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ABB Relion REB500 Serie Anwendungshandbuch
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Dezentraler sammelschienenschutz
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Relion® REB500 series
Dezentraler Sammelschienenschutz REB500
Anwendungshandbuch

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Inhaltszusammenfassung für ABB Relion REB500 Serie

  • Seite 1 Relion® REB500 series Dezentraler Sammelschienenschutz REB500 Anwendungshandbuch...
  • Seite 3 Dokument-ID: 1MRK 505 349-UDE Ausgabe: Dezember 2017 Revision: A Produktversion: 8.2 © Copyright 2017 ABB.Alle Rechte vorbehalten...
  • Seite 4 Lizenzvereinbarungen gebunden und darf ausschließlich im Einklang mit den entsprechenden Lizenzvereinbarungen benutzt, vervielfältigt oder weitergegeben werden. Marken ABB und Relion sind eingetragene Warenzeichen der ABB Group.Alle sonstigen Marken- oder Produktnamen, die in diesen Unterlagen Erwähnung finden, sind gegebenenfalls Warenzeichen oder eingetragene Markenzeichen der jeweiligen Inhaber.
  • Seite 5 Vorkehrungen getroffen werden, um solche Risiken auszuschließen oder einzugrenzen. Dieses Dokument wurde von ABB sorgfältig geprüft. Dennoch sind Abweichungen nicht völlig auszuschließen.Falls Fehler entdeckt werden, wird der Leser gebeten, diese freundlicherweise dem Hersteller mitzuteilen.Abgesehen von ausdrücklichen vertraglichen Verpflichtungen ist ABB unter keinen Umständen für einen Verlust...
  • Seite 6 Betriebsmittel zur Verwendung innerhalb bestimmter Spannungsgrenzen (Niederspannungsrichtlinie 2006/95/EG).Diese Konformität ist das Ergebnis einer Prüfung seitens ABB in Übereinstimmung mit den Produktnormen EN 50263 und EN 60255-26 für die EMV-Richtlinie und gemäß den Produktnormen EN 60255-1 und EN 60255-27 für die Niederspannungsrichtlinie.Das Produkt wurde in Übereinstimmung mit den...
  • Seite 7 Sicherheitsrelevante Informationen An den Anschlüssen können gefährliche Spannungen auftreten, auch wenn die Hilfsspannung abgeschaltet ist. Nichtbeachtung kann zu Tod, Verletzung oder erheblichem Sachschaden führen. Die elektrische Installation darf nur von einem fachkundigen Elektriker ausgeführt werden. Die nationalen und lokalen Sicherheitsbestimmungen müssen immer beachtet werden.
  • Seite 9 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Abschnitt 1 Einleitung ..............5 Dieses Handbuch ................5 Zielgruppe ................... 5 Produktunterlagen ................5 Verwendete Symbole und Dokumentkonventionen ......6 1.4.1 Symbole ..................6 1.4.2 Dokumentkonventionen ..............7 Abschnitt 2 Übersicht ..............8 Anwendung ..................8 Systemkapazität .................. 9 Abschnitt 3 Software ..............
  • Seite 10 Inhaltsverzeichnis 5.2.4 Interne Analogmesskreis-Überwachung ........24 Abschnitt 6 Systemeinstellungen ........... 27 Mitnahmeauslösung/Fernauslösung ..........27 6.1.1 Sammelschienenabbild ............... 28 Trenner- und Leistungsschalterpositionen ........29 6.2.1 Überwachen der Trenner- und Leistungsschalterstatus ..... 30 6.2.2 Hilfskontakte ................30 6.2.3 Auswerten der Trenner- und der Leistungsschalterstatus ..31 6.2.4 Trenneralarm ................
  • Seite 11 Inhaltsverzeichnis Differenzstromüberwachung ............. 51 Abschnitt 8 Besondere Anwendungen des SSS ......53 Nullstrom-Messung ................53 Blockieren von Messungen bestimmter Stromwandler ....56 8.2.1 Kupplungsschalterfunktionen ............57 8.2.2 Abzweig-Leistungsschalter ............62 8.2.3 Schalter-Nachholzeit ..............63 8.2.4 Befehl „LS EIN“ (manuelles Einschaltsignal) ....... 65 Checkzonenschutz zur Freigabe des SSS ........
  • Seite 12 Inhaltsverzeichnis SVS-Einstellung „Aktiv bei LS aus“ ..........84 Abschnitt 10 Zusätzliche Schutzfunktionen ........86 10.1 Freigabe von Auslösebefehlen ............86 10.1.1 Beispiel 1:Durch externes Unterspannungsrelais freigegebene SSS-Auslösung ................86 10.1.2 Beispiel 2:Durch interne Unterspannungsfunktion freigegebene EFS-Auslösung ................87 10.1.3 Beispiel 3:Durch interne Unterspannungsfunktion freigegebene SSS-Auslösung ................
  • Seite 13 Abschnitt 1 1MRK 505 349-UDE Einleitung Abschnitt 1 Einleitung Dieses Handbuch Das Anwendungshandbuch enthält Anwendungsbeschreibungen und Einstellungshinweise für den REB500.Das Handbuch kann benutzt werden, um herauszufinden, wann und für welchen Zweck eine typische Schutzfunktion verwendet werden kann.Das Handbuch kann auch zur Berechnung von Einstellungen herangezogen werden.
  • Seite 14 Abschnitt 1 1MRK 505 349-UDE Einleitung Verwendete Symbole und Dokumentkonventionen 1.4.1 Symbole Das Elektrowarnsymbol weist auf eine Gefahr hin, die zu elektrischen Schlägen führen könnte. Das Warnsymbol weist auf eine Gefahr hin, die zu Personenschäden führen könnte. Das Vorsichtssymbol weist auf wichtige Informationen oder Warnhinweise in Bezug auf das im Text erwähnte Konzept hin.Dies kann ein Hinweis auf das Vorhandensein einer Gefahr sein, die zu Beschädigungen von Software, Gerätschaft oder Eigentum führen...
  • Seite 15 Abschnitt 1 1MRK 505 349-UDE Einleitung 1.4.2 Dokumentkonventionen Eventuell treffen nicht alle Konventionen auf dieses Handbuch zu. • Die in diesem Handbuch enthaltenen Abkürzungen und Akronyme sind im Glossar erläutert.Das Glossar enthält außerdem wichtige Begriffsdefinitionen. • Die Drucktasten-Navigation in der Menüstruktur der lokalen MMK wird mithilfe der Drucktastensymbole dargestellt, z.
  • Seite 16 Abschnitt 2 1MRK 505 349-UDE Übersicht Abschnitt 2 Übersicht Das digitale Sammelschienensystem REB500 gehört zur Generation der volldigitalen Schutzgeräte, d. h. dass die Umwandlung der Eingangsgrößen von analog in digital sofort nach den Eingangswandlern stattfindet und die weitere Verarbeitung der digitalen Signale von programmierbaren Mikroprozessoren durchgeführt wird.
  • Seite 17 Abschnitt 2 1MRK 505 349-UDE Übersicht des Primärsystems ausgewertet.Die Haupt-Stromwandler müssen keine besonderen Anforderungen erfüllen. Bei einem System mit hoher Impedanz ist dies anders.Falls Sättigung der Haupt-Stromwandler vorliegt, kann der Schutz immer noch richtig zwischen internen und externen Fehlern unterscheiden. Systemkapazität Das Schutzsystem kann somit auf alle Sammelschienenlayouts angewandt werden, sowohl auf eine Reihe von Einfach-Sammelschienen als auch Vierfach-...
  • Seite 18 Abschnitt 2 1MRK 505 349-UDE Übersicht Abbildung 2 Zweifach-Sammelschiene Abbildung 3 Zweifach-Sammelschiene mit Umgehungsschiene Abbildung 4 1½-Schaltersystem Anwendungshandbuch Dezentraler Sammelschienenschutz REB500...
  • Seite 19 Abschnitt 2 1MRK 505 349-UDE Übersicht Abbildung 5 Ringsammelschiene Abbildung 6 Duplexanlage Anwendungshandbuch Dezentraler Sammelschienenschutz REB500...
