Vektorsprungüberwachung - Seg HighTECH-Serie Handbuch

Handbuch MRG3 SEG Electronics GmbH
4.5.2 Vektorsprungüberwachung
Die Vektorsprungüberwachung schützt netzparallelarbeitende Synchrongeneratoren durch schnelle
Abschaltung bei Netzstörungen. Bei Netz-KU-Schaltungen sind diese Generatoren besonders
gefährdet. Die nach ca. 300 ms wiederkehrende Netzspannung könnte den Generator in
asynchroner Phasenlage treffen. Auch bei länger andauernden Netzstörungen ist eine schnelle
Trennung erforderlich. Grundsätzlich sind zwei An-wendungsfälle zu unterscheiden:
a) Nur Netzparallelbetrieb, kein Inselbetrieb:
Hier schützt die Vektorsprungüberwachung den Generator durch Ausschalten des
Generatorschalters bei Netzfehlern.
b) Netzparallel und Inselbetrieb:
Hier wirkt die Vektorsprungüberwachung auf den Netzschalter. Dadurch wird gewährleistet, dass
das Aggregat genau dann nicht blockiert wird, wenn es als Notstromaggregat gefordert ist.
Eine sehr schnelle Erfassung von Netzausfällen ist bei netzparallelarbeitenden
Synchrongeneratoren schwierig. Netzspannungswächter sind ungeeignet, denn der
Synchrongenerator sowie die Verbraucherimpedanzen stützen die abklingende Netzspannung.
Aus diesem Grund sinkt die Spannung erst nach mehreren 100 ms unter die Ansprechschwelle
des Spannungswächters. Daher ist eine sichere Erfassung von Kurzunterbrechungen der
Netzspannung mit Netzspannungswächtern nicht möglich.
Auch Frequenzrelais sind teilweise ungeeignet, denn nur ein hochbelasteter Generator sinkt
innerhalb von 100 ms messbar in der Drehzahl. Stromrelais sprechen erst durch die Existenz
kurzschlussartiger Ströme an, können jedoch deren Entstehung nicht vermeiden.
Leistungsänderungswächter sprechen innerhalb von 200 ms an, verhindern aber auch nicht die auf
Kurzschlussleistung ansteigende Leistungsänderung. Da auch Lastsprünge durch plötzliche
Belastungen des Generators auftreten können, ist eine Anwendung von
Leistungsänderungswächtern ebenfalls als problematisch anzusehen.
Ohne vorstehend benannte Einschränkungen erfasst das MRG3 die beschriebenen Netzausfälle
innerhalb von 60 ms, denn es wurde speziell für solche Fälle entwickelt, wo die äußeren
Bedingungen eine sehr schnelle Trennung vom Netz erfordern.
Addiert man die Schaltereigenzeit bzw. die Ausschalt-zeit eines Schützes hinzu, so bleibt die
Gesamt-Ausschaltzeit unter 150 ms. Voraussetzung für das Auslösen des Generator/Netzwächters
ist eine Leistungsänderung um mindestens 15 - 20% der Nennlast. Langsame Änderungen der
Systemfrequenzen, z.B. durch Regelvorgänge (Verstellen des Drehzahlreglers), führen nicht zur
Auslösung.
Kurzschlüsse innerhalb des Netzes können auch zur Auslösung führen, da auch hier ein Sprung
des Spannungsvektors größer als der Einstellwert auftreten kann. Die Größe des
Spannungsvektorsprungs ist abhängig von der Entfernung des Kurzschlussortes vom Generator.
Diese Funktion bietet auch für das EVU den Vorteil, dass die Netzkurzschlussleistung und somit
die einspeisende Energie auf den Kurzschluss von der Eigenerzeugungsanlage nicht unnötig
erhöht wird.
Bei sehr niedriger Eingangsspannung lässt sich die Vektorsprungmessung blockieren (siehe
Kapitel 5.9.1), um ein mögliches Fehlansprechen zu verhindern.
Hierbei wirkt die Unterspannungsblockade schneller als die Vektorsprungauslösung. Ein
Phasenausfall führt zur Blockierung der Vektorsprungauslösung, so dass ein Wandlerfehler (z. B.
Sicherungsausfall der Spannungswandler) nicht zur Fehlauslösung führt. Beim Ein8schