Applikations-Beispiele für SIPROTEC-Schutzgeräte

Leitungsschutz im VerteilungsnetzDie im 7SD610 implementierte Differentialschutzfunktionverwendet zwei Algorithmen,um die Forderung nach Schnelligkeit und Empfindlichkeitzu erfüllen. Das Ladungsvergleichsverfahrenintegriert über ein kurzes Zeitintervalldie gemessenen Ströme auf und vergleicht dieLadungswerte an beiden Enden. Dieses einfacheVerfahren erlaubt es, stromstarke Fehler in kürzesterZeit zu detektieren.Dieser grobe Algorithmus wird durch ein wesentlichempfindlicheres Vektorvergleichsverfahrenergänzt. Bei diesem werden zu jedem Abtastzeitpunktdie Stromvektoren pro Phase beider Gerätenmiteinander verglichen. Insbesondere wirdhierbei für jeden Messwert eine Fehlerbetrachtungdurchgeführt. Diese berücksichtigt auf Basis derhinterlegten Wandlerdaten den Fehler des Strommesswertes.Darüber hinaus werden die Signallaufzeitder Messwerttelegramme vom Partnergerätsowie der Ladestrom des Kabels in die Fehlerbetrachtungmit einbezogen. Schließlich kannjedes Schutzgerät entscheiden, ob der eigene(direkt gemessene) Stromwert mit dem per Telegrammüber die Wirkschnittstelle erhaltenenMesswert der Gegenseite unter Berücksichtigungaller Fehler für Betrag und Phase übereinstimmen.Sollte dies nicht der Fall sein, muss ein weiterer(Fehler-)strom für die Differenz verantwortlichsein und der 7SD610 entscheidet auf Auslösung.Auf die klassische Kennliniendarstellung übertragen,bedeutet dies, dass der Stabilisierungsstromnicht einfach als Summe der Beträge der an beidenEnden gemessenen Ströme gebildet wird, sondernals Summe der oben beschriebenen Fehler plusder Mindestansprechschwelle I DIFF>, die in einenStromanteil umgerechnet werden. Eine Schutzauslösungerfolgt in dem Moment, in dem derDifferentialstrom größer gleich dem adaptiv gebildetenStabilisierungsstrom ist.Bild 3 Ansprechkennlinie des DifferentialschutzesUm einen sicheren Betrieb des Differentialschutzsystemszu gewährleisten, müssen die eingesetztenStromwandler folgenden Anforderungen entsprechen:1. Bedingung:Stromwandler dürfen bei maximal durchfließendemKurzschlussstrom stationär nicht gesättigtsein.Kd maxn'≥ I I Nprim2. Bedingung:Der Betriebsüberstromfaktor n' muss min. 30sein oder eine sättigungsfreie Zeit t' AL von min¼ Periode ist gewährleistetn' ≥ 30 oder t' AL ≥ ¼ Periode3. Bedingung:max. Verhältnis der primären Nennströme derStromwandler an den Enden des SchutzobjekteszueinanderIprimmax ≤ 8Iprim min2.2 ReserveschutzfunktionenWie bei modernen, digitalen Schutzgeräten üblich,bietet auch der 7SD610 eine Palette an weiterenSchutz- und Zusatzfunktionen, die ihn annahezu alle Einsatzfälle flexibel anpassbar machen.Jedoch muss sich der Anwender bei Einsatz dieserFunktionen der fehlenden Hardwareredundanzbewusst sein! Daher sollte zumindest ein weitererseparater Kurzschlussschutz installiert werden. Jenach Spannungsebene und/oder Wichtigkeit derLeitung kann dies ein separates Distanzschutz-(7SA6) oder ein UMZ-Schutzrelais (7SJ6) sein.Der im 7SD610 enthaltene Überstromzeitschutzsollte daher nur als Reserveschutz gegen externeFehler im Netz außerhalb des Differentialschutzbereichesgenutzt werden.2.2.1 ÜberstromzeitschutzPer Parametrierung kann festgelegt werden, obder im 7SD610 enthaltene dreistufige Überstromzeitschutz(ANSI 51) als eigenständige Schutzfunktion(Reserveschutz) permanent arbeiten,oder nur bei Ausfall der Kommunikationsverbindungals Notfunktion aktiviert werden soll.Wie oben erwähnt, sollte aber bei Einsatz der Reserveschutzfunktionder Gedanke der hardwaremäßigenRedundanz nicht vernachlässigt werden.Somit empfiehlt sich die Reserve-UMZ-Funktionin erster Linie für einen Schutzbereich außerhalbdes Differentialschutzbereiches, wie z. B. demSchutz eines Einspeisefeldes in einer Unterstation.38Siemens PTD EA · Applikationen für SIPROTEC-Schutzgeräte · 2005