Distanzschutz in Hochspannungsnetzen - HTL- Innovativ Austria

Distanzschutz in
Hochspannungsnetzen
Diplomarbeit
Gerald Steiner und Martin Kraisser
Juni 2007

Höhere Technische Bundes- Lehr- und Versuchsanstalt 1 Innsbruck
Distanzschutz in Hochspannungsnetzen
Diplomarbeit
Gerald Steiner und Martin Kraisser
Juni 2007
Höhere Technische Bundes- Lehr- und Versuchsanstalt 1 Innsbruck
Anichstraße 26-28
6020 Innsbruck
Telefon: +43-(0)512-59717
Fax: +43-(0)512-59717 -72
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Inhaltsverzeichnis
INHALTSVERZEICHNIS .................................................................................................................................. III
1. PROJEKT KURZBESCHREIBUNG .............................................................................................................. 1
1.2 Aufgaben der Schutztechnik ................................................................... Fehler! Textmarke nicht definiert.
1.2.1 Selektivität und Genauigkeit ................................................. Fehler! Textmarke nicht definiert.
1.2.2 Zuverlässigkeit der Schutzfunktion ....................................... Fehler! Textmarke nicht definiert.
1.2.3 Schnelligkeit des Schutzes .................................................... Fehler! Textmarke nicht definiert.
1.2.4 Empfindlichkeit ..................................................................... Fehler! Textmarke nicht definiert.
1.2.5 Wirtschaftliche Angemessenheit ........................................... Fehler! Textmarke nicht definiert.
1.3 Schutzkriterien ......................................................................................... Fehler! Textmarke nicht definiert.
1.3.1 Schutzkriterium Strom .......................................................... Fehler! Textmarke nicht definiert.
1.3.2 Schutzkriterium Stromdifferenz ............................................ Fehler! Textmarke nicht definiert.
1.3.3 Schutzkriterium Impedanz .................................................... Fehler! Textmarke nicht definiert.
1.3.4 Schutzkriterium Wirkleistungsrichtung ................................ Fehler! Textmarke nicht definiert.
1.3.5 Schutzkriterium Wirkleistungsrichtungsvergleich ................ Fehler! Textmarke nicht definiert.
1.3.7 Schutzkriterium Spannung .................................................... Fehler! Textmarke nicht definiert.
2. FEHLER IN HOCHSPANNUNGSNETZEN ............................. FEHLER! TEXTMARKE NICHT DEFINIERT.
2.1 Fehler in Netzen mit niedrieger Sternpunkterdung .............................. Fehler! Textmarke nicht definiert.
2.1.1 Einpoliger Erdkurzschluss (L – E) ........................................ Fehler! Textmarke nicht definiert.
2.1.2 Zweipoliger Kurzschluss mit Erdberührung (L2 – L3 – E) ... Fehler! Textmarke nicht definiert.
2.1.3 Zweipoliger Kurzschluss ohne Erdberührung (L2 – L3) ....... Fehler! Textmarke nicht definiert.
2.1.4 Dreipoliger Kurzschluss mit und ohne Erdberührung (L1 - L2 -L3 - E) Fehler! Textmarke nicht
definiert.
2.2 Fehler in Netzen mit Isoliertem Sternpunkt bzw. Erdschlusskompensation ...... Fehler! Textmarke nicht
definiert.
2.2.1 Erdschluss in einem gelöschten Netz (L1 - E) ...................... Fehler! Textmarke nicht definiert.
2.2.2 Zweipoliger Kurzschluss mit Erdberührung ......................... Fehler! Textmarke nicht definiert.
2.2.3 Doppelerdschluss .................................................................. Fehler! Textmarke nicht definiert.
2.2.4 Auswirkungen ....................................................................... Fehler! Textmarke nicht definiert.
3. DISTANZSCHUTZ (IMPEDANZSCHUTZ) .............................. FEHLER! TEXTMARKE NICHT DEFINIERT.
3.1 Grundprinzip ............................................................................................ Fehler! Textmarke nicht definiert.
3.2 Funktion des Distanzschutzes .................................................................. Fehler! Textmarke nicht definiert.
3.2.1 Überstromanregung ............................................................... Fehler! Textmarke nicht definiert.
3.2.2 Unterimpedanzanregung ....................................................... Fehler! Textmarke nicht definiert.
3.2.3 Unterspannungsanregung ...................................................... Fehler! Textmarke nicht definiert.
3.2.4 Erdschlussanregung............................................................... Fehler! Textmarke nicht definiert.
3.2.5 Distanz- und Richtungsmessung ........................................... Fehler! Textmarke nicht definiert.
3.2.6 Auslösung.............................................................................. Fehler! Textmarke nicht definiert.
3.3 Staffelplan ................................................................................................. Fehler! Textmarke nicht definiert.
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4. LABORÜBUNG ....................................................................... FEHLER! TEXTMARKE NICHT DEFINIERT.
4.1 Relais Aufbau Zusammenbau ................................................................. Fehler! Textmarke nicht definiert.
4.1.1 Fertigen der Grundplatten ..................................................... Fehler! Textmarke nicht definiert.
4.1.2 Austausch der Glasplatten ..................................................... Fehler! Textmarke nicht definiert.
4.1.3 Fertigung der Abdeckungen .................................................. Fehler! Textmarke nicht definiert.
4.1.4 Verdrahtung und Zusammenbau ........................................... Fehler! Textmarke nicht definiert.
4.2 Laborvordruck ......................................................................................... Fehler! Textmarke nicht definiert.
4.3 Leitungsdaten............................................................................................ Fehler! Textmarke nicht definiert.
