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6.17
Thermischer Überlastschutz
6.17.1 Funktionsbeschreibung
7SA6 Handbuch
C53000-G1100-C133-1
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 Be-
rechnung einer Übertemperatur wegen der stark schwankenden Umgebungsbedin-
gungen (Temperatur, Winde) nicht sinnvoll ist. Hier kann jedoch die strommäßige
Warnstufe vor drohender Überlastung warnen.
Das Gerät errechnet die Übertemperatur gemäß einem thermischen Einkörpermodell
nach der thermischen Differentialgleichung
dΘ
1
1
------ - Θ
⋅
⋅
------- -
+
=
------ -
τ
τ
dt
th
th
Θ
mit
– momentane Übertemperatur bezogen auf die Endübertemperatur bei maxi-
mal zulässigem Leiterstrom k · I
τ
– thermische Zeitkonstante der Erwärmung
th
k
– k–Faktor, der den maximal dauernd zulässigen Strom bezogen auf Nennstrom
der Stromwandler angibt
I
– aktueller effektiver Strom
– Nennstrom der Stromwandler
I
N
Die Lösung dieser Gleichung ist im stationären Fall eine e–Funktion, deren Asymptote
die Endübertemperatur Θ darstellt. Nach Erreichen einer ersten einstellbaren Schwel-
le der Übertemperatur Θ
Warnmeldung abgegeben, um z.B. eine rechtzeitige Lastreduzierung zu veranlassen.
Ist die zweite Übertemperaturgrenze, die Endübertemperatur = Auslöseübertempera-
tur, erreicht, wird das Schutzobjekt vom Netz getrennt. Der Überlastschutz kann je-
doch auch auf 1XU 0HOGXQJ eingestellt werden. In diesem Fall wird auch bei Errei-
chen 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 Ef-
fektivwertverarbeitung und berücksichtigt auch Oberschwingungseinflüsse. Für die
Bewertung in den Grenzwertstufen kann wahlweise die maximale der drei errechne-
ten Leiterübertemperaturen, deren Mittelwert oder die aus dem größten der Leiterströ-
me berechnete Übertemperatur herangezogen werden.
Der thermisch maximal zulässige Dauerstrom I
mes I
beschrieben:
N
= k · I
I
max
N
Außer der Angabe dieses k–Faktors ist die thermische Zeitkonstante τ
Warnübertemperatur Θ
Der Überlastschutz besitzt außer der thermischen auch eine strommäßige Warnstufe
I
. Diese kann bereits frühzeitig einen Überlaststrom melden, auch wenn die Über-
warn
temperatur noch nicht die Warn- oder Auslöseübertemperatur erreicht hat.
Der Überlastschutz kann über einen Binäreingang blockiert werden. Dabei werden
auch die thermischen Abbilder auf Null gesetzt.
2
I
------------ -
k I ⋅
N
N
, die unterhalb der Endübertemperatur liegt, wird eine
warn
einzugeben.
warn
wird als Vielfaches des Nennstro-
max
Funktionen
sowie die
th
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