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Erdschlußrelais-
baugruppe
SPCD 2D55
Numerisch
stabilisiertes
Differentialstrom-
prinzip
6
Bei einphasigen oder zweiphasigen Erdschlüs-
sen innerhalb des Schutzbereiches ist die Emp-
findlichkeit des die Phasenströme messenden
Differentialschutzes nicht unbedingt ausrei-
chend, besonders wenn der Sternpunkt des
Transformators über einen Widerstand geerdet
ist.
Die Erdschlußrelaisbaugruppe SPCD 2D55
schützt die Oberspannungs- und Unterspan-
Die numerische Differenzstromstufe reagiert
ausschließlich auf Erdschlüsse innerhalb des
Schutzbereiches, d. h. im Bereich zwischen den
Phasenstromwandlern und dem Nullstrom-
wandler. Ein Erdschluß in diesem Bereich ver-
ursacht einen Differenzstrom zwischen dem
Summenstrom der Phasenströme und dem Null-
strom vom Sternpunkt nach Erde. Das Schutz-
relais mißt diesen Differenzstrom. Ein externer
Stabilisierwiderstand ist nicht notwendig. (Sie-
he Anwendungsbeispiel 1)
Bei einem Erdschluß im Schutzbereich ist der
Phasenwinkel zwischen dem Summenstrom der
Phasenströme und dem Nullstrom größer als
90°, d. h. die Richtungen des Summenstroms
und des Nullstroms sind zum Schutzbereich.
Bei der Berechnung des Differenzstromes sind
die Richtungen des Summenstroms und des
Nullstroms so bewertet, daß die Funktion des
Relais nur möglich ist, wenn der Phasenwinkel
zwischen den Strömen größer als 90° ist. Je
kleiner die Phasenwinkeldifferenz, also je näher
der Winkel an 90° liegt, umso größer ist der zur
Auslösung notwendige Differenzstrom.
Die Kennlinie für das Differentialstromprinzip
ist in der Betriebsvorschrift für die Erdschlußre-
laisbaugruppe SPCD 2D55 beschrieben. Der
Einstellbereich der Grundeinstellungen P
und P
/I
ist 5...50 %. Die Funktion des nume-
2
n
rischen Differenzstromprinzips ist stabiblisiert
in Bezug auf die Phasenströme (Laststrom) auf
der Seite der zu schützenden Wicklung, d. h. je
höher der Durchschnittswert der Phasenströ-
me, umso höher ist der zur Anregung notwendi-
ge Differenzstrom.
Sollte der Summenstrom der Phasenströme Null
sein und der Nullstrom die Ansprechschwelle
überschreiten, liegt ein Erdschluß im Schutzbe-
reich vor und das Relais löst nach Ablauf der
nungswicklungen von Zweiwicklungstransfor-
matoren. Der Erdschlußschutz kann auf vier
verschiedene Weisen realisiert werden: mit dem
Hochimpedanzprinzip, dem numerisch stabili-
sierten Differentialstromprinzip, dem Summen-
stromprinzip oder dem Nullstromprinzip. Der
oberspannungs- und der unterspannungsseitige
Erdschlußschutz sind unabhängig voneinander,
so daß nicht dasselbe Schutzprinzip auf beiden
Seiten angewendet zu werden braucht.
voreingestellten Verzögerungszeit aus. Eine sol-
che Situation ist möglich beim Einschalten des
Transformators auf der Oberspannungsseite,
während auf der Unterspannungsseite ein inter-
ner Erdschluß vorliegt. In diesem Fall löst der
Erdschlußschutz der Unterspannungsseite aus.
Bei Anwendung des stabilisierten Differential-
stromprinzips muß das Verhältnis des Null-
stroms zum Summenstrom der Phasenströme
größer sein als der Einstellwert I
Oberspannungsseite und größer sein als der
Einstellwert I
/∑I
02
seite, damit ein Anregen des Erdschlußschutzes
auf der entsprechenden Seite möglich ist. Die
Einstellungen stellen die Selektivität des Erd-
schlußschutzes sicher, unter Beachtung der Ver-
teilung des Erdschlußstroms zwischen dem
Transformatorsternpunkt und dem Netz. Die
Verteilung des Erdschlußstroms ist abhängig
von dem Verhältnis der Nullimpedanzen des
Transformators und des speisenden Netzes und
auch von dem Ort des Erdschlusses in der
Wicklung. Außerdem beeinflussen auch die
Anzahl und Lage der anderen Sternpunkte im
Netz die Verteilung des Erdschlusses.
Die Korrektureinstellung des Übersetzungsver-
hältnisses I
/I
erlaubt die Korrektur von Null-
01
n
/I
strom- und Phasen-Wandlerverhältnis auf der
1
n
Oberspannungsseite. Die Einstellungen I
und I
/I
dienen zur entsprechenden Korrektur
2
n
auf der Unterspannungsseite.
Die Sättigung der Stromwandler bei Einschalt-
stromstößen verursacht bei Anwendung des
stabilisierten Differentialstromprinzips keine
Probleme, wenn die Funktion der Erdschlußre-
laisbaugruppe bei Einschaltvorgängen blockiert
wird. Diese Blockierfunktion basiert auf dem
Verhältnis der zweiten Oberschwingung zur
Grundschwingung des Nullstroms I
/∑I
auf der
01
1
auf der Unterspannungs-
2
02
oder I
01
/I
n
.
02
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