Applikations-Beispiele für SIPROTEC-Schutzgeräte

TransformatorschutzSchaltgruppe: Spartrafo (YNyn0) ü = 3/2 (Übersetzungsverhältnis)Seite 2: w2 = 2NSeite 1: w1 = NSeite 2: Seite 1:⎛ I 2 A ⎞ ⎛ 2 −1−1⎞⎛ I 2 L 1⎞⎛ I1A⎞ ⎛ 2 −1−1⎞⎛ I1L1⎞⎜ ⎟ 1I 2 B 1 2 1⎜⎟ = 3⋅ ⎜− ⎟−⎜⎟ ⋅ ⎜ ⎟⎜ ⎟ 1I 2 L 2I11 2 1⎜⎟B⎜⎟ = 3⋅ ⎜− ⎟−⎜⎟ ⋅ ⎜ ⎟1I L 2⎜⎟⎝ I 2 C ⎠ ⎝ −1−12 ⎠ ⎝ I 2 L 3⎠⎝ I1C⎠ ⎝ −1−12 ⎠ ⎝ I1L3⎠I2L 1 =−IFI1L1= ü ⋅2 / 3⋅ IF = IFI 2L2= 0I1L2= 0I 2L3= 0I1L3= 0⎛ I 2 A ⎞ ⎛ −2⋅ I F + 0 + 0⎞⎛ I1A⎞ ⎛ 2 ⋅ I F + 0 + 0⎞⎡ 2I F ⎤⎜ ⎟I 2B⎜⎟ = 1⋅ ⎜⎟⎜ ⎟ 1+ +3I F 0 0I11 0 0⎜⎟B I F⎜⎟ = 3⋅ ⎜ ⎟− −⎜+⎟ = 1 ⎢ − I ⎥F3 ⎢ ⎥⎝ I 2 C ⎠ ⎝ I F + 0 + 0⎠⎝ I1C⎠ ⎝ −1IF + 0 −0⎠⎣⎢−IF ⎦⎥⎛ IDiff⎜IDiff⎜⎝ IDiff⎛ 2IF ⎞ ⎛ 2I⎞⎜ ⎟ −F ⎞⎜ ⎟3 3⎟ ⎜ I ⎟ ⎜ ⎟⎛ 0⎞F I= ⎜ − ⎟ +F ⎜ ⎟⎜ ⎟ = 0 keine Auslösung⎟ ⎜ 3 ⎟ ⎜ 3⎟ ⎜⎟⎠ I⎝ ⎠⎜ −F I 0⎟ ⎜F⎟⎝ 3 ⎠ ⎝ 3 ⎠ABCBild 9 Berechnung des Differentialstromes beim Spartrafo für einen externen FehlerSchaltgruppe: Spartrafo (YNyn0) ü = 3/2 (Übersetzungsverhältnis)Seite 2: w2 = 2NSeite 1: w1 = NVon beiden Seiten wird auf eine „virtuelle“ Seiteumgerechnet, auf deren Basis der Stromvergleichdurchgeführt wird. Im Falle der Vektorgruppe 0(wie sie beim Spartrafo immer vorliegt) geschiehtdies durch eine Einheitsmatrix. Die verwendetenMatrizen ergeben sich aus der Einheitsmatrixdurch die Subtraktion des Nullstromes von derMessung (entspricht 1/3 der Summe aller dreiPhasenströme). Dies ist notwendig, da eine Aufteilungdes Sternpunktstromes auf beide Seitendes Schutzobjektes nicht möglich ist.5.2 Einstellhinweise für Differentialschutz beiStromvergleich je SparwicklungSind auf den Zuleitungen zum Sternpunkt je PhaseStromwandler vorhanden (Erdungswicklung),so kann ein Knotenschutz je Phase realisiert werden.Stromübersetzungsverhältnisse und derenÄnderungen (Tap changes) wirken sich nicht