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Handbuch MRN3
4.4
Prinzip der Frequenzüberwachung
Das Frequenzrelais MRN3 schützt elektrische Energieerzeuger, Verbraucher oder elektrische Be-
triebsmittel allgemein vor Über- oder Unterfrequenz.
Das Relais besitzt 3 voneinander unabhängig parametrierbare Frequenzstufen f1 f3 mit getrennt
einstellbaren Ansprechwerten und Verzögerungszeiten.
Das Messprinzip der Frequenzüberwachung basiert allgemein auf der Zeitmessung von jeweils
ganzen Schwingungsperioden, wobei bei jedem Spannungsnulldurchgang eine neue Messung ge-
startet wird. Ein Einfluss von Oberwellen auf das Messergebnis wird dadurch minimiert.
Abbildung 4.3: Bestimmung der Periodendauer anhand der Nulldurchgänge
Um ein Fehlauslösen durch auftretende Störspannungen und Phasensprüngen auszuschließen,
arbeitet das Relais mit einer einstellbaren Messwiederholung (siehe Abschnitt 5.4.2).
Bei kleinen Messspannungen, wie sie z. B. beim Generatorhochlauf auftreten, ist eine Frequenz-
auslösung u. U. nicht erwünscht.
Mit Hilfe des parametrierbaren Spannungsschwellwertes UB lassen sich alle Frequenzüber-
wachungsfunktionen blockieren, falls die gemessenen Spannungen unterhalb dieses Einstellwertes
liegt.
4.5
Messung des Frequenzgradienten (MRN3-2)
Netzparallel laufende Stromerzeuger, z. B. Eigenversorgungsanlagen der Industrie, sollten aus
folgenden Gründen bei Ausfall des Verbundnetzes schnellstmöglich vom Netz getrennt werden:
Es muss verhindert werden, dass die Stromerzeuger bei nicht synchroner Wiederkehr der
Netzspannung, z. B. nach einer Kurzunterbrechung, Schaden nehmen.
Die Industrie - Eigenversorgung muss aufrecht erhalten bleiben.
Die Messung der Frequenzänderungsgeschwindigkeit df/dt ist ein zuverlässiges Kriterium für die
Erkennung eines Netzfehlers. Voraussetzung hierzu ist ein Leistungsfluss über die
Netzkoppelstelle. Bei einem Netzfehler führt der sich dann spontan ändernde Leistungsfluss zu
einer steigenden, bzw. sinkenden Frequenz. Bei einem Leistungsdefizit der
Eigenerzeugungsanlage sinkt die Frequenz dabei linear ab und steigt bei einem
Leistungsüberschuss linear an (vorausgesetzt man vernachlässigt die Turbinenregelung und die
Frequenzabhängigkeit der Lasten). Typische Frequenzgradienten bei der Anwendung
"Netzentkupplung" liegen im Bereich von 0,5 Hz/s bis über 2 Hz/s.
Das MRN3 ermittelt den momentanen Frequenzgradienten df/dt jeder Netzspannungsperiode im
Abstand jeweils einer halben Periode. Durch eine nacheinander folgende Mehrfachbewertung des
Frequenzgradienten wird die Kontinuität der Änderungsrichtung (Vorzeichen des Frequenzgradien-
ten) festgestellt. Durch dieses spezielle Mess verfahren wird eine hohe Auslösesicherheit und
damit eine hohe Stabilität gegen transiente Vorgänge, z. B. Schalthandlungen erreicht. Die Gesamt
- Ausschaltzeit bei Netzfehlern liegt, je nach Einstellung bei 60 ms 80 ms.
DOK-TD-MRN3, Rev. C
SEG Electronics GmbH
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