Applikations-Beispiele für SIPROTEC-Schutzgeräte

Maschinenschutz4.3 Schieflastschutz(ANSI 46)Unsymmetrische Strombelastungen der dreiStränge eines Generators führen im Rotor zur Erwärmungaufgrund des sich ausbildenden Gegendrehfeldes.Der Schutz erkennt eine unsymmetrischeBelastung von Drehstrommaschinen. Erarbeitet auf der Grundlage der symmetrischenKomponenten und bewertet das Gegensystem derStrangströme. Die thermischen Vorgänge werdenim Algorithmus berücksichtigt und führen zur abhängigenCharakteristik. Außerdem wird dieSchieflast von einer unabhängigen Warn- undAuslösestufe ausgewertet, die durch Verzögerungsgliederergänzt werden.EinstellhinweiseThermische KennlinieDie Maschinenhersteller geben die zulässigeSchieflast durch folgende Formel an:tzult zulKI 2/I NK=2⎛ I2⎞⎜ ⎟⎝ I ⎠N= maximal zulässige Einwirkdauerdes Inversstromes I 2= Unsymmetriefaktor(Konstante der Maschine)= Schieflast (Verhältnis Inversstron I 2 zuNennstrom I NDer Unsymmetriefaktor ist maschinenabhängigund stellt die Zeit in Sekunden dar, die der Generatormit 100 % Schieflast maximal belastet werdendarf. Der Faktor liegt überwiegend in derGrößenordnung zwischen 5 s und 30 s. Mit demÜberschreiten der zulässigen Schieflast (Wert desdauernd zulässigen Inversstromes) wird begonnen,die Erwärmung des zu schützenden Objektesim Gerät nachzubilden. Es wird dabei fortlaufenddie Strom-Zeit-Fläche berechnet und somit werdenunterschiedliche Belastungsfälle korrekt berücksichtigt.Hat die Strom-Zeit-Fläche ((I 2/I N) 2 · t)den Unsymmetriefaktor K erreicht, wird über diethermische Kennlinie ausgelöst.Die Einstellmöglichkeiten und die Beispiel-Einstellungzeigt die Tabelle 6.ParameterDauernd zulässigeSchieflastVerzögerungszeit derWarnstufeEinstellmöglichkeitenEinstellung3,0 bis 30,0 % 8,6 %0 bis 60,0 s; ∞ 10,0 sUnsymmetriefaktor K 2,0 bis 100,0 s; ∞ 11 sAbkühlzeit desthermischen Modells0 bis 50000 s 1500 sAnregestrom I 2 >> 10 bis 100 % 51,4 %Verzögerungszeit T I 2 >> 0 bis 60,0 s; ∞ 3,0 sTabelle 6 Parameterübersicht für den Schieflastschutz4.4 Untererregungsschutz(ANSI 40)Der Schutz verhindert Schäden durch Außertrittfalleninfolge von Untererregung. Aus Generatorklemmenspannungund -strom wird der komplexeLeitwert berechnet. Die Schutzfunktion bietetdrei Kennlinien zur Überwachung der statischenund der dynamischen Stabilität. Über einen Messumformerkann die Erregerspannung eingekoppeltund bei Ausfall eine schnelle Reaktion desSchutzes durch Timerumschaltung erreicht werden.Die Geradenkennlinien ermöglichen eineoptimale Anpassung des Schutzes an das Generatordiagramm.Aus der Per-Unit-Darstellung desDiagramms lassen sich direkt die Einstellwerte ablesen.Für die Berechnung der Größen werden dieMitsysteme der Ströme und Spannungen herangezogen,wodurch korrekte Arbeitsweise auch beiunsymmetrischen Verhältnissen gewährleistetwird.EinstellhinweiseDie Auslösekennlinien des Untererregungsschutzessetzen sich im Leitwertdiagramm aus Geradenzusammen, die jeweils durch ihren Blindanteil derAdmittanz 1/xd und ihren Neigungswinkel α definiertsind.Die Tabelle 7 präsentiert die Einstellungen für diesesApplikationsbeispiel.ParameterEinstellmöglichkeitenAnregeschwelle 1/xd Kennlinie 1 0,25 bis 3,0 0,37Kennlinienneigung Kennlinie 1 50 bis 120 ° 80 °Verzögerungszeit Kennlinie 1 0 bis 60,0 s; ∞ 10,0 sAnregeschwelle 1/xd Kennlinie 2 0,25 bis 3,0 0,33Kennlinienneigung Kennlinie 2 50 bis 120 ° 90 °Verzögerungszeit Kennlinie 2 0 bis 60,0 s; ∞ 10,0 sAnregeschwelle 1/xd Kennlinie 3 0,25 bis 3,0 1,0Kennlinienneigung Kennlinie 3 50 bis 120 ° 100 °Verzögerungszeit Kennlinie 3 0 bis 60,0 s; ∞ 1,5 sTabelle 7 Parameterübersicht für den UntererregungsschutzVoreinstellungSiemens PTD EA · Applikationen für SIPROTEC-Schutzgeräte · 2005 199