Applikations-Beispiele für SIPROTEC-Schutzgeräte

Transformatorschutz3.3.3 ÜberlastschutzDer thermische Überlastschutz verhindert einethermische Überbeanspruchung des zu schützendenTransformators. Beim 7UT6 sind zwei Methodender Überlasterfassung möglich: Überlastschutz mit thermischem Abbild nachIEC 60255–8, Heißpunktberechnung mit Ermittlung der relativenAlterungsrate nach IEC 60354.Von diesen beiden Methoden kann eine ausgewähltwerden. Die erste zeichnet sich durch einfacheHandhabung und eine geringe Zahl vonEinstellwerten aus; die zweite erfordert einigeKenntnisse über das Schutzobjekt und dessenUmgebung und Kühlung und benötigt die Kühlmitteltemperaturüber eine angeschlossene Thermobox.Die zweite Möglichkeit wird eingesetzt,wenn der Transformator an seiner Leistungsgrenzebetrieben wird, und über die Heißpunktberechnungdie relative Alterungsrate überwacht werdensoll. Für diese Anwendung wird der Überlastschutzmit thermischem Abbild ausgewählt, derauf die Oberspannungsseite wirken soll. Da dieUrsache der Überlastung normalerweise außerhalbdes Schutzobjektes liegt, ist der Überlaststromein durchfließender Strom. Das Gerät errechnetdie Übertemperatur gemäß einem thermischenEinkörpermodell nach der thermischenDifferentialgleichungdΘ1Θ= 1 I+ ⋅ ⋅ ⎛ ⎜t τ τ ⎝ Idth th N Obj⎞⎟⎠Die Schutzfunktion stellt somit ein thermischesAbbild des zu schützenden Objektes (Überlastschutzmit Gedächtnisfunktion) dar. Es wird sowohldie Vorgeschichte einer Überlast als auch dieWärmeabgabe an die Umgebung berücksichtigt.Das Ansprechen des Überlastschutzes wird alsMeldung ausgegeben.Hinweise zur Einstellung:Bei Transformatoren ist der Nennstrom der zuschützenden Wicklung maßgebend, den das Gerätaus der eingestellten Nennscheinleistung undNennspannung berechnet. Als Basisstrom für dieÜberlasterfassung wird der Nennstrom der demÜberlastschutz zugeordneten Seite des Hauptschutzobjektesherangezogen. Der Einstellfaktor kist durch das Verhältnis des thermisch dauerndzulässigen Stromes zu diesem Nennstrom bestimmt:kII= maxNObj2Der zulässige Dauerstrom ist gleichzeitig derStrom, bei dem die e-Funktion der Übertemperaturihre Asymptote hat. Die Voreinstellung von1,15 kann für die Oberspannungswicklung übernommenwerden.Zeitkonstante T bei thermischem Abbild:Die Erwärmungszeitkonstante T th für das thermischeAbbild ist vom Trafo-Hersteller anzugeben.Achten Sie darauf, dass die Zeitkonstante in Minuteneinzustellen ist. Häufig gibt es anders lautendeAngaben, aus denen sich die Zeitkonstanteermitteln lässt:Beispiel:t 6 Zeit; dies ist die Zeit in Sekunden, für die der6-fache Nennstrom der Trafowicklung fließendarf.τ thmin = 06 , ⋅t6Hat die Trafowicklung eine t 6 Zeit von 12 sτ thmin = 06 , ⋅ 12 s = 72 ,so ist die Zeitkonstante t auf 7,2 min einzustellen.3.3.4 ÜbererregungsschutzDer Übererregungsschutz dient zur Erkennungerhöhter Induktion in Generatoren und Transformatoren,insbesondere in Kraftwerk-Blocktransformatoren.Eine Erhöhung der Induktion überden Nennwert führt rasch zu einer Sättigung desEisenkerns und zu hohen Wirbelstromverlusten,die wiederum zu einer unzulässigen Erwärmungdes Eisens führen.Die Anwendung des Übererregungsschutzes setztvoraus, dass Messspannungen an das Gerät angeschlossensind. Der Übererregungsschutz misstden Quotienten Spannung/Frequenz U/f, der beivorgegebenen Abmessungen des Eisenkerns proportionalder Induktion B ist. Setzt man den QuotientenU/f in Relation zu Spannung und Frequenzunter Nennbedingungen des SchutzobjektesU NObj /f N , erhält man ein direktes Maß für dieInduktion bezogen auf die Induktion unter NennbedingungenB/B NObj. Alle konstanten Größenkürzen sich damit weg:BBNObjUUNObj U / f= =f UNObj/ ffNDurch diese relative Beziehung sind keinerlei Umrechnungennötig. Sie können alle Werte direktauf die zulässige Induktion bezogen angeben. DieNenngrößen des Schutzobjektes haben Sie demGerät 7UT613 bereits bei den Objekt- und Wandlerdatenbei der Einstellung des Differentialschutzesmitgeteilt.N150Siemens PTD EA · Applikationen für SIPROTEC-Schutzgeräte · 2005