Applikations-Beispiele für SIPROTEC-Schutzgeräte

Leitungsschutz im Übertragungsnetz 5. BerechnungsbeispieleDas Vorgehen bei der Einstellung einer normalenEinfachleitung ist in den Gerätehandbüchern anHand eines Beispiels erläutert. An dieser Stellewerden noch besondere Anwendungsfälle behandelt.5.1 Doppelleitung im geerdeten NetzDie Kopplung im Nullsystem erfordert eine eingehendeBetrachtung der Zoneneinstellung bei Erdfehlern.5.1.1 Allgemeines VorgehenEs wird empfohlen, zunächst die Staffelung derDistanzzonen für Phasenfehler festzulegen, ohneBerücksichtigung der Parallelleitungskopplung.Im zweiten Schritt werden dann die Zonenreichweitenfür Erdkurzschlüsse überprüft und ein passenderErdstromkompensationsfaktor gewählt.Der Einsatz der Parallelleitungskompensationmuss in Betracht gezogen werden, damit bei Erdkurzschlüssenein ausreichender Fernreserveschutzgewährleistet werden kann.5.1.2 Staffelung der Distanzzonen für PhasenkurzschlüsseDie Zonen sind gemäß den Grundregeln für Staffelpläneeinzustellen. Bei den Reservezonen ist dabeider parabelförmige Verlauf der Impedanz,abhängig vom Fehlerort, von Bedeutung.Bei der Reihenschaltung von Doppelleitungen ergebensich außerdem unterschiedliche Reichweitender Reservezonen, abhängig vom Schaltzustandund von der Einspeisung am Gegenende.Theoretisch betrachtet ergibt sich damit ein relativhoher Aufwand für die Erstellung des Staffelplansvon Doppelleitungen.In der Praxis wird in der Regel einfacher vorgegangen.Für die praktische Staffelung der zweitenZone kann die halbe Impedanz der folgenden Parallelleitungangesetzt werden (Doppelleitungfolgt auf Einfachleitung). Wir erhalten damit:Z2A = SF2⋅ ( ZA⋅B + 0, 5⋅ZB⋅C)Bei der dritten Zone ist entsprechend der gewähltenReserveschutz-Strategie zu staffeln. Eine füralle Schaltzustände selektive Staffelung führt zurelativ kurzen dritten Stufen, die kaum längerwerden, als die entsprechende 2. Stufe.Im Hoch- und Höchstspannungsnetz wird manversuchen, dass die dritte Stufe bei normalem Parallelleitungsbetriebdie folgende Doppelleitungabdeckt. In diesem Fall erhalten wir die Stufeneinstellung:( )Z = 11 , ⋅ Z + Z3A A⋅B B⋅CBei der Anregezone sollen die Folgeleitungen imungünstigsten Schaltzustand (Einfachleitung folgtauf Parallelleitung) im Schutzbereich liegen. Dafürist folgende Einstellung zu wählen:( )Z+ AA= 11 , ⋅ ZA−B + 2⋅ZB−CIn der Regel sind in den Zwischenstationen derDoppelleitung auch Einspeisungen vorhanden, diebei der Staffelung der Reservezonen zu berücksichtigensind. Dies wird mit dem folgenden Beispielveranschaulicht (siehe Bild 19):Doppelleitung.Einstellung des Distanzzonen für PhasenkurzschlüsseGegeben:100-kV-DoppelleitungLeitungsdaten:Konfiguration gemäßl 1 und l 2 = 150 km, l 3 und l 4 =80kmZ 1L '= 0,0185 + j 0,3559 Ω/kmZ 0L '= 0,2539 + j 1,1108 Ω/kmZ 0M '= 0,2354 + j 0,6759 Ω/kmP nat. = 518 MW je LeitungStromwandler: 2000/1 ASpannungswandler: 400/0,1 kVAufgabe:Berechnung der Zoneneinstellung für Relais D1.Lösung:Zur Vereinfachung wird bei der Kurzschlussberechnungnur mit X-Werten gerechnet:X L1 =X L2 = 0,3559 Ω/km · 150 km = 53,4 ΩX L3 =X L4 = 0,3559 Ω/km · 80 km = 28,5 ΩWir verwenden generell einen Staffelfaktor von85 %.Die Zonenreichweiten berechnen sich wie folgt:X 1 = 0,85 · 53,4 ΩFür die selektive Staffelung der 2. Stufe wird angenommen,dass die Parallelleitung L2 offen ist, dassaber von der Zwischeneinspeisung in B immermindestens die halbe Kurzschlussleistung ansteht.Es wird selektiv zum Ende der 1. Zone der Distanzrelaisder Folgeleitungen 3 und 4 gestaffelt.Das heißt, wir können etwa die halbe Leitungsimpedanzeinsetzen. Es ergibt sich damit eine vereinfachteErsatzschaltung.Für einen dreipoligen Fehler in C errechnen wirdie im Bild eingezeichneten Kurzschlussströme.Siemens PTD EA · Applikationen für SIPROTEC-Schutzgeräte · 2005 127