungen für Höchstspannung in vielen Fällen als sogenanntes Doppelsystem ausgeführt: Auf dem Freileitungsmast befinden sich zwei Drehstromsysteme (mit jeweils drei Leiterseilen), welche im sicheren Netzzustand in den Umspannwerken parallel geschaltet werden. Damit können im Normalbetriebsfall die Übertragungsverluste reduziert werden, jede Leitung wird in diesem Betriebsfall unter 50 % der Nennleistung betrieben. Kommt es auf einem Drehstromsystem zu einem Ausfall, beispielsweise durch einen Erdschluss oder in Folge einer Kurzunterbrechung, kann das verbleibende Leitersystem den kompletten Lastfluss übernehmen, ohne dass es zu einer Überschreitung der zulässigen Grenzwerte kommt. Dadurch wird ein Stromausfall für die Verbraucher vermieden.

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Bei Anwendung der (n – 1)-Regel kommt es auf die Bewertung an: Doppelte Drehstromsysteme versagen, wenn beispielsweise infolge extremer Wetterereignisse im Winter, wie im Münsterländer Schneechaos im Jahr 2005 mit hoher Eislast, viele Strommasten zusammenbrechen und dadurch beide Drehstromsysteme einer Freileitung zeitgleich ausfallen. Dies ist in strahlenförmig aufgebauten Stromversorgungsnetzen besonders kritisch, da damit unmittelbare und großräumige Stromausfälle verbunden sind.

 

In vermaschten Netzen, wo der Leistungsfluss über anders geführte und hinreichend dimensionierte Leitungen übertragen werden kann, kann die (n – 1)-Regel auch bei Ausfall einer Doppelleitung erfüllt sein.

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