  • Seite 20 Abschnitt 3 1MRK 505 349-UDE Software Abschnitt 3 Software Systemsoftware REBSYS Dieses Softwarepaket ist auf der Systemprozessorplatine installiertEs umfasst alle Systemfunktionen und auch die lokale MMK (siehe Abschnitt 3.4) sowie das Anlagenüberwachungssystem (siehe Section Kundendatenbank Die Datenbank wurde gemäß den Kundenspezifikationen erstellt.Sie ist auf der Master-CPU in der Zentraleinheit installiert und kann in den meisten Fällen mithilfe der HMI500 bearbeitet werden.
  • Seite 21 Abschnitt 3 1MRK 505 349-UDE Software Auf die lokale MMK-Software wird über die Bedieneinheit der Zentraleinheit oder der Feldeinheit zugegriffen. Mit dieser Software können folgende Elemente angezeigt, aus Sicherheitsgründen jedoch nicht geändert werden: • Messwerte von Strom und Spannung • Status der Ein- und Ausgänge •...
  • Seite 22 Abschnitt 4 1MRK 505 349-UDE Signalerfassung und -verarbeitung Abschnitt 4 Signalerfassung und -verarbeitung Analoge Eingänge Das Schutzsystem verarbeitet die Strommesswerte digital in den Feldeinheiten.Aus diesem Grund werden 80 Messungen pro Periode aus den Sammelschienenabzweigströmen verarbeitet.Bei einer Netzfrequenz von 50 Hz entspricht dies einer Abtastfrequenz von 4,0 kHz und bei 60 Hz einer Abtastfrequenz von 4,8 kHz.Der Analog/Digital-Wandler hat einen Bereich von 16 Bit.
  • Seite 23 Abschnitt 4 1MRK 505 349-UDE Signalerfassung und -verarbeitung 60 I 40 ms unverzerrtes Stromsignal (Primärseite des Hauptstromwandlers) verzerrtes Stromsignal (Sekundärseite des Hauptstromwandlers, Sättigung) korrigierter Stromverlauf Abbildung 7 Maximalverlängerungsprinzip bei Stromwandlern Bei der Zeit t handelt es sich um das Intervall zwischen dem letzten NulldurchgangNulldurchgangvor Erfassung des Maximalwerts und dem Ende des Verlängerungszeitraums.Bei einer Netzfrequenz von 50 Hz beträgt diese Zeit 12,5 ms (10,4 ms bei 60 Hz).Die Anstiegszeit vom Nulldurchgang bis zum...
  • Seite 24 Abschnitt 4 1MRK 505 349-UDE Signalerfassung und -verarbeitung Sie sprechen an, wenn die Eingangsspannung mindestens 20 ms lang mehr als 80 % der Nennhilfsspannung beträgt und werden zurückgesetzt, wenn sie 20 ms lang unter 65 % liegt. Alle standardmäßigen Binäreingänge sind mit Antiprellfiltern ausgestattet.Der Antiprellfilter der Software hat keinen Einfluss auf den Zeitstempel des Signals, d.
  • Seite 25 Abschnitt 4 1MRK 505 349-UDE Signalerfassung und -verarbeitung Tabelle 1 Zeiten für das Signalverhalten Signalverhalten Beschreibung langsam Diese Signale müssen am Binäreingang für mindestens 50 ms plus Antiprellzeit erhalten bleiben und werden vom langsamen Zyklus verarbeitet. schnell Diese Signale müssen am Binäreingang für mindestens 6 ms plus Antiprellzeit erhalten bleiben und werden vom schnellen Zyklus verarbeitet.
  • Seite 26 Abschnitt 5 1MRK 505 349-UDE Selbstüberwachung Abschnitt 5 Selbstüberwachung Um die bestmögliche Betriebssicherheit sicherzustellen, ist der REB500 mit einer Selbstüberwachungsfunktion ausgestattet, die eine schnelle Reaktion auf jeden Fehler bezüglich der Hardware (HW) oder Software ermöglicht.Einige Fehler, wie beispielsweise ein Übertragungsfehler über den Prozessbus, betreffen nur einzelne Datensätze und sind generell zeitlich begrenzt.Ein schwerer Fehler würde beispielsweise bedeuten, dass der funktionssichere Betrieb nicht länger gewährleistet werden kann.Es ist möglich, Fehler dieser Art zu erfassen und die...
  • Seite 27 Abschnitt 5 1MRK 505 349-UDE Selbstüberwachung Selbstüberwachungssystem Das Selbstüberwachungssystem deckt Software und Hardware ab und umfasst zusätzlich zur Überwachung der internen Signale die Überwachung der externen Eingangswerte wie beispielsweise Stromwerte (Stromwandler-Überwachung) und die Positionen der Hilfskontakte von Trennern und Leistungsschaltern (Sammelschienennachbildung).
  • Seite 28 Abschnitt 5 1MRK 505 349-UDE Selbstüberwachung 5.2.1 Softwareüberwachung 5.2.1.1 Überwachen der Anwendungen Das Diagnoseprogramm kann Anwendungen durch das Erfassen von Statusänderungen (z. B. Initialisieren und Stoppen zum richtigen Zeitpunkt) steuern.Die Anwendungen melden ihre Status (z. B. Initialisierung abgeschlossen, Verarbeitung abgeschlossen oder Fehler erfasst).Die Überwachung der Anwendungen über Statusänderungen bedeutet, dass sich die Anwendung, die gestartet wurde, innerhalb eines bestimmten Zeitraums an das Diagnoseprogramm zurückmelden muss.
  • Seite 29 Abschnitt 5 1MRK 505 349-UDE Selbstüberwachung 5.2.1.5 Freigabe von Binärausgängen Um die maximale Betriebssicherheit des Systems zu erreichen, hat jeder Auslösebefehl ein zugehöriges Freigabesignal. Falls das Diagnoseprogramm einen HW- oder Softwarefehler erfasst, unterdrückt es die Freigabesignale für die Binärausgänge, d. h. die Auslöseausgänge werden blockiert. 5.2.1.6 Fehlermeldungen in der Ereignisliste Alle durch die Selbstüberwachungsfunktion erfassten Fehler werden vom...
  • Seite 30 Abschnitt 5 1MRK 505 349-UDE Selbstüberwachung 5.2.2.2 Mikroprozessorprogramm und Hauptspeicher Alle Hauptspeicher werden durch das Schreiben und Auslesen eines Testmusters geprüft. 5.2.2.3 Überwachung der Auslöserelaisspulen Jedes der Auslöserelais in einer Feldeinheit ist mit einem Schaltkreis für die Überwachung der Auslöserelaisspulen-Integrität ausgestattet. 5.2.2.4 Von der Selbstüberwachungsfunktion nicht erfasste Elemente Es ist unmöglich, alle Elemente des Schutzsystems zu überwachen, z.
  • Seite 31 Abschnitt 5 1MRK 505 349-UDE Selbstüberwachung Der Sammelschienenschutz darf nicht ausgelöst werden, wenn diese Bedingung nicht erfüllt wird. Feldeinheiten ohne Stromänderung Feldeinheit mit Stromänderung Abbildung 11 Plausibilitätskontrolle blockiert SSS-AUSLÖSUNG Es gibt Situationen und Betriebszustände, in denen die Plausibilitätskontrolle umgangen wird, d. h. sie hat keinen Einfluss auf die Auslösung durch den Sammelschienenschutz.
  • Seite 32 Abschnitt 5 1MRK 505 349-UDE Selbstüberwachung angeschlossen ist.Wenn jedoch mehr als eine Feldeinheit an eine Zone angeschlossen ist, muss das REB500 für die Dauer des Tests in den „Testmodus“ geschaltet werden.Die Testergebnisse können daraufhin von der Plausibilitätskontrolle nicht verfälscht werden. 5.2.4 Interne Analogmesskreis-Überwachung Der richtige Betrieb der Analogeingänge und der Analog-Digital-Wandler (A/D)
  • Seite 33 Abschnitt 5 1MRK 505 349-UDE Selbstüberwachung L1 L2 Feldeinheit REB500 Analogteil Analogkreisüberwachung  = -I Abbildung 13 Für die Analogmesskreis-Überwachung erforderliche externe Verdrahtung Kabelumbauwandler dürfen für I nicht verwendet werden, wenn die Überwachung aktiviert ist.Die Hauptstromwandler von L1, L2 und L3 müssen dasselbe Stromverhältnis aufweisen, und im MMK- Menü...
