Applikations-Beispiele für SIPROTEC-Schutzgeräte

MotorschutzÜberlastschutz mit GedächtnisDas Gerät errechnet die Übertemperatur gemäßeinem thermischen Einkörpermodell nach einerthermischen Differentialgleichung. Dadurchkann die Vorlast mit allen Lastspielen richtigvom Gerät erfasst und ausgewertet werden. Einsolches thermisches Abbild lässt sich an dieÜberlastbarkeit des geschützten Betriebsmittelsoptimal anpassen.2.2 Schutz des Rotors vor thermischer ÜberlastungZu den vielfältigen Ursachen für die Entstehungstromverursachter Übertemperaturen bei Motorengehört schließlich eine unzulässig lange Anlaufzeitbzw. im Grenzfall die Blockierung desLäufers. Solche Zustände werden durch ein zugroßes mechanisches Gegenmoment hervorgerufen,wie es z.B. bei überschütteten Mühlen undBrechern oder überlasteten Zentrifugen usw.entstehen kannAnlaufzeitüberwachungDas Schutzgerät verfügt über eine Anlaufzeitüberwachung,die eine sinnvolle Ergänzung desÜberlastschutzes von elektrischen Maschinendarstellt. Die Auslösezeit ist stromabhängig. Damitwerden auch verlängerte Anlaufzeiten beiverringertem Anlaufstrom infolge von Spannungseinbrüchenbeim Zuschalten des Motorsrichtig bewertet. Die Anlaufzeitüberwachungwird beim Überschreiten eines einzustellendenStromwertes gestartet. Die Auslösezeit ist abhängigvom tatsächlichen gemessenen Anlaufstrom.Ist die zulässige Festbremszeit kleiner alsdie Anlaufzeit, so muss zusätzlich über einenBinäreingang die Drehzahl (Motor steht oderdreht sich) abgefragt werden.WiedereinschaltsperreDie Wiedereinschaltsperre verhindert eine Wiedereinschaltungdes Motors, wenn bei diesemAnlauf eine Überschreitung der zulässigen Läufererwärmungzu erwarten ist.Die Läufertemperatur eines Motors liegt im Allgemeinensowohl während des Normalbetriebsals auch bei erhöhten Lastströmen weit unterhalbseiner zulässigen Grenztemperatur. Dagegenwird bei Anläufen und damit verbundenenhohen Anlaufströmen der Läufer wegen seinerkleineren thermischen Zeitkonstanten thermischstärker gefährdet als der Ständer. Ein erneutesEinschalten des Motors muss verhindertwerden, wenn bei diesem Anlauf eine Überschreitungder zulässigen Läufererwärmung zuerwarten ist. Dies ist Aufgabe der Wiedereinschaltsperre.Da der Läuferstrom nicht direkt messbar ist,wird auf die Ständerströme zurückgegriffen, ausdenen die Läufertemperatur indirekt berechnetwird. Dabei wird davon ausgegangen, dass diethermischen Grenzwerte für die Läuferwicklungbei den vom Motorhersteller angegebenen Datenfür den Nenn-Anlaufstrom, die maximalzulässige Anlaufzeit und die Anzahl der zulässigenAnläufe aus kaltem (n k ) und aus betriebswarmen(n W ) Zustand gerade erreicht werden.Das Gerät berechnet daraus die für das thermischeLäuferabbild maßgeblichen Größen undgibt so lange einen Sperrbefehl, bis das thermischeAbbild des Läufers einen Wert unterhalbder Wiedereinschaltgrenze erreicht hat und somitein erneuter Anlauf zulässig wird. Solangeein Sperrbefehl ansteht, wird ein Einschaltenüber die integrierte Schaltersteuerung des Gerätesverhindert. Eine Rangierung des Sperrbefehlsder Wiedereinschaltsperre auf ein Kommandorelaisoder eine externe Verknüpfung mitder Schaltersteuerung ist in diesem Falle nichterforderlich. Wenn der Motor jedoch von eineranderen Stelle her eingeschaltet werden kann,muss ein Ausgangsrelais mit dem Sperrbefehlrangiert und dessen Kontakt in den Einschaltkreiseingeschleift werden.2.3 SchieflastschutzBeim Schutz von Motoren kommt dem Schieflastschutzeine besondere Bedeutung zu. UnsymmetrischeBelastungen erzeugen in Motoren einGegendrehfeld, welches mit doppelter Frequenzauf den Läufer wirkt. Auf der Oberfläche des Läuferswerden Wirbelströme induziert, welche zulokalen Übererwärmungen im Läufer führen.Bei Absicherung des Motors über Sicherungen isteine in der Praxis häufige Störung der Ausfall einerLeiterspannung. Der Ständerwicklung wirdbei diesem Störungsfall über die beiden ungestörtenLeiter die verkettete Spannung zugeführt.Durch den Motor wird je nach Belastung ein mehroder weniger kreisförmiges Drehfeld aufrechterhalten,so dass der Motor unter erhöhter Stromaufnahmeein ausreichendes Drehmomententwickeln kann.Ferner besteht die Gefahr einer thermischenÜberlastung bei unsymmetrischer Netzspannung.Schon kleine Spannungsunsymmetrien führenwegen der kleinen Gegenreaktanz zu großenSchieflastströmen.170Siemens PTD EA · Applikationen für SIPROTEC-Schutzgeräte · 2005