Applikations-Beispiele für SIPROTEC-Schutzgeräte

Leitungsschutz im Übertragungsnetz2.2 LadestromkompensationDie Ladestromkompensation ist eine Zusatzfunktionfür den Differentialschutz. Sie ermöglichteine Verbesserung der Empfindlichkeit, indem derdurch die Kapazitäten der Freileitung oder des Kabelsverursachte Ladestrom, der im eingeschwungenenZustand durch die verteilte Kapazität derLeitung fließt, kompensiert wird. Infolge der Kapazitätender Leiter gegen Erde und gegeneinanderfließen auch im störungsfreien Betrieb Ladeströme,die eine Differenz der Ströme an den Endendes Schutzbereiches hervorrufen. Insbesonderebei Kabeln und langen Leitungen können diekapazitiven Ladeströme beachtliche Werte erreichen.Sind die abzweigseitigen Wandlerspannungenan die Geräte angeschlossen, kann der Einflussder kapazitiven Ladeströme weitgehend rechnerischkompensiert werden. Es besteht die Möglichkeithier eine Ladestromkompensation zuaktivieren, die den tatsächlichen Ladestrom bestimmt.Bei zwei Leitungsenden übernimmt jedesGerät die Hälfte der Ladestromkompensation, beiM Geräten übernimmt jedes den Mten Teil. ZurVereinfachung zeigt Bild 6 ein einphasiges System.Für den ungestörten Betrieb können Ladeströmestationär als annähernd konstant angesehen werden,da sie nur von der Spannung und den Leitungskapazitätenbestimmt werden. OhneLadestromkompensation müssen sie daher bei derEinstellung der Empfindlichkeit des Differentialschutzesberücksichtigt werden. Mit Ladestromkompensationist eine Berücksichtigung an dieserStelle nicht notwendig. Mit der Ladestromkompensationwerden auch die stationären Magnetisierungsströmevon Querreaktanzen berücksichtigt.2.3 Gerichteter Erdkurzschlussschutz (67 N)Der Nullstrom wird als Messgröße verwendet. Gemäßseiner Definitionsgleichung ergibt die Summeder drei Phasenströme, d.h.3I 0 = I L1 + I L2 + I L3, den Nullstrom. Die Richtungsbestimmungerfolgt mit dem gemessenenStrom I E (= –3I 0), der mit einer ReferenzspannungU P verglichen wird.Die für die Richtungsbestimmung U P erforderlicheSpannung kann vom Sternpunktstrom I Y einesgeerdeten Transformatorsternpunktes abgeleitetwerden, vorausgesetzt, dass der Wandler zurVerfügung steht. Außerdem können sowohl dieNullspannung 3U 0 sowie der Sternpunktstrom I Yeines Wandlers für die Messung verwendet werden.Die Referenzgröße U P ist dann die Summeder Nullspannung 3U 0 sowie ein Wert, der proportionalzum Referenzstrom I Y ist. Dieser Wertbeträgt ca. 20 V für den Bemessungsstrom(Bild 7).Bild 6 Ladestromkompensation für eine 2-Enden-Leitung(einphasiges System)Die gerichtete Polarisation unter Verwendung desWandler-Sternpunktstroms ist unabhängig vonden Spannungswandlern und funktioniert daherzuverlässig während einer Störung im Sekundärstromkreisdes Spannungswandlers. Dies setztaber voraus, dass Erdkurzschlussströme zumindestüberwiegend über den Transformator gespeistwerden, dessen Sternpunktstrom gemessenwird.Zur Bestimmung der Richtung sind ein Mindeststrom3I 0 sowie eine Mindest-Verlagerungsspannung,die als 3U 0> eingestellt werden kann, erforderlich.Ist die Verlagerungsspannung zu gering,kann die Richtung nur dann bestimmt werden,falls sie mit dem Wandler-Sternpunktstrom gepoltwird und dieser Wert einen Mindestwert überschreitet,der der Einstellung I Y> entspricht. DieRichtungsbestimmung mit 3U 0 wird blockiert,falls über einen Binäreingang „Auslösen des Spannungswandler-Schutzschalters“gemeldet wird.Bild 7 Richtungskennlinie eines ErdfehlerschutzesSiemens PTD EA · Applikationen für SIPROTEC-Schutzgeräte · 2005 137