  • Seite 34 Abschnitt 5 1MRK 505 349-UDE Selbstüberwachung Umschalten des REB500 in den „Testmodus“ deaktiviert werden.Die Testergebnisse können daraufhin von der internen Analogmesskreis-Überwachung nicht verfälscht werden.Die Verdrahtung des neutralen Pfads (I ) ist für dieses Modul nicht erforderlich. Anwendungshandbuch Dezentraler Sammelschienenschutz REB500...
  • Seite 35 Abschnitt 6 1MRK 505 349-UDE Systemeinstellungen Abschnitt 6 Systemeinstellungen Mitnahmeauslösung/Fernauslösung Das Mitnahmesystem erstellt ein Abbild der Sammelschienenkonfiguration und führt hauptsächlich zwei Aufgaben durch: 1. Die Zuordnung der Analogmesswerte auf die Schutzzonen der Sammelschienenschutzfunktion (Zuordnung wird alle 6 ms aktualisiert, d. h. schneller Abgang, schnelles Signal) 2.
  • Seite 36 Abschnitt 6 1MRK 505 349-UDE Systemeinstellungen 6.1.1 Sammelschienenabbild Das Sammelschienenabbild basiert auf einem topologischen Prinzip, d. h. es umfasst nur die topologischen Elemente, die für den Schutz erforderlich sind.Es prüft alle elektrischen Anschlüsse eines Sammelschienenabschnitts und baut eine Schutzzone auf, die auf folgende Elemente beschränkt ist: •...
  • Seite 37 Abschnitt 6 1MRK 505 349-UDE Systemeinstellungen Abgang Kupplung Abgang Schienenabschnitte (Schutzzonen) Trenner Längstrenner Leistungsschalter Stromwandler Schiene Verbindungspunkt Abbildung 14 Beispiel für Zweifach-Sammelschienen mit Längstrennern Die Möglichkeiten und Vorteile eines Sammelschienenabbilds, z. B. ein Mitnahmesystem, basierend auf dem topologischen Prinzip, werden für 1½- Schalter- und Duplexsysteme inSection 10 dargestellt.
  • Seite 38 Abschnitt 6 1MRK 505 349-UDE Systemeinstellungen Die Status der Hilfskontakte auf den Trennern und Leistungsschaltern spiegeln die Status letzterer wieder (EIN oder AUS).Jeder dieser Status wird durch ein unabhängiges Signal repräsentiert (eines für EIN und eines für AUS). Das Abbild der Trenner wird alle 50 ms aktualisiert. Das Abbild der Leistungsschalter wird alle 6 ms aktualisiert.
  • Seite 39 Abschnitt 6 1MRK 505 349-UDE Systemeinstellungen Die Schaltsequenz und -verdrahtung wird im Inbetriebnahme- Handbuch beschrieben. 6.2.3 Auswerten der Trenner- und der Leistungsschalterstatus Die Trenner- und Leistungsschalterstatus werden wie folgt ausgewertet: Tabelle 2 Auswerten der Trenner- und Leistungsschalterstatus Rückmeldung, dass der Rückmeldung, dass der Trenner-/LS-Abbild Trenner/LS „EIN“...
  • Seite 40 Abschnitt 6 1MRK 505 349-UDE Systemeinstellungen 6.2.6 Blockieren durch den Trenneralarm Der Trenneralarm kann bei Bedarf so eingestellt werden, dass der Schutz blockiert wird.Es gibt zwei alternative Einstellungen: • Schutz blockieren Betrieb des Sammelschienenschutzes und des Mitnahmesystems ist vollständig blockiert •...
  • Seite 41 Abschnitt 6 1MRK 505 349-UDE Systemeinstellungen Q2 Q1 Q20 Q10 Abbildung 15 Leistungsschalterabbild ohne Auswirkung bei ausgeschalteten Trennern 6.2.8 Quittieren des Trenneralarms In Figure 16werden die Reaktionen der Signale im Fall eines Trenneralarms und einer Schaltersperre dargestellt. Der Trenneralarm wird zurückgesetzt, und das Blockieren des Schutzes wird durch das Anwenden des Signals „Sammelschienenabbild-Alarm akzeptieren“...
  • Seite 42 Abschnitt 6 1MRK 505 349-UDE Systemeinstellungen Verzögerungszeit definiert undefiniert definiert Abbildüberwachung Trenneralarm Schaltverbot Schutz blockiert ( falls gewährleistet) Quittierung Trenneralarm Abbildung 16 Signalverhalten für einen Trenneralarm und eine Schaltersperre 6.2.9 Hinweis für Trenner und Leistungsschalter An den Positionen, an denen das REB500-Anlagenabbild einen Trenner oder Leistungsschalter einschließt oder die Leistungsschalter-Rückmeldungen nicht als Binäreingänge konfiguriert sind, wird der entsprechende Schalter als eingeschaltet angesehen.Dies trifft nur auf aktive (nicht ausgeblendete) Felder zu.
  • Seite 43 Abschnitt 6 1MRK 505 349-UDE Systemeinstellungen • Da es keine Kommunikation mit der Zentraleinheit gibt, ist eine Mitnahmeauslösung unmöglich. • Betrieb der HMI500 auf einem PC, der an die Feldeinheit angeschlossen ist sowie der lokalen MMK ist eingeschränkt, oder sie antworten nicht mehr.Ereignisse, Störschreiberaufzeichnungen, Binäreingänge und -ausgänge, Ströme und Spannungen können angezeigt werden.
  • Seite 44 Abschnitt 7 1MRK 505 349-UDE Sammelschienenschutz Abschnitt 7 Sammelschienenschutz Der Sammelschienenschutz arbeitet gemäß dem Differentialschutzprinzip.Er erkennt und löst bei Phasen- und Erdfehler in MV, HV und EHV-Netzen aus. Die hauptsächlichen Anforderungen an den Sammelschienenschutz sind Folgende: • schnelle und voneinander unabhängige Trennung der fehlerhaften Sammelschienenabschnitte •...
  • Seite 45 Abschnitt 7 1MRK 505 349-UDE Sammelschienenschutz ausgeführt.Zusätzlich zum Amplitudenvergleich wird die Phasenbeziehung auch als zweites Kriterium verglichen (siehe Abschnitt 7.5 „Phase comparison“). Durch den Algorithmus für den Stromvergleich mit Stromstabilisierung wird ein interner Fehler erfasst, wenn die Einstellungen für IKmin und k überschritten werden.Ein Auslösebefehl wird jedoch nur dann erzeugt, wenn die Phasenvergleichsfunktion gleichzeitig einen internen Fehler erfasst.
  • Seite 46 Abschnitt 7 1MRK 505 349-UDE Sammelschienenschutz 7.2.1 Anwendungsbeispiel Der minimale Sammelschienen-Kurzschlussstrom beträgt 1300 A und wird durch zwei Abzweige gespeist.Die Zeitkonstante TN des Netzes beträgt 80 ms. Parameter Abzweig 1 Abzweig 2 Beitrag zum minimalen Erdkurzschlussstrom 800 A 500 A Stromwandler-Verhältnis 200 A/1 A 400 A/1 A...
  • Seite 47 Abschnitt 7 1MRK 505 349-UDE Sammelschienenschutz k = 1 Differential- Einstelllung strom ∑ I I) Externer Fehler Kmin Haltestrom ∑ I I I) Abbildung 21 Auslösekennlinie des Stromvergleichs mit Stromstabilisierung Während eines Durchgangsfehlerstroms und bei normalem Betrieb kann der Differenzstrom (Auslösestrom) nicht höher sein als der Haltestrom.
  • Seite 48 Abschnitt 7 1MRK 505 349-UDE Sammelschienenschutz Mess-System für Leiter L2 Mess-System für Leiter L3 Mess-System für Nullströme Mess-System für Leiter L1 (strombegrenzend geerdete Netze) Auswertung der nein Stromvergleich Stromvergleich Nullströme Stromvergleich Stromstabilisierung Stromstabilisierung zulässig ? Stromstabilisierung nein nein nein Interner Fehler ? Interner Fehler ? Interner Fehler ? Stromvergleich mit...
