Applikations-Beispiele für SIPROTEC-Schutzgeräte

Leitungsschutz im Verteilungsnetz3.2 Berechnung des k-FaktorsMit dem k-Faktor wird der Betriebsstrom zumRelais in Beziehung gesetzt, um eine Überlasterkennungzu ermöglichen. Der k-Faktor wird alsdas Verhältnis des maximalen Dauerstroms I maxzum Bemessungsstrom des Relais I N definiert:Beispiel:k = I maxI NNetzspannung 12,47 kVKabeldaten 500 MCM geschirmtes KabelLeitertemperatur 90 °CUmgebungstemperatur20 °CVerlegungsart 3 Stromkreise in derKabelkanalgruppeMaximalerDauarstrom (I max) 424,8 A primärStromwandlerverhältnis800/5Relais-Nennstrom (I N)424,8( 800 / 5)k = = 053 ,55 A sekundär3.3 Thermische ZeitkonstanteDie thermische Zeitkonstante τ ist ein Maß für dieGeschwindigkeit, bei der sich das Kabel mit zunehmenderoder abnehmender Last erwärmt oderabkühlt, und ist die Zeit, die erforderlich ist, um63 % des Endtemperaturanstiegs bei einem konstantenLeistungsverlust zu erreichen. Die thermischeZeitkonstante ist der bestimmende Faktor fürdie Berechnung der Betriebstemperatur als Prozentsatzder höchstzulässigen Überlasttemperatur,wie in Gleichung 2 gezeigt. τ kann beim Kabelherstellerin Erfahrung gebracht werden. Ist keineSpezifikation für τ verfügbar, kann aus dem zulässigenKurzschluss-Nennstrom des Kabels sowieaus dem maximalen Nenndauerstrom ein Schätzwertberechnet werden. Üblicherweise wird derNennstrom von 1 Sekunde Dauer als der zulässigeKurzschlussstrom verwendet. τ wird mit der folgendenGleichung berechnet:τ (min)= 1 I⋅60 I21 smaxBild 3 Temperatur gegenüber der Zeit bei einer vorhandenen ÜberlastungBeispiel:Netzspannung 12,47 kVKabeldaten 500 MCM geschirmtes KabelLeitertemperatur 90 °CUmgebungstemperatur20 °CVerlegungsart 3 Stromkreise in derKabelkanalgruppeMaximalerDauarstrom (I max) 424,8 A primärHöchststromfür 1 s35 975 Aτ (min)= 1 35975⋅ = 119,5 min60 424,8Leitergröße2Max.DauerstromStromtragfähigkeitKurzzeitbelastbarkeit(1 s)1/0 160 189 7 585 272/0 185 218 9 570 323/0 205 242 12 065 414/0 230 271 15 214 52250 MCM 255 301 17 975 59350 MCM 305 360 25 165 81500 MCM 360 425 35 950 119750 MCM 430 507 53 925 1881000 MCM 485 572 71 900 263Tabelle 1 Geschirmter Kupferleiter, 5001 - 35000 V, 90 °C, Dreileiterkabel,drei Stromkreise in der Kanalgruppeτ(Minuten)Wird ein Kurzschlussstrom mit einem anderenIntervall als 1 Sekunde verwendet, wird die Gleichungmit diesem Intervall multipliziert. Wirdz.B. der Bemessungswert von 0,5 Sekunden verwendet,gilt Folgendes:τ (min)= 0,560⋅ I I20,5smaxSiemens PTD EA · Applikationen für SIPROTEC-Schutzgeräte · 2005 49