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Funktionen
2.23 Thermischer Überlastschutz
2.23
Thermischer Überlastschutz
Der thermische Überlastschutz verhindert eine thermische Überbeanspruchung des zu schützenden Objekts,
besonders bei Transformatoren, rotierenden Maschinen, Leistungsdrosseln und Kabeln. Bei Freileitungen ist
er i.Allg. nicht nötig, da die Berechnung einer Übertemperatur wegen der stark schwankenden Umgebungsbe-
dingungen (Temperatur, Winde) nicht sinnvoll ist. Hier kann jedoch die strommäßige Warnstufe vor drohender
Überlastung warnen.
2.23.1
Funktionsbeschreibung
Das Gerät errechnet die Übertemperatur gemäß einem thermischen Einkörpermodell nach der thermischen
Differentialgleichung
mit
Θ
τ
th
I
k
I
N
Die Lösung dieser Gleichung ist im stationären Fall eine e-Funktion, deren Asymptote die Endübertemperatur
darstellt. Nach Erreichen einer ersten einstellbaren Schwelle der Übertemperatur Θ
Θ
End
Endübertemperatur liegt, wird eine Warnmeldung abgegeben, um z.B. eine rechtzeitige Lastreduzierung zu
veranlassen. Ist die zweite Übertemperaturgrenze, die Endübertemperatur (= Auslöseübertemperatur) er-
reicht, wird das Schutzobjekt vom Netz getrennt. Der Überlastschutz kann jedoch auch auf Nur Meldung ein-
gestellt werden. In diesem Fall wird auch bei Erreichen der Endtemperatur nur eine Meldung abgegeben.
Die Berechnung der Übertemperaturen erfolgt für jede Phase in einem thermischen Abbild aus dem Quadrat
des jeweiligen Phasenstromes. Dies gewährleistet eine Effektivwertverarbeitung und berücksichtigt auch
Oberschwingungseinflüsse. Für die Bewertung in den Grenzwertstufen kann wahlweise die Maximale der drei
errechneten Leiterübertemperaturen, deren Mittelwert oder die aus dem größten der Leiterströme berechnete
Übertemperatur herangezogen werden.
Der thermisch maximal zulässige Dauerstrom I
I
= k·I
max
N
Außer der Angabe dieses k-Faktors ist die thermische Zeitkonstante τ
einzugeben.
Der Überlastschutz besitzt außer der thermischen auch eine strommäßige Warnstufe I
frühzeitig einen Überlaststrom melden, auch wenn die Übertemperatur noch nicht die Warn- oder Auslöseüber-
temperatur erreicht hat.
Der Überlastschutz kann über einen Binäreingang blockiert werden. Dabei werden auch die thermischen Ab-
bilder auf Null gesetzt.
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– aktuelle Übertemperatur, bezogen auf die Endübertemperatur bei
maximal zulässigem Leiterstrom k·I
– thermische Zeitkonstante der Erwärmung
– aktueller effektiver Strom
– k-Faktor, der den maximal dauernd zulässigen Strom bezogen auf den
Nennstrom der Stromwandler angibt
– Nennstrom des Gerätes
N
wird als Vielfaches des Nennstromes I
max
sowie die Warnübertemperatur Θ
th
C53000-G1100-C169-5, Ausgabedatum 02.2011
, die unterhalb der
warn
beschrieben:
N
warn
. Diese kann bereits
warn
SIPROTEC, 7SD5, Handbuch
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