  • Seite 49 Abschnitt 7 1MRK 505 349-UDE Sammelschienenschutz Die Vorverarbeitung der Stromsignale in den Feldeinheiten ermöglicht den Schutzalgorithmen, Fehler unabhängig voneinander in allen Fällen zu erfassen (selbst bei einer Stromwandler-Sättigung). Das Maximalverlängerungsprinzip (siehe Abschnitt 4.13) erreicht eine sehr gute Annäherung hinsichtlich der realen und imaginären Komponenten (Amplitude und Phasenwinkel) des ursprünglichen Stromsignals.
  • Seite 50 Abschnitt 7 1MRK 505 349-UDE Sammelschienenschutz Der Stabilisierungsfaktor ���� wird daher: ���� � ∑ �� + ���� ⋅ ∑ �Re����� �Im����� �� � ���� ���� ���� = �������� ���� ���� ����=1 ���� ���� ����=1 ���� ���� ���� ∑ �Re����� � + ���� ⋅ Im����� ��...
  • Seite 51 Abschnitt 7 1MRK 505 349-UDE Sammelschienenschutz Das Anwenden der obigen Gleichung auf Figure 19führt zu ���� = = 1. |5+5+0| |5|+|5|+|0| = 5 kA = 5 kA Diff = -2 kA Abbildung 20 Durchgangsfehlerstrom mit StromwandlerSättigung Das Anwenden der obigen Gleichung auf Figure 20 führt zu ���� = |5+5−2| |5|+|5|+|−2| 0.67.
  • Seite 52 Abschnitt 7 1MRK 505 349-UDE Sammelschienenschutz Stromvergleich mit Stromstabilisierung mit Stromwandler-Sättigung Durch den Algorithmus für den Stromvergleich mit Stromstabilisierung wird ein interner Fehler erfasst, wenn die Einstellungen für I und k überschritten Kmin werden.Ein Auslösebefehl wird jedoch nur dann erzeugt, wenn die Phasenvergleichsfunktion gleichzeitig einen internen Fehler erfasst.
  • Seite 53 Abschnitt 7 1MRK 505 349-UDE Sammelschienenschutz Parameter Abzweig 1 Abzweig 2 Beitrag zum minimalen Kurzschlussstrom 800 A 500 A Stromwandler-Verhältnis 200 A/1 A 400 A/1 A ���� Klasse 5P10 5P20 ���� ���� 6 VA 6 VA ���� ���� 5 VA 8 VA ����...
  • Seite 54 Abschnitt 7 1MRK 505 349-UDE Sammelschienenschutz Andere Parameter beeinflussen die Einstellung in Extremfällen möglicherweise ebenfalls.Diese werden in den folgenden Beispielen erläutert. Phasenvergleich Hohe Stabilität bei schwerer Stromwandler-Sättigung ist ein Kennzeichen der Sammelschienenschutzsysteme, die die Phasenwinkel der Ströme vergleichen.Dies gilt auch dann, wenn ein System wieder eingeschaltet wird dessen Stromwandlerkerne einen Remanenzfluss aufweisen..Aus diesem Grund wurde der Phasenvergleich als Prinzip für das zweite Kriterium des Sammelschienenschutzsystems ausgewählt.
  • Seite 55 Abschnitt 7 1MRK 505 349-UDE Sammelschienenschutz verglichen.Der Phasenvergleich für das Auslösen beträgt 0° bis 74°, d. h. wenn die Phasenwinkel aller Abzweigströme einer Schutzzone innerhalb eines Bands von 74° liegen, wertet die Phasenvergleichsfunktion dies als internen Fehler.Beim ������������ ∆ϕ Ansprechwert von 74°...
  • Seite 56 Abschnitt 7 1MRK 505 349-UDE Sammelschienenschutz 7.6.2.1 Fall A:Stromwandlerkreisfehler auf Feld 1 ���� = ���� + ���� = 2 kA.Fehlauslösen kann durch die ���� 2 ���� 3 Der Stromwandlerkreisfehler simuliert einen Fehler auf den Sammelschienen mit Einstellung ���� > 2 kA verhindert werden, z. B. durch die nächsthöhere ∆...
  • Seite 57 Abschnitt 7 1MRK 505 349-UDE Sammelschienenschutz Einstellungen, ���� = 0.80 und ���� ���� �������� ���� > 1.7 kA, wird eine Auslösung in Fall B verhindert, und eine gefährliche Einstellung ist in Fall C unmöglich. Einstellwerte für das oben genannte Beispiel zu ���� = 0.80 und Wenn der minimale Kurzschlussstrom höher als 2,1 kA liegt, werden die ����...
  • Seite 58 Abschnitt 7 1MRK 505 349-UDE Sammelschienenschutz Tabelle 3 Faktor des Durchgangsfehlerstroms 0,90 19,0 0,85 12,4 0,80 0,75 0,70 Damit die Auslösung bei Verwendung der Phasenvergleichsfunktion nicht verhindert wird, muss die Minimalstromfreigabe für die Einbeziehung von Abzweigströmen höher eingestellt sein als der Durchgangsstrom ���� ����...
  • Seite 59 Abschnitt 7 1MRK 505 349-UDE Sammelschienenschutz Tabelle 4 Schleifenstromfaktor 0,90 18,0 0,85 11,4 0,80 0,75 0,70 Damit die Auslösung bei Verwendung des Phasenvergleichs nicht verhindert wird, muss die Minimalstromfreigabe für die eingestellt sein als der Schleifenstrom ���� ���� Einbeziehung von Abzweigströmen in den Phasenvergleich höher .Diese Einstellung muss während der Projektierung des Systems durchgeführt werden.Eine zweite Möglichkeit ist die Inaktivierung der...
  • Seite 60 Abschnitt 7 1MRK 505 349-UDE Sammelschienenschutz Damit Fehler auch bei niedrigen Lastbedingungen erfasst werden können, muss der Betriebswert des Differenzalarms niedriger eingestellt werden als der niedrigstmögliche Betriebsstrom. Es ist vorgesehen, dass der Differenzstromalarm den Schutz (Konfiguration) im Fall eines Differenzalarms blockiert.Es gibt zwei alternative Einstellungen: •...
  • Seite 61 Abschnitt 8 1MRK 505 349-UDE Besondere Anwendungen des SSS Abschnitt 8 Besondere Anwendungen des SSS Nullstrom-Messung Nullstrommessung ist nur bei strombegrenzend geerdeten Netzen und auf Anfrage des Benutzers möglich. Hinweise zu Erdschlüssen in Netzen mit verschiedenen Erdungsarten: Tabelle 5 Fehlerstrom für unterschiedliche Netzerdungsarten Systemerdung Konsequenzen für den Schutz Direkt geerdet...
  • Seite 62 Abschnitt 8 1MRK 505 349-UDE Besondere Anwendungen des SSS I = 2I |I +I -I | |I +I |+|I | I +I k = 0,5 L1 L2 L3 HEST 985008 C Abbildung 28 Impedanz-geerdetes Netzwerk Bei dieser Lösung muss die Funktionalität der Nullstrommessung des REB500 hinsichtlich der Hauptstromwandler, der Netzzeitkonstante, der Kurzschlussströme und des Netztransformator-Einschaltstroms geprüft werden.
  • Seite 63 Abschnitt 8 1MRK 505 349-UDE Besondere Anwendungen des SSS werden oder nicht hängt von der Höhe der Phasenströme ab.Selbst wenn die Phasenströme nicht zur Sättigung der Stromwandler führen, kann die Übersetzungsmessabweichung der Phasenströme einen offensichtlichen Nullstrom auf der Sekundärseite erzeugen.Der Nullstrom wird daher nur ausgewertet, wenn kein Phasenstrom einen festgelegten Wert überschreitet (normalerweise 5 x IN).Auf diese Weise wird die Auswertung des Nullstroms für verkettete und dreiphasige Fehler verhindert.
  • Seite 64 Abschnitt 8 1MRK 505 349-UDE Besondere Anwendungen des SSS Nennüberstromziffer (Genauigkeitsgrenzfaktor ALF) n’ effektive Überstromziffer der Stromwandler Kniepunktspannung der Stromwandler Verluste Stromwandler sekundärer Wicklungswiderstand der Stromwandler einfache Länge (keine Schleife) der Wandlerkabel in Ohm Querschnitt der Wandlerkabel in mm2 Summe Eigenverbrauch aller verbundenen Geräte in VA Summe Widerstandsleistung aller verbundenen Geräte in Ohm Die folgenden Punkte müssen überprüft werden: •...
