Applikations-Beispiele für SIPROTEC-Schutzgeräte

MotorschutzSchutz eines Motors miteiner Leistung bis 200 kW 1. EinleitungAntriebsmaschinen spielen für das Funktioniereneines Produktionsprozesses häufig eine entscheidendeRolle. Schäden und Ausfälle von Motorenführen nicht selten auch zu Folgeschäden undProduktionsausfällen die in der Höhe die Reparaturkostendes Motors um ein Vielfaches übersteigen.Eine optimale Auslegung des Motorschutzesstellt sicher, dass Schäden in Folge von thermischerÜberlastung vermieden werden und es dadurchnicht zu einer Verringerung der normalenLebensdauer kommt. Bei auftretenden Kurz-,Erd- und Windungsschlüssen können Folgefehlerminimiert werden.Die Bandbreite bei Motoren reicht von kleinenNiederspannungsmotoren mit einigen wenigenkW bis hin zu Hochspannungsmotoren mit einigenMW. Für die Auslegung des Schutzsystemssollten die Leistungsgröße des Motors, die Bedeutungdes Antriebes für den technologischen Prozess,die Betriebsbedingungen und die Anforderungendes Motorherstellers zu Grunde gelegtwerden.Im Folgenden wird die Einstellung einesSIPROTEC-Schutzgerätes als Motorschutz amBeispiel eines Hochspannungsmotors (10 kV) beschrieben. 2. Die Aufgaben des MotorschutzesMotoren besitzen hinsichtlich ihrer Betriebsbedingungeneinige markante Besonderheiten. Diesesind für das Verständnis der vielfältigen Fehlerursachenwichtig und müssen bei der Auslegung desSchutzsystems berücksichtigt werden.2.1 Schutz des Stators vor thermischerÜberbeanspruchungDie vom Motor während des Betriebes aus demEnergienetz aufgenommene Leistung wird an derWelle als mechanische Leistung an die Arbeitsmaschineabgegeben. Die bei dieser Energieumwandlungin der Wicklung auftretende Verlustleistungist maßgeblich für die entstehenden Motortemperaturenverantwortlich. Die Verlustwärme ist dabeidem Quadrat des Stromes proportional. Derzeitliche Verlauf der Erwärmung des Motors wirddurch seine Wärmespeicherfähigkeit und dasWärmeabgabevermögen bestimmt und durch diethermische Zeitkonstante τ charakterisiert.Bild 1 Multifunktionsschutz SIPROTEC 7SJ602Insbesondere elektrische Maschinen sind durchlänger andauernde Überlastungen gefährdet. Einethermische Überlastung des Motors führt zu einerSchädigung der Isolierung und damit zu Folgefehlernbzw. Herabsetzung der Gesamtlebensdauerdes Motors. Diese Überlastungen können unddürfen durch einen Kurzschlussschutz nicht erfasstwerden da hier die möglichen Verzögerungszeitensehr kurz gewählt werden müssen.Der Überlastschutz verhindert eine thermischeÜberbeanspruchung des zu schützenden Motors.Das Gerät 7SJ602 erfasst wahlweise Beanspruchungenbereits vor Eintritt von Überlast (Überlastschutzmit vollständigem Gedächtnis = thermischesAbbild) oder erst nach Überschreiteneines parametrierbaren Anregestromes (Überlastschutzohne Gedächtnisfunktion). Überlastschutz ohne GedächtnisIm Falle der Wahl des Überlastschutzes ohneGedächtnis wird die Auslösezeit nach einereinfachen Formel berechnet. Vorbelastungenwerden nicht berücksichtigt da die Ströme nurerfasst werden, wenn diese größer als das 1,1-fache des Einstellwertes sind.35t =tI I −1⋅ 2 6IBfür I > 1,1 I B( / )tII Bt 6IBBAuslösezeitÜberlaststromparametrierter Schwellenwertparametrierter Zeitfaktor(t6-Zeit = Auslösezeit bei Anlegen des 6-fachendes parametrierten Schwellenwertes I B )Siemens PTD EA · Applikationen für SIPROTEC-Schutzgeräte · 2005 169LSP2731.tif