Applikations-Beispiele für SIPROTEC-Schutzgeräte

Leitungsschutz im VerteilungsnetzLeitertemperaturUmgebungstemperatur der Erde°C 10 °C 15 °C 20 °C 25 °C 30 °C75 0,99 0,95 0,91 0,87 0,8285 1,04 1,02 0,97 0,93 0,8990 1,07 1,04 1,00 0,96 0,93100 1,12 1,09 1,05 1,02 0,98105 1,14 1,11 1,08 1,05 1,01110 1,16 1,13 1,10 1,07 1,04125 1,22 1,19 1,16 1,14 1,11130 1,24 1,21 1,18 1,16 1,13140 1,27 1,24 1,22 1,19 1,17Tabelle 2 Korrekturfaktoren für verschiedene Umgebungstemperaturen der ErdeKurzschlussnennstrom für Kupfer2⎛ IT ⎜⎞⎛ 2+ 234 ⎞⎟ ⋅ t = 0, 0297 ⋅log⎜⎟⎝ A ⎠⎝ T1+ 234 ⎠I = Kurzschlussstrom [A]A = Leiterquerschnitt – runder Querschnitt von0,001" Durchmesser (evtl. Umrechnung aufmm 2 )t = Kurzschlusszeit [s]T 1 = Betriebstemperatur 90 °CT 2 = Maximale Kurzschlusstemperatur 250 °CKurzschlussnennstrom für Aluminium2⎛ IT ⎜⎞⎛ 2+ 234 ⎞⎟ ⋅ t = 0, 0125 ⋅log⎜⎟⎝ A ⎠⎝ T1+ 234 ⎠In der Tabelle 1 werden die für τ berechnetenWerte für übliche Leiter und Konfigurationenaufgeführt. Unterhalb der Tabelle 2 sind die Formelnzur Berechnung der Kurzschluss-Strombelastungder Leiter dargestellt.3.4 Analyse der RelaiseinstellungenKombiniert man die Beispiele in den Abschnitten3.1, 3.2 und 3.3, erhält man aufgrund der Kabeldatendie folgenden Relaiseinstellungen:k-Faktor: 0,53τ: 119,5 MinutenDie Betriebstemperatur zu einem bestimmtenZeitpunkt kann unter Verwendung der Gleichung2 berechnet werden.Θ amb = die Leiter-Betriebstemperatur = 90 °C.∆Θ max = die maximale Überlasttemperatur –die anfängliche Betriebstemperatur= 130 °C - 90 °C = 40 °C.Wie in oben stehendem Abschnitt 2 gezeigt, kanndas Exponentialglied durch I 2 ersetzt werden, umdie Dauertemperatur zu bestimmen, wobeiI = I meas/I max gilt.LSP2743.tifAuf der Grundlage dieser Einstellungen und einemLaststrom von 400 A gilt:Θ = Θ + ∆Θop= 125 ° Cambmax⎛ I⎜⎝ Imeas2⎞⎟ = °+ ° ⎛⎠ ⎝ ⎜ 40090 40⎞424 8 ⎠ ⎟max,Somit erwärmt sich der Leiter bei einer Last von400 A auf eine Temperatur von 125 °C. 4. Implementierung des thermischenÜberlastschutzesMit dem thermischen Überlastschutz der Relaisvon Siemens wird die Temperatur für alle dreiPhasen unabhängig berechnet und die höchste derdrei berechneten Temperaturen wird für Auslösestufenverwendet. Neben dem k-Faktor und derthermischen Zeitkonstante gibt es zwei weitereEinstellungen für den thermischen Überlastschutz.Wie im Bild 4 zu sehen ist, handelt es sichbei diesen Stufen um die „Thermische Warnstufe “sowie der „Stromwarnstufe“.Bild 4 Einstellungen für den thermischen Überlastschutz4.1 Thermische WarnstufeDie thermische Warnstufe sendet ein Warnsignal,bevor das Relais bei einem thermischen Überlastungszustandauslöst. Die thermische Warnstufestellt ebenfalls den Rückfallwert für das Auslösesignalfür den thermischen Überlastschutz dar.Daher muss die berechnete Temperatur unter diesenWert fallen, damit die Schutzauslösung rückgestelltwerden kann. Diese Stufe wird in Prozentder Höchsttemperatur eingestellt. Eine Einstellungvon 90 % ist für die meisten Betriebszustände ausreichend.250Siemens PTD EA · Applikationen für SIPROTEC-Schutzgeräte · 2005