  • Seite 65 Abschnitt 8 1MRK 505 349-UDE Besondere Anwendungen des SSS Die Blockierung wird aufgehoben, sobald ihre Ursache verschwunden ist und das Schutzsystem ein aktives Signal „LS EIN“ empfängt (siehe Abschnitt 8.2.4). Die Blockierung der Messungen bestimmter Stromwandler ist eine grundlegende Funktion des Sammelschienenschutzes, welche (mit Ausnahme der LS- Nachholzeit, den Binäreingängen für die LS-Status und der Signale „LS EIN“) weder konfiguriert noch verstellt werden darf.
  • Seite 66 Abschnitt 8 1MRK 505 349-UDE Besondere Anwendungen des SSS Stromwandlern und dem Kupplungsschalter kann so die korrekte Zone ausgelöst werden. Kuppelschalter Stromwandlersatz 1 Stromwandlersatz 2 Schienenteil I Schienenteil II Schutzzone I Schutzzone II Abbildung 29 Kupplungsschalter (aus) mit zwei Stromwandler-Sätzen Dieser Vorgang gilt ebenfalls für Kupplungsschalter mit nur einem einzelnen Satz von Stromwandlern.
  • Seite 67 Abschnitt 8 1MRK 505 349-UDE Besondere Anwendungen des SSS Kupplungsschalter mit einem oder zwei Stromwandler-Sätzen Erfassen eines möglichen Leistungsschalterausfalls: Siehe Figure 31 Kupplungsschalter (ein) und zwei Stromwandler-Sätze. Falls ein Kupplungsschalter auf jeder Seite über einen Satz von Stromwandlern verfügt, werden beide Messsystemen zugeordnet.Stromwandler 2 stellt den Grenzwert für Schutzzone I dar, während Stromwandler 1 den Grenzwert für Schutzzone II angibt.Für jeden Satz von Stromwandlern ist eine Feldeinheit erforderlich.
  • Seite 68 Abschnitt 8 1MRK 505 349-UDE Besondere Anwendungen des SSS 1. Querkoppelung durch Sammelschienentrenner 2. Längskoppelung durch parallele Längstrenner Zu 1.Querkoppelung durch Sammelschienentrenner Der durch die Koppelung fließende Strom zwischen den Sammelschienen (Figure 32) wird im Sammelschienenschutz durch zwei gegenläufige Stromzeiger (V+, V-) repräsentiert.Die Stromzeiger werden entsprechend den Messsystemen S1 (Zeiger V+) und S2 (Zeiger V-) zugeordnet.
  • Seite 69 Abschnitt 8 1MRK 505 349-UDE Besondere Anwendungen des SSS 1. Durch den Richtungsvergleich von S1/S2 würden sämtliche Auslösungen unterbunden, da durch die gegenläufigen Stromzeiger (V+, V-) kein Hinweis auf einen Fehler auf den Sammelschienen vorliegt (siehe Abschnitt 7.4). 2. Die stabilisierte Differenzstrommessung S1/S2 würde einen im Vergleich zum Kupplungsschalter-Stromfluss doppelt so großen Haltestrom messen, wodurch der Stabilisierungsfaktor K im Vergleich zur jeweiligen Einstellung auf einen niedrigeren Wert gesetzt werden würde (siehe...
  • Seite 70 Abschnitt 8 1MRK 505 349-UDE Besondere Anwendungen des SSS Abbildung 33 Längskupplungsschalter 8.2.2 Abzweig-Leistungsschalter Bei vorhandenen Abzweig-Leistungsschaltern wird die Messung des Stromwandlers für den Sammelschienenschutz unter den folgenden Bedingungen blockiert: • wenn sich der Abzweig-Stromwandler auf der Leitungsseite des Leistungsschalters befindet (sieheFigure 34); und •...
  • Seite 71 Abschnitt 8 1MRK 505 349-UDE Besondere Anwendungen des SSS Abbildung 34 Stromwandler auf Leitungsseite des Leistungsschalters Abbildung 35 Stromwandler auf Schienenseite des Leistungsschalters In Systemen, die nicht über eine Endfehlerschutzfunktion verfügen, werden die Status der Abzweig-Leistungsschalter normalerweise nicht konfiguriert und als dauerhaft eingeschaltet eingestuft.In diesem Fall wird keine Blockierung konfiguriert.
  • Seite 72 Abschnitt 8 1MRK 505 349-UDE Besondere Anwendungen des SSS 1. Der Leistungsschalter ist ausgeschaltet (siehe Abschnitt 8.2.1.1). 2. Ein interner Mitnahmeschaltbefehl wird durch eine der Schutzfunktionen (SSS, SVS, EFS) an den entsprechenden Leistungsschalter ausgegeben (siehe Abschnitt 8.2.1.2). In beiden Fällen werden sowohl die Lichtbogenlöschung als auch jegliche Wiederentzündungsvorgänge nach dem Ausschalten des Leistungsschalters berücksichtigt.
  • Seite 73 Abschnitt 8 1MRK 505 349-UDE Besondere Anwendungen des SSS 8.2.4 Befehl „LS EIN“ (manuelles Einschaltsignal) Um auf das Einschalten eines Leistungsschalters auf einen vorhandenen Fehler (z. B. eingeschalteter Erdungstrenner oder eine vergessene Erdungsklemme) vorbereitet zu sein, muss die Messung vor dem tatsächlichen Einschalten des Abzweigs oder des Kupplungsschalters reaktiviert werden.Dies wird durch die Aktivierung des Sammelschienenschutz-Eingangssignals „11505_Ein Befehl Schalter“...
  • Seite 74 Abschnitt 8 1MRK 505 349-UDE Besondere Anwendungen des SSS Differenzstrom, und das Messsystem von Schienenteil I löstSammelschiene I aus. Da die Messung des Kupplungsschalter-Stromes noch immer blockiert ist, kann das Messsystem von Schienenteil II den eingehenden Kurzschlussstrom von Schienenteil I nicht messen.Da allerdings keine anderen Abzweige, die einen Differenzstrom erzeugen könnten, mit Schienenteil II verbunden sind, löst das Messsystem von Schienenteil II nicht aus.
  • Seite 75 Abschnitt 8 1MRK 505 349-UDE Besondere Anwendungen des SSS Checkzone (CzSSS) Abbildung 38 Messzone des Checkzonenschutzes 8.3.2 Messungsprinzip �������� ���� ���� Das Funktionsprinzip des Checkzonenschutzes (CzSSS) basiert auf der Messung des stabilisierten Differenzstroms, d. h. auf dem Differenzstrom (���� ) und dem Stabilisierungsfaktor (����).
  • Seite 76 Abschnitt 8 1MRK 505 349-UDE Besondere Anwendungen des SSS Abschnitte den normalen Betriebsstrom führen.Für den CzSSS, der die komplette Anlage als einzelne Schiene betrachtet, bedeutet dies, dass sowohl der Kurzschlussstrom als auch der normale abgehende Betriebsstrom gleichzeitig aufgezeichnet werden.Der abgehende Betriebsstrom spiegelt sich ferner in der Berechnung des Stabilisierungsfaktors (k) wieder.Der Einstellwert des Faktors k der Checkzone ist geringer als der zonenselektive Sammelschienenschutz und kann gemäß...
  • Seite 77 Abschnitt 8 1MRK 505 349-UDE Besondere Anwendungen des SSS Abbildung 40 Auslösekennlinie für Messung des stabilisierten Differenzstroms 8.3.3 Checkzone Wenn eine Checkzone (CzSSS) in einem REB500-Schutzsystem anspricht, ist die zonenselektive Auslösung des Sammelschienenschutzes in den folgenden Fällen zulässig: a) Auslösung CzSSS Freigabe durch CzSSS b) Feldeinheit(en) in Betrieb ≥1...
  • Seite 78 Abschnitt 8 1MRK 505 349-UDE Besondere Anwendungen des SSS Bildung einer vollständigen Checkzone ist nicht möglich, was zur Freigabe der Zonenauslösung des SSS führt (d. h. „die Checkzone wird überbrückt“). c) Wenn das binäre Eingangssignal „12605_Checkzone überbrücken“ von einer Feldeinheit oder „32605_Checkzone überbrücken“ von einer Zentraleinheit ausgegeben wurde, führt dies zur Freigabe der SSS-Zonenauslösung („die Checkzone wird überbrückt“).Ein Anwendungsbeispiel ist in Abschnitt 8.3.5...