4.4 Parametrieren des DistanzschutzRelais ................................................. Fehler! Textmarke nicht definiert.
4.5 Prüfen der Einstellungen mit dem Omicron CMC256 .......................... Fehler! Textmarke nicht definiert.
4.5.1 Installation der Software ....................................................... Fehler! Textmarke nicht definiert.
4.5.2Verbindung des CMC 256 mit dem PC.................................. Fehler! Textmarke nicht definiert.
4.5.3 Spannungsversorgung ........................................................... Fehler! Textmarke nicht definiert.
4.5.4 Starten der Test Universe-Software ...................................... Fehler! Textmarke nicht definiert.
4.5.5 Testen der Verbindung .......................................................... Fehler! Textmarke nicht definiert.
4.5.6 Prüfungsablauf ...................................................................... Fehler! Textmarke nicht definiert.
4.5.7 Prüfobjekt .............................................................................. Fehler! Textmarke nicht definiert.
4.5.8 Erstellen eines OCC Prüfprotokolls ...................................... Fehler! Textmarke nicht definiert.
4.5.9 Erstellen eines Staffelplans aus dem CMC 256 .................... Fehler! Textmarke nicht definiert.
4.6 Aufbau der Laborübung .......................................................................... Fehler! Textmarke nicht definiert.
5. QUELLENVERZEICHNISS ..................................................... FEHLER! TEXTMARKE NICHT DEFINIERT.
6. DANKSAGUNG ............................................................................................................................................. 3
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1 . P R O J E K T K U R Z B E S C H R E I B U N G
Im Maschinen- und Anlagenlabor der Abt. Elektrotechnik der HTL – Innsbruck /
Anichstraße soll ein Messplatz zur Untersuchung von Leitungs- Distanzschutzrelais
aufgebaut werden. Dieser soll in Zukunft Schülern des Maturajahrganges an einer
praktischen Übung erste Erfahrungen mit Leitungsschutzeinrichtungen vermitteln.
Folgende Punkte sind im Detail zu erarbeiten:
• Parametrierung der Distanzrelais AEG SD36 G
Als Messobjekte stehen 4 Leitungsmodelle zur Verfügung, die mit 220V und max.
5A betrieben werden können und mit denen 110kV Freileitungen nachgebildet
werden. Aus den Betriebsdaten der Freileitungen sollen die am Schutzgerät
einzustellenden Parameter ermittelt werden. Um verschiedene Einstellungen
ermitteln zu können, werden mit den Leitungsmodellen einseitig gespeiste-, Ringund
Parallelleitungen simuliert.
• Überprüfung der Einstellwerte und Funktion der Schutzgeräte mit einem
Schutzprüfgerät der Firma OMICRON
Für die Überprüfung der Schutzgeräte AEG-SD36G soll ein Schutzprüfgerät der
Firma OMICRON verwendet werden. Die dafür notwendigen Geräteverbindungen
sind zu dokumentieren sowie eine Kurzanleitung für die Bedienung der Software
und des Prüfgerätes ist zu erstellen.
Mit Mitarbeitern der Firma OMICRON ist abzuklären, wie eine Schutzeinrichtung
ordnungsgemäß geprüft wird und auf welche Details besonders zu achten ist. Die
vom Schutzprüfgerät gelieferten Staffelpläne sollen mit händisch erstellten
verglichen werden.
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• Anschluss des Distanzschutzes an die Leitungsnachbildung und Simulation von
Fehlern
An der Leitungsnachbildung sollen Fehler simuliert werden um das
Auslöseverhalten der Schutzrelais zu zeigen. Die Leitungsmodelle dürfen dabei
nicht überlastet werden. Entsprechende Anleitungen sind Auszuarbeiten. Nach
jedem Auslösen der Schutzgeräte soll festgestellt werden, welchen Fehler der
Schutz erkannt hat.
Besonders Augenmerk soll auf die Gestaltung der Arbeitsunterlagen für den Laborbetrieb
gelegt werden, sodass für die zukünftigen Schüler nach einer kurzen Einweisung ein
weitgehend selbständiges Arbeiten möglich ist.
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6 . D A N K S A G U N G
Wir möchten uns bei all jenen Bedanken, die zum Gelingen dieser Diplomarbeit
beigetragen haben. Vor allem aber bei den unterstützenden Firmen die diese
Diplomarbeit erst ermöglicht haben. Ganz besonders bei der Firma Omicron,
welche uns das Prüfgerät bereitgestellt hat und deren Mitarbeitern, besonders bei
Herrn Ing. Tobias Schmutzhard , der uns stets mit Rat und Tat zur Seite
gestanden ist, aber auch bei Herrn Ing. Martin Hauser von den Österreichischen
Bundesbahnen, der uns ebenfalls durch sein Wissen sehr viel über Distanzschutz
vermittelt konnte, sowie bei Herrn Ing. Oliver Gludowatz von der Firma Areva, die
uns die Distanzschutzrelais zur Verfügung gestellt haben.
Ein ganz besonderer Dank gilt unseren Freundinnen Beate und Gudrun, welche
uns immer wieder motiviert und begeistert haben, wenn wir an einem Tiefpunkt
angelangt waren.
Zu guter letzt, möchten wir uns bei unserm Projektbetreuer Herrn OStR. DI
Norbert Wörle für die gute und kompetente Betreuung bedanken, ohne ihn wären
wir an so manchen Problemstellungen verzweifelt.
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Distanzschutz in
Hochspannungsnetzen
Diplomarbeit
Gerald Steiner und Martin Kraisser
Juni 2007
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