Applikations-Beispiele für SIPROTEC-Schutzgeräte

TransformatorschutzDas Gerät benötigt folgende Angaben über dasSchutzobjekt: Die primäre Nennspannung U N in kV (verkettet) Die sekundäre Nennspannung U N in kV (verkettet) Die Nennscheinleistung, welche beim Spartrafofür beide Seiten gleich ist.Mit der Einstellung „Spartrafo“ in der Konfigurationwird automatisch festgelegt, dass keine Schaltgruppendrehungvorgenommen (Phasewinkel 0°zwischen Ober- und Unterseite) sowie die Nullstromeliminationauf beiden Seiten durchgeführtwird.Bei Transformatoren sind im Allgemeinen beidurchfließendem Strom die auf der Sekundärseiteder Stromwandler gemessenen Ströme nichtgleich, sondern werden von der Übersetzung deszu schützenden Transformators sowie den Nennströmender Stromwandler bestimmt. Um dieStröme vergleichbar zu machen, müssen sie dahererst angepasst werden. Diese Anpassung geschiehtbei 7UT613 rechnerisch. Externe Anpassungsmittelsind daher normalerweise überflüssig (häufigeAusnahme: Tertiärwicklung mit kleinerer Nennscheinleistung).Die digitalisierten Ströme werdenjeweils auf die Transformator-Nennströme umgerechnet.Hierzu werden dem Schutzgerät dieTransformator-Nenndaten, also Nennscheinleistung,Nennspannungen, und die primären Nennströmeder Stromwandler eingegeben.Bild 8 zeigt ein Beispiel für die Betragsanpassung.Aus der Nennscheinleistung des Transformators(200 MVA) und den Nennspannungen der Wicklungen(400 kV und 220 kV) errechnen sich dieprimären Nennströme der beiden Seiten S1(288,7 A) und S2 (525 A). Da die Stromwandler-Nennströme von diesen Trafo-Nennströmenabweichen, werden die sekundären Ströme mitden Faktoren k1 und k2 multipliziert. Die dritteWicklung (S3) dagegen ist nur für 12 MVA dimensioniert(z.B. als Eigenbedarfswicklung). DerNennstrom dieser Wicklung (= Seite des Schutzobjektes)beträgt daher 346 A. Für den Differentialschutzmuss jedoch mit vergleichbaren Strömenentsprechend den Übersetzungsverhältnissen dereinzelnen Seiten des Trafos gerechnet werden.Deshalb muss für die dritte Wicklung ebenfalls dieNennleistung des Schutzobjektes von 200 MVA zuGrunde gelegt werden. Diese ergibt einen rechnerischenNennstrom (hier Strom unter Nennbedingungendes Schutzobjektes, d.h. bei 200 MVA)von 5773,5 A. Dies ist die Bezugsgröße für dieStröme der dritten Wicklung. Die Ströme werdenalso mit dem Faktor k3 multipliziert. Diese Betragsanpassungnimmt das Gerät auf Basis der eingestelltenNennwerte selbsttätig vor.Schaut man in die technischen Daten des 7UT612/613 so ist ein zulässiges Verhältnis 0,25 < k < 4für Phasenströme angegeben. D.h. im Falle derWicklung 3, hat k3 ein unzulässig kleines Verhältnis.Hier ist ein Anpasswandler vorzusehen, um inden zulässigen Bereich zu kommen. Er sollte sodimensioniert sein, dass der Anpassfaktor knappüber dem minimalen Wert von 0,25 zu liegenkommt. Im vorliegenden Fall könnte man alsonehmen:n > 0,25 / (400 A / 5773,5 A) = 3,6, z.B. n=4.U N= 400 kVS N = 200 MVAU N = 220 kVINT1I NT2I NT3=S N3 ⋅UNBild 8 Beispiel eines Spartrafos für die BetragsanpassungZusammen mit der Information Spartrafo ist dasSchutzgerät nun in der Lage, einen Stromvergleichdurchzuführen. Im folgenden Beispiel soll dasPrinzip erläutert werden (siehe Bilder 9 und 10):k1300 A= = 104 ,288,7 AAk 3 = 4005773 5 A= 007 ,,U N =20kVS N = 12 MVAk2600 A= = 114 ,524,9 A200 MVA== 288, 7 A→ INCT1= 300 A3 ⋅ 400 kV200 MVA== 524, 9 A→ I NCT2 = 600 A3 ⋅ 220 kV12 MVA== 346 A→ I NCT3 = 400 A3 ⋅ 20 kVI N obj1 = I NT1 = 288,7 AI N obj2 = I NT2 = 524,9 AI N obj3 = 200 MVA= 5773,5 A3 ⋅ 20 kVSiemens PTD EA · Applikationen für SIPROTEC-Schutzgeräte · 2005 163