  • Seite 79 Abschnitt 8 1MRK 505 349-UDE Besondere Anwendungen des SSS Messungen für den Checkzonenschutz benötigt werden, werden während der werksseitigen Standardkonfiguration vorgenommen und bestimmt. In Abhängigkeit von der jeweiligen Konfiguration ist bei Schaltanlagen mit Umgehungsschienen der folgende Abschnitt zu beachten. In Abhängigkeit von ihrer jeweiligen Konfiguration müssen Schaltanlagen mit Umgehungsschiene separat behandelt werden.Falls das Einschalten eines Umgehungstrenners zur Umgehung des Stromwandler eines Leitungsabzweigs führt, wodurch der Abzweig direkt mit der Sammelschiene verbunden ist (d.
  • Seite 80 Abschnitt 8 1MRK 505 349-UDE Besondere Anwendungen des SSS Die Stellungen von Trennern werden im Checkzonenschutz (CzSSS) nicht berücksichtigt.Dies bedeutet, dass der Prüfstrom Abzweigs-Feldeinheit im Revisions- oder Wartungsmodus in der Checkzonenberechnung berücksichtigt wird.Die Checkzone (CzSSS) kann je nach Pegel des Prüfstroms ansprechen. Der Sammelschienenschutz (SSS) dagegen wird vom Differenzstrom nicht beeinflusst und sorgt dafür, dass das Ansprechen der Checkzone keine Auswirkungen hat.
  • Seite 81 Abschnitt 9 1MRK 505 349-UDE Schalterversagerschutz (SVS) Abschnitt 9 Schalterversagerschutz (SVS) Stromeinstellung Wenn der Ansprechstrom der Leistungsschalter-Reserveschutzfunktion zu niedrig eingestellt ist, besteht das Risiko, dass der SVS nach der erfolgreichen Auslösung eines Leistungsschalters nicht schnell genug zurückgesetzt wird.Dies kann eine Folge von Ausschwingvorgängen im Sekundärschaltkreis des Stromwandlers sein.
  • Seite 82 Abschnitt 9 1MRK 505 349-UDE Schalterversagerschutz (SVS) ���� + ���� ���� = ���� ⋅ ���� ���� ′ ���� + ���� ���� ���� ���� ′ ���� ∗ 1 + 2���� ⋅ ���� ⋅ ���� ���� ∗ Nach der Ermittlung der transienten Überstromziffer (���� ) ergeben sich die ����...
  • Seite 83 Siehe Datenblatt „Hauptschutz“ LS-Ausschaltzeit einschl. Lichtbogenlöschung Siehe Datenblatt „Leistungsschalter“ Rückfallzeit Überstromfunktion 19 ms Sicherheitstoleranz (Wenn keine angemessene > 20 ms (Empfehlung von ABB) margin Sicherheitstoleranzzeit eingeplant wird, kann der ordnungsgemäße Betrieb des SVS nicht gewährleistet werden.) Interne Verarbeitungszeit Stufe t1 14 ms...
  • Seite 84 Abschnitt 9 1MRK 505 349-UDE Schalterversagerschutz (SVS) Wenn eine Schalterversagerschutzfunktion vorhanden ist, kann der Leistungsschalter auf drei Weisen reagieren. 9.2.1 Fall 1:Erfolgreiche Auslösung durch die Hauptschutzfunktion Die Überstromfunktion und ein von der Hauptschutzfunktion ausgehendes Anregungssignal regen das Zeitglied t an.Der Leistungsschalter unterbricht vor Ablauf dieser Zeitspanne erfolgreich den Kurzschlussstrom, und die Überstromfunktion wird zurückgesetzt.Reserve-Auslösebefehl wird nicht erzeugt (SVS t...
  • Seite 85 Abschnitt 9 1MRK 505 349-UDE Schalterversagerschutz (SVS) Fehlereintritt Auslösebefehl Erfolgreiche Auslösebefehl Hauptschutz Ausl. SVS-t 1 SVS-t 1 Fall 2: Reserveauslösung (SVS-t 1 ) SVS (t 1 ) SVS (t2) Abbildung 44 Auslösung Leistungsschalter im Fall 2 9.2.3 Fall 3:Mitnahmeauslösung der umliegenden Leistungsschalter durch SVS Die Überstromfunktion und ein von der Hauptschutzfunktion ausgehendes Anregungssignal regen das Zeitglied t...
  • Seite 86 Abschnitt 9 1MRK 505 349-UDE Schalterversagerschutz (SVS) Fehlereintritt Auslösebefehl Ausösebefehl Auslösebefehl Hauptschutz Mitnahme SVS-t 2 SVS-t 1 Fall 3: Mitnahmeauslösung (SVS t 2 ) Mit- nahme SVS (t 1 ) SVS (t2) Abbildung 45 Mitnahmeauslösung Leistungsschalter im Fall 3 Die Fern-Auslösung der Gegenseite der Leitung kann so konfiguriert werden, dass sie entweder nach Ablauf der für t oder der für t eingestellten Zeit erfolgt.
  • Seite 87 Abschnitt 9 1MRK 505 349-UDE Schalterversagerschutz (SVS) ���� > ���� + (���� + ���� ) + ���� �������� ����1 ���� �������������������� ���� Der Mindestwert für t für eine Schalteröffnungszeit (t ) von 40 ms läge also bei: ���� > 40ms + 33ms + 20ms = 93ms Der ordnungsgemäße Betrieb des SVS kann nur gewährleistet werden, wenn die oben genannten Richtlinien für die Mindesteinstellungen der Schalterversager-Zeitglieder genau...
  • Seite 88 Abschnitt 9 1MRK 505 349-UDE Schalterversagerschutz (SVS) = 46ms + 2 ⋅ ( 40ms + 19ms + 20ms ) = 204ms ���� 2������������ Logik-Typ Die interne SVS-Logik kann für spezielle Anwendungen verändert werden.Das hier beschriebene SVS-Verfahren entspricht Logik-Typ 1. Alternative Logiken sind: 2.
  • Seite 89 Abschnitt 9 1MRK 505 349-UDE Schalterversagerschutz (SVS) mehrerer Stromwandler kann zu einem virtuellen Nullstrom führen, der nicht dem tatsächlichen Stromfluss im Primärsystem entspricht. • Berechnung durch interne Summierung der Phasenströme Diese Option gleicht der Holmgreen-Schaltung und ähnelt ihr hinsichtlich der Empfindlichkeit und den möglichen Messfehlern.Numerische Ungenauigkeiten können zu weiteren Fehlern führen.
  • Seite 90 Abschnitt 9 1MRK 505 349-UDE Schalterversagerschutz (SVS) 9.4.1.1 Durch Stromwandler-Sättigung hervorgerufener Nullstrom I Wenn ein oder mehrere Stromwandler gesättigt sind, führt die Summierung der drei Phasenströme nicht zu einer korrekten Darstellung des Fehlerstroms im Primärsystem: NSet Abbildung 46 I0 im Fall von Stromwandler-Sättigung 9.4.1.2 Durch offenen Stromwandler-Kreis hervorgerufener Nullstrom I0 Wenn die Verbindung zu einem Stromwandler unterbrochen wird, ist die FE nicht...
  • Seite 91 Abschnitt 9 1MRK 505 349-UDE Schalterversagerschutz (SVS) Feldeinheit REB500 0Σ Abbildung 47 I0 im Fall von offener Stromwandler-Verbindung 9.4.1.3 Stromwandler-Ungenauigkeiten Die Ungenauigkeit der einzelnen Stromwandler stellt einen weiteren Aspekt dar, welcher bei der Einstellung des SVS-L0-Systems berücksichtigt werden muss. Dieser Aspekt wird durch die Stromwandler-Klasse spezifiziert.In Abhängigkeit von der jeweiligen Stromamplitude tritt dieser Fehler im Schutzsystem als Nullstrom (3I0) auf, der Auslösepegel erreichen kann.
