Applikations-Beispiele für SIPROTEC-Schutzgeräte

MotorschutzIn unserem Beispiel wird angenommen, dass daseinspeisende 10-kV-Energienetz eine entsprechendeGröße aufweist und bei Erdschluss ein kapazitiverErdschlussstrom I CE von ca. 20 A zur Fehlerstellefließt. Die Information über die Höhe deskapazitiven Erdschlussstromes muss vom Netzbetreibererfragt werden. Natürlich liefert auch derMotorabzweig einen Erdschlussstrom. Der Motorabzweigsoll über ein 100 m langes 10-kV-Kabelangeschlossen sein. Der Erdschlussstrom desMotorabzweiges errechnet sich wie folgt:I CEKabel = I' CE ⋅ lI’ CE = 1,8 A/km (aus Datenblatt des Kabels)l = 0,1 kmI CEKabel 0,20 ADadurch ergibt sich nachfolgend dargestellte ErdschlussstromVerteilungIst der Betrag des Erdstromes für die Fehlerortbestimmungnicht ausreichend kann eine Erdschlussrichtungsbestimmungprojektiert werden.In diesem Fall ist ein Spannungseingang (U en )zwingend erforderlich.Bei der empfindlichen Erdfehlerrichtungsbestimmungist nicht der Betrag des Stromes maßgebend,sondern der Anteil des Stromes senkrechtzu einer einstellbaren Richtungskennlinie (Symmetrieachse).Für die Richtungsbestimmung istdas Überschreiten der VerlagerungsspannungsstufeU E und eines ebenfalls parametrierbaren, dieRichtung bestimmenden Stromanteils (Wirk-[cos ϕ] oder Blindanteil [sin ϕ]), Voraussetzung.Bei elektrischen Maschinen in Sammelschienenschaltungam isolierten Netz kann man cos ϕ fürdie Messart einstellen und einen Korrekturwinkelvon etwa +45°, da hier der Erdschlussstrom oftaus einer Überlagerung des kapazitiven Erdschlussstromesvom Netz und dem ohmschenStrom eines Belastungswiderstandes zusammengesetztist.176Bild 7 Erdschluss-Stromverteilung in Abhängigkeitvom FehlerortAus den Stromverteilungen kann man erkennen,dass anhand der Beträge des Erdschlussstromesbereits eine eindeutige Fehlerlokalisierungmöglich ist.Bei Erdschluss auf der Sammelschiene soll nur das7SJ602 im Einspeisefeld anregen. Befindet sich dieFehlerstelle im Motorabzweig soll sowohl das7SJ602 im Einspeisefeld als auch im Motorabganganregen. Dadurch kann in diesem Beispiel nurüber die Höhe des Erdstromes eine Aussage überdie Lage erfolgen.Als Anregeschwelle ergibt sich für den Motorabgangfolgender Einstellvorschlag: Aus Sicherheitsgründensollte nicht von I CEges ausgegangenwerden, da sich dieser z.B durch Netzabschaltungenverkleinern kann. Als Ansatz kann hierI EE > 0,5 · I CE gewählt werdenSoll ein Erdschluss nicht zu einer Auslösung führen,kann die Funktion I EE > auch nur auf Meldeneingestellt werden. Wenn keine zweite Anregeschwellebenötigt wird kann I EE >> auf unwirksamgestellt werden.3.6 KurzschlussschutzDer Kurzschlussschutz ist die Haupt-Schutzfunktiondes 7SJ602. Er besitzt insgesamt drei Stufenfür Leiterströme und zwei Stufen für den Erdstrom.Die Überstromstufe (I>) kann wahlweisemit stromunabhängiger (UMZ) oder mit stromabhängiger(AMZ) Kommandozeit arbeiten. DieHochstromauslösung (I>>) und die Schnellauslösung(I>>>) arbeitet immer mit einer stromunabhängigenKommandozeit.Für den Kurzschlussschutz eines Motors ist zu beachten,dass der Einstellwert I>>> kleiner als derkleinste (2-polige) Kurzschlussstrom und größerals der größte Anlaufstrom sein muss. Da der maximalauftretende Einschaltstrom in der Regelauch bei ungünstigen Verhältnissen unter 1,6 xNennanlaufstrom liegt, ergibt sich für die KurzschlussstufeI>>> folgende Einstellbedingung:1,6 x I Anlauf < I>>> < I k2polAls Sicherheitsabstand sollte der Einstellwert etwa30 % oberhalb des zu erwartenden Anlaufstromsgewählt werden.I>>> = 2,0 ⋅ I A = 2,0 ⋅ 5 ⋅ I NM = 2,0 ⋅ 5 ⋅ 74/100 ⋅ I N 7,4 I NAnsprechwert der SchnellauslösestufeI>>> = 7,4 · I NSiemens PTD EA · Applikationen für SIPROTEC-Schutzgeräte · 2005