Applikations-Beispiele für SIPROTEC-Schutzgeräte

MotorschutzDer Erdfehlerschutz erfasst Erdfehler in der Ständerwicklungvon Dreiphasenmaschinen. Da Motorenüblicherweise direkt über eine Sammelschienean das Energienetz geschaltet sind (Sammelschienenschaltung)ist es wichtig zu erkennen, obder Erdschluss sich im Maschinenabzweig oderauf einem anderen Sammelschienenabzweig befindet.Bei geerdeten Netzen kann dies üblicherweise anhandder Höhe des Erdstromes eindeutig erkanntwerden. Bei einem Fehler in der Maschine fließtder gesamte vom Netz getriebene Erdkurzschlussstromüber die Messstelle des Schutzes. Die Maschinemuss schnellstmöglich vom Netz getrenntwerden um größere Schäden zu vermeiden. BeiNetzerdfehlern ist der erfasste Erdstrom im Wesentlichendurch die Maschinenkapazitäten bestimmtund damit erheblich kleiner, eine Auslösungdarf nicht erfolgen.In kompensierten, isolierten und niederohmig geerdetenNetzen sollte die Ausführung mit demempfindlichen Erdstromeingang und der EmpfindlichenErdfehlererfassung gewählt werden. Diehochempfindliche Erdfehlererfassung ersetzt danndie Erdstromstufe des Überstromzeitschutzes.Wegen ihrer hohen Empfindlichkeit ist sie nichtgeeignet zur Erfassung von Erdkurzschlüssen mitgroßen Erdströmen (über etwa 1,6 · I N an denKlemmen für empfindlichen Erdstromanschluss);hier ist der Überstromzeitschutz für Erdstrom einzusetzen.Ist der Betrag des Erdstromes ausreichend für dieBestimmung des Erdfehlers wird kein Spannungseingangbenötigt. Das 7SJ602 verfügt über einezweistufige Strom/Zeit-Kennlinie die mit den Beträgendes Erdstromes arbeiten. Sie sind daherdort sinnvoll, wo die Höhe des Erdstromes eineAussage über die Lage des Erdfehlers erlaubt. Dieskann z.B. der Fall sein, bei Maschinen an niederohmiggeerdeten Netzen (mit Erdstrombegrenzung).Bei Maschinen in Sammelschienenschaltung anisolierten Netzen, muss sichergestellt sein, dass dieNetzkapazität des vorgelagerten Netzes einen ausreichendgroßen Erdstrom liefert aber der Erdstromam Relaiseinbauort bei netzseitigen Erdschlüssenim Verhältnis klein ist. Anhand desBetrages des Erdstromes kann dann eine Entscheidungüber die Lage des Fehlerortes getroffen werden.Ist dies nicht der Fall, sollte an der Sammelschieneeine zusätzliche Erdstromerzeugungseinrichtunginstalliert werden. Diese erzeugt bei Erdschlusseinen definierten Erdstrom. Mit Hilfe der angeschlossenenVerlagerungsspannung kann danneine Richtungsentscheidung getroffen werden.Wird eine Belastungseinrichtung (Erdstromerzeugungseinrichtung)eingebaut, sollte auch nur diesebei der Auslegung der Einstellung angesetzt werden,um unabhängig von Schaltzuständen im Netzzu sein. Bei Maschinen in kompensierten Netzenwird eine Belastungseinrichtung und die Messungder Verlagerungsspannung immer empfohlen umeinen sicheren Erdschlussentscheid treffen zukönnen.2.5 KurzschlussschutzDie Aufgabe des Kurzschlussschutzes besteht darin,bei auftretenden Kurzschlüssen durch eineschnelle Abschaltung sowohl eine Ausweitung desSchadens am Motor (Zerstörung des Eisenpaketesusw.) zu verhindern als auch die Auswirkungenauf das Elektroenergiesystems mit den angeschlossenenVerbrauchern (Spannungsunsymmetrie,Spannungseinbrüche usw.) zu minimieren.Der Überstromzeitschutz im 7SJ602 kann sowohlals unabhängiger Überstromzeitschutz (UMZ) alsauch als stromabhängiger Überstromzeitschutz(AMZ) eingesetzt werden. Für AMZ-Schutz stehtwahlweise eine Reihe von in IEC 60255---3 definiertenKennlinien oder von in ANSI-Normendefinierten Kennlinien zur Verfügung. Den gewähltenÜberstromkennlinien kann eine HochstromstufeI>>, die immer mit stromunabhängigerKommandozeit arbeitet, überlagert werden.Darüber hinaus kann in den Phasenzweigen nocheine unverzögerte Schnellauslösestufe I>>> überlagertwerden. Dadurch lässt sich die Auslösekennlinieoptimal an das Anlaufverhalten einesMotors anpassen.Um bei stromstarken Fehlern in der Maschineschnell abschalten zu können verfügt das7SJ602 über eine spezielle Schnellauslösestufe.Die I>>>-Stufe muss sicher oberhalb des Einschaltstromesdes Motors eingestellt werden,damit nicht bereits eine Einschaltung des Motorszu einer Auslösung führt. Erfahrungswertezeigen, dass die Einschaltströme etwa das 1,5-bis 1,6-fache des Anlaufstromes betragen können.Die I>>-Stufe sollte oberhalb des Motoranlaufstromeseingestellt werden, damit sie nicht durchdiesen zur Auslösung kommt. Mit der VerzögerungszeitTI>> muss die Dauer des Einschaltstromesberücksichtigt werden. Da der Einschaltstromnur einige ms andauert, kann TI>> mit ca. 50 msgewählt werden.172Siemens PTD EA · Applikationen für SIPROTEC-Schutzgeräte · 2005