  • Seite 92 Abschnitt 9 1MRK 505 349-UDE Schalterversagerschutz (SVS) Das Signal „23340_SVS AUSLÖSUNG L0“ ist als Eingang für Feldschutzfunktionen verfügbar.Weitere Maßnahmen zur Sicherstellung einer selektiven Auslösung können durch die logische Freigabe des Auslösesignals mit zusätzlichen Feldschutzfunktionen erreicht werden. 9.4.2 Zeitstaffelung SVS-L0-System Die Zeitstaffelungseigenschaften des SVS-L0-Systems entsprechen denen des Phasensystems.Für das SVS-Phasensystem und das Nullsystem können unterschiedliche Einstellungen gewählt werden.
  • Seite 93 Leistungsschalter nicht angeregt, d. h. die Funktion „Schalterversagerschutz“ ist deaktiviert. Die Einstellung „Aktiv bei LS aus“ wird während der Projektierung durch ABB konfiguriert und kann danach nicht verändert werden.Die Einstellung zur Deaktivierung der Schalterversagerfunktion bei ausgeschaltetem Leistungsschalter muss während der erstmaligen Projektierung des Systems vorgenommen werden.
  • Seite 94 Abschnitt 10 1MRK 505 349-UDE Zusätzliche Schutzfunktionen Abschnitt 10 Zusätzliche Schutzfunktionen 10.1 Freigabe von Auslösebefehlen 10.1.1 Beispiel 1:Durch externes Unterspannungsrelais freigegebene SSS-Auslösung 10.1.1.1 Problem In einem direkt geerdeten Netz muss die Auslösung durch den SSS mithilfe eines externen Unterspannungskriteriums verriegelt werden.Dementsprechend verfügt jede Schutzzone über einen Spannungswandler und eine Unterspannungsfunktion.
  • Seite 95 Abschnitt 10 1MRK 505 349-UDE Zusätzliche Schutzfunktionen Abbildung 49 Einstellungen Beispiel 1 10.1.1.3 Ergebnis Wenn ein Fehler auf einem Sammelschienenabschnitt (z. B. SS1) auftritt, löst die Sammelschienenschutzfunktion für SS1 aus, jedoch muss das Auslösesignal auf das Freigabesignal für SS1 warten.Ein Fehler auf einem Sammelschienenabschnitt verursacht normalerweise einen Spannungseinbruch, welcher durch das externe Unterspannungsrelais für SS1 erfasst wird.Daher löst das Unterspannungsrelais ebenfalls das aus und überträgt das Freigabesignal an den REB500.Der REB500...
  • Seite 96 Abschnitt 10 1MRK 505 349-UDE Zusätzliche Schutzfunktionen Abbildung 50 Beispiel 2:EFS freigeben 10.1.2.2 Lösung Abbildung 51 Einstellungen Beispiel 2 10.1.2.3 Ergebnis Ein Fehler, der zwischen einem ausgeschalteten Leistungsschalter und den Stromwandlern auftritt (Endfehler), verursacht normalerweise einen Spannungseinbruch, welcher durch die interne Unterspannungsfunktion erfasst wird.Daher löst die Unterspannungsfunktion ebenfalls aus und überträgt das Freigabesignal an die EFS-Funktion innerhalb derselben Feldeinheit.
  • Seite 97 Abschnitt 10 1MRK 505 349-UDE Zusätzliche Schutzfunktionen 10.1.3 Beispiel 3:Durch interne Unterspannungsfunktion freigegebene SSS-Auslösung 10.1.3.1 Problem In einem direkt geerdeten Netz muss die Auslösung durch den SSS mithilfe des internen Unterspannungskriteriums verriegelt werden.Dementsprechend verfügt jede Schutzzone über einen Spannungswandler und eine Unterspannungsfunktion. 10.1.3.2 Lösung Abbildung 52...
  • Seite 98 Abschnitt 10 1MRK 505 349-UDE Zusätzliche Schutzfunktionen 10.1.4 Beispiel 4:Durch interne Unterspannungsfunktion freigegebene EFS-Auslösung ohne Spannungswandler auf den Sammelschienen 10.1.4.1 Problem In einem direkt geerdeten Netz muss die Auslösung durch den SSS mithilfe des internen Unterspannungskriteriums verriegelt werden, jedoch sind keine Spannungswandler zur Spannungsmessung an den Sammelschienen vorhanden.
  • Seite 99 Abschnitt 10 1MRK 505 349-UDE Zusätzliche Schutzfunktionen Leitungsschutzschalters (MCB) oder eines offenen Stromkreises zu einer Spannungsunterbrechung kommt. Das bedeutet, dass eine Unterspannungsfunktion die Auslösung der jeweiligen Schutzzone freigibt, wenn es entweder aufgrund eines ausgelösten MCB oder eines offenen Stromkreises zu einer Spannungsunterbrechung kommt.Da allerdings die restlichen der Schutzzone zugeordneten Unterspannungsfunktionen ebenfalls ausgewertet werden, verhindern diese eine Auslösung.
  • Seite 100 Abschnitt 10 1MRK 505 349-UDE Zusätzliche Schutzfunktionen Stromwandler-Schaltkreis einen Differenzstrom verursachen, der den Einstellwert der Stromvergleichsfunktion überschreitet. 10.1.5.2 Lösung Um dem vorzubeugen, kann die interne REB500-Unterspannungsfunktion als zusätzliches Nullstromkriterium der SSS-Funktion konfiguriert werden. Abbildung 54 Einstellungen Beispiel 5 10.1.5.3 Ergebnis Wenn ein einfacher Erdschluss auf einem Sammelschienenabschnitt (z.
  • Seite 101 Abschnitt 11 1MRK 505 349-UDE 1½-Schaltersysteme und Duplexanlagen Abschnitt 11 1½-Schaltersysteme und Duplexanlagen Dieser Abschnitt erläutert die Anwendung der Sammelschienen-, Schalterversager- und Endfehler-Schutzfunktionen in 1½-Schaltersystemen und Duplexanlagen.Die Beschreibung erfolgt anhand typischer Anlagenkonfigurationen. 1½-Schaltersysteme können in die folgenden fünf Hauptgruppen (Ausführung 1 bis 5), die im Hinblick auf ihre Abgrenzung separat zu betrachten sind, und eine Ausführung zur Anwendung von REB500 für Duplexanlagen unterteilt werden: 1.
  • Seite 102 Abschnitt 11 1MRK 505 349-UDE 1½-Schaltersysteme und Duplexanlagen Zum Schutz dieser Zone werden daher die REB500-Funktionen „stabilisierter Differenzstromschutz“ und „Phasenvergleich“ genutzt.Der entsprechende Algorithmus arbeitet in Abgrenzung von eventuell auftretenden Stromwandler- Sättigungen. Sammelschienenschutzsysteme werden im Allgemeinen genutzt, um einen abgegrenzten Schutz der Hauptsammelschienen zu gewährleisten.Zusätzlich dazu ist REB500 ebenfalls in der Lage, die T-Zone eines 1½-Schaltersystems wirksam zu schützen, indem das System ein Abbild der gesamten Anlagentopologie mit bis zu 32 unabhängigen Schutzzonen erstellt, von denen jede durch die...
  • Seite 103 Abschnitt 11 1MRK 505 349-UDE 1½-Schaltersysteme und Duplexanlagen 11.1 1½-Schaltersystem mit 3 Stromwandler pro Diameter Abbildung 55 T-Zonen-Schutz, Ausführung 1 11.1.1 T-Zonen-Schutz mit eingeschaltetem Trenner Q6 Bei eingeschaltetem Leitungstrenner Q6 werden Fehler innerhalb der T-Zonen (X und Y) durch den Abzweigschutz (Leitungsschutz oder Transformatorschutz) erfasst und ausgelöst.Die T-Zonen werden als Bestandteil des Leitungs- oder Transformatorabzweigs eingestuft.