aus,da hier die drei Eintrittstellen des Stromes gemessenwerden und die Endpunkte des KirchoffschenKnotens bilden.Ein derartiger Stromvergleich ist für Erdfehlerempfindlicher als der normale Differentialschutz(siehe Bild 11). Das ist deshalb interessant, weildiese Fehler bei Trafobänken die höchste Wahrscheinlichkeitbesitzen. Eine evtl. Ausgleichswicklungoder Tertiärwicklung darf bei dieser Anwendungnicht in den Schutz mit einbezogen werden,auch wenn sie herausgeführt und mit Stromwandlernversehen sein sollte, da diese nicht zumgeschützten (phasenselektiven) Knoten gehört.W=1=W 1+W 2W2275 kV= = 0,6875400 kVW 1=W-W 2= 1 - 0,6875 = 0,3125Seite 2: Seite 1:⎛ I 2⎜I 2⎜⎝ I 2ABCI 2 = 0L 1I 2 = 0L2I 2 = 0L3C⎞ ⎛ 2 −1−1⎞⎛ I 2⎟ 11 2 1⎟ = 3⋅ ⎜− ⎟−⎜⎟ ⋅ ⎜I 2⎜⎠ ⎝ −1−12 ⎠ ⎝ I 2⎛ I 2 A ⎞ ⎛ 0⎞⎜ ⎟I 2B⎜⎟ = 1⋅ ⎜ ⎟03 ⎜⎟⎝ I 2 ⎠ ⎝ 0⎠⎛ IDiff⎜IDiff⎜⎝ IDiffABCL 1L 2L 3⎞⎟⎟⎠⎛ I1⎜I1⎜⎝ I1⎞ ⎛ 2 −1−1⎞⎛ I1⎟ 11 2 1⎟ = 3⋅ ⎜− ⎟−⎜⎟ ⋅ ⎜I1⎜⎠ ⎝ −1−12 ⎠ ⎝ I1Bild 10 Berechnung des Differentialstromes bei einem internen FehlerABCI1 = ü ⋅2 / 3⋅ I = IL1F FI1 = 0L2I1 = 0L2⎛ I1⎜I1⎜⎝ I1ABC⎞ ⎛ 2 ⋅ I⎟ 11I⎟ = 3⋅ ⎜⎜−⎠ ⎝ −1I⎛ 2IF ⎞ ⎛ 2IF ⎞⎞⎜ ⎟ ⎜ ⎟3⎟ ⎜ I ⎟⎛ 0⎞3F ⎜ ⎟= ⎜ − ⎟ +⎟ ⎜ 3⎟ ⎜⎟ =⎜− I ⎟0F⎜ ⎟ Auslösung⎠ I ⎝ ⎠ ⎜ 30 ⎟⎜ −FI⎟ ⎜ −F⎟⎝ 3 ⎠ ⎝ 3 ⎠FFFL 1L 2L 3⎞⎟⎟⎠+ 0 + 0⎞⎡ 2I F ⎤⎟−0+ 0⎟ = 1 ⎢ − I ⎥F3 ⎢ ⎥+ 0 −0⎠⎣⎢−IF ⎦⎥Beispiel:Fehler in Wicklung W 2bei 50 %W F= 0,5 W 2= 0,34375I 1(W 1+W F)=I 3(W 2-W F)WI 3= I 1W+ W− W1 F2 F= 1909 , ⋅I1Differentialstrom bei dem 2-BeinDifferentialschutz nach Kap. 5.1I Diff= I 1(I 2=0)Differentialstrom bei dem 3-BeinDifferentialschutz (inkl. Erdwicklung)nach Kap. 5.2I Diff= I 1+ I 3= I 1+ 1,909 ⋅ I 1= 2,909 ⋅ I 1Bild 11 Erhöhung der Empfindlichkeit durch Verwendungvon phasenselektiven Erdungswicklungen164Siemens PTD EA · Applikationen für SIPROTEC-Schutzgeräte · 2005