  • Seite 104 Abschnitt 11 1MRK 505 349-UDE 1½-Schaltersysteme und Duplexanlagen 11.1.2.2 Transformatorabzweig Der Schutz des Transformatorabzweigs wird normalerweise mithilfe eines Differentialschutzes verwirklicht, das die T-Zone auch bei ausgeschaltetem Trenner Q6 schützt.Es ist daher nicht notwendig, das Zustandssignal von Trenner Q6 mit REB500 zu verbinden. Jeder Diameter in Ausführung 1 verfügt über drei Stromwandler.Diese Anordnung hat zur Folge, dass sich die Schutzzonen im Verhältnis zu den Leistungsschaltern nicht überlappen können und die drei ungeschützten Abschnitte („short zones“)
  • Seite 105 Abschnitt 11 1MRK 505 349-UDE 1½-Schaltersysteme und Duplexanlagen 11.3 1½-Schaltersystem mit 5 Stromwandler pro Diameter Abbildung 57 T-Zonen-Schutz, Ausführung 3 Aufgrund der zusätzlichen Stromwandler der Abzweige kann eine klare Abgrenzung zwischen T-Zone und Leitung einerseits sowie T-Zone und Transformatorabzweig andererseits vorgenommen werden.Die T-Zonen werden unabhängig von der Position der Leitungstrenner zu jeder Zeit geschützt.
  • Seite 106 Abschnitt 11 1MRK 505 349-UDE 1½-Schaltersysteme und Duplexanlagen Im Vergleich mit einem herkömmlichen Hochimpedanzsystem bietet REB500 die folgenden Vorteile beim Schutz der T-Zone: • Anstelle eines kompletten Hochimpedanzsystems ist für jede T-Zone nur eine zusätzliche Feldeinheit erforderlich. • REB500 stellt im Vergleich zu einem Hochimpedanzsystem niedrigere Anforderungen an die Haupt-Stromwandler.
  • Seite 107 Abschnitt 11 1MRK 505 349-UDE 1½-Schaltersysteme und Duplexanlagen 11.5 1½-Schaltersystem nur mit SSS-Funktion Abbildung 59 T-Zonen-Schutz, Ausführung 5 Wenn REB500 lediglich als Sammelschienenschutz fungiert (d. h. T-Zonen-, Schalterversager- und Endfehler-Schutzfunktionen werden nicht benötigt), wird kein T-Zonen-Abbild im REB500 erstellt.In diesem Fall wird ein 1½- Schaltersystem als zwei Einfachschienen angesehen.
  • Seite 108 Abschnitt 11 1MRK 505 349-UDE 1½-Schaltersysteme und Duplexanlagen Abbildung 60 Duplexanlage Im REB500 werden diejenigen Sammelschienenschutz-Messsysteme aktiviert, die die vorherrschenden Betriebsbedingungen (Trennerzustände) wiedergeben. Tabelle 8 Messsysteme Duplexanlagen Messsystem 1 Messsystem 2 Messsystem 3 S1//X S2//Y ● ● ○ S1//X//Y//S2 ● ●...
  • Seite 109 Abschnitt 11 1MRK 505 349-UDE 1½-Schaltersysteme und Duplexanlagen Im Beispiel unten wird die Zuweisung der Felder zu Feldeinheiten auf Grundlage von Ausführung 1 des T-Zonen-Schutzes dargestellt.Die beiden Abzweigfelder, die weder über Leistungsschalter noch Stromwandler verfügen, werden jeweils der Feldeinheit zugeordnet, deren Stromwandler und Leistungsschalter zu der auf ihrer jeweiligen Seite liegenden Sammelschiene führen.Der Leistungsschalter und der Stromwandler im Zentrum werden einer separaten Feldeinheit zugeordnet.
  • Seite 110 Abschnitt 12 1MRK 505 349-UDE Komplexe Anlagen Abschnitt 12 Komplexe Anlagen In der Realität sind komplexe Kupplungsschalteranordnungen häufig notwendig, um alle Anforderungen hinsichtlich der Zuverlässigkeit der Stromversorgung und der Schaltungsanpassung zu erfüllen und so auf wechselnde Betriebsbedingungen reagieren zu können. 12.1 SSS und SVS in Anlagen mit einer Umgehungsschiene...
  • Seite 111 Abschnitt 12 1MRK 505 349-UDE Komplexe Anlagen (Kupplungsschalter A S1–Sx, Kupplungsschalter B Sx–Sy, Kupplungsschalter C Sy–S2).Wenn alle drei Schalter eingeschaltet sind, werden die Sammelschienen S1 und S2 über eine „Serielle Kupplung“ A-B-C miteinander verbunden. Sofern sämtliche Abzweige Bestandteil eines 1½-Schaltersystems sind, besteht keine Notwendigkeit, einen Kupplungsschalter im Fall der zuvor erläuterten parallelen Verbindung zwischen den Sammelschienen zu blockieren.
  • Seite 112 Abschnitt 12 1MRK 505 349-UDE Komplexe Anlagen Bei paralleler Verbindung zwischen den Sammelschienen (Q1 und Q2 eingeschaltet) werden die Sammelschienen-Messsysteme S1 und S2 zu einem einzelnen Messsystem (S1/S2) verbunden. Vorausgesetzt, dass die drei Leistungsschalter des Diameters eingeschaltet sind, teilt sich der Stromfluss eines Sammelschienen-Kurzschlusses (Ik1) in einen direkten Teil (Ik11) und einen über die serielle Kupplung A-B-C fließenden Teil (Ik12) auf.Die T-Zonen-Abzweige Sx und Sy können darüber hinaus für die Kurzschlussstromzuflüsse (Ik2) und (Ik3) sorgen.Bei Parallelschaltung der...
  • Seite 113 Abschnitt 12 1MRK 505 349-UDE Komplexe Anlagen Diese Konfiguration auf Kupplungsschalter kann nur während der anfänglichen Systemprojektierung vorgenommen werden.Durch Auswahl des Feldes „Leistungsschalter“ im HMI500-Menü „Konfiguration“ kann der Status dieser Blockierlogik (aktiv oder inaktiv) für jeden Kupplungsschalter angezeigt, aber nicht geändert werden. Abbildung 65 Status Kupplungsschalter-Blockierlogik In Figure 66 ist ein vereinfachtes 1½-Schaltersystem dargestellt.Durch die...
  • Seite 114 Abschnitt 12 1MRK 505 349-UDE Komplexe Anlagen Ik11 Ik12 Ik12 Abbildung 66 Vereinfachtes 1½-Schaltersystem mit paralleler Verbindung zwischen Sammelschienen Ik11 Ik13 Ik13 Ik13 Abbildung 67 Mehrere Sammelschienen mit paralleler Verbindung zwischen Sammelschienen Die Nichtberücksichtigung der Kupplungsschalter-Messungen funktioniert nur dann absolut zuverlässig, wenn die Hilfskontakte die Status der Kupplungsschalter korrekt widerspiegeln.
  • Seite 115 Abschnitt 12 1MRK 505 349-UDE Komplexe Anlagen 12.3 Schaltfelder als Kupplungs- oder Abzweigleistungsschalter Bestimmte Leistungsschalter sind dafür ausgelegt, als Kupplungs- oder auch als Abzweigleistungsschalter zu fungieren.In Figure 68 ist ein entsprechendes Beispiel dargestellt. Abbildung 68 Als Abzweigleistungsschalter nutzbarer Kupplungsschalter Wenn Q1, Q0 und Q20 eingeschaltet und gleichzeitig Q2 und Q7 ausgeschaltet sind, liegt ein Kupplungsschalter vor.
  • Seite 116 Abschnitt 12 1MRK 505 349-UDE Komplexe Anlagen 12.4.1 1½-Schaltersystem Beide für die Steuerung des Abzweigs verantwortlichen Leistungsschalter werden ausgelöst. 12.4.2 Umgehungsmodus Wenn das Signal „EXTERNE AUSLÖSUNG“ an den Leistungsschalter Q0 gesendet wird, der Abzweig 1 steuert, wird der Fehler nicht isoliert, wenn Trenner Q7 eingeschaltet ist (Umgehungsmodus).Aus diesem Grund wird der Leistungsschalter Q0, der Kuppler 2 steuert, automatisch ausgeschaltet.Durchgehender Kurzschlüsse können nun korrekt ausgelöst werden.
  • Seite 117 Abschnitt 12 1MRK 505 349-UDE Komplexe Anlagen Schiene 1 Schiene 2 Schiene 2 Abgang 1 Abbildung 70 Umgehungstrenner Anwendungshandbuch Dezentraler Sammelschienenschutz REB500...
  • Seite 118 Kontaktieren Sie uns ABB AB Netzautomatisierungsprodukte SE-721 59 Västerås Schweden Telefon:+46 (0) 21 32 50 00 Fax:+46 (0) 21 14 69 18 http://www.abb.com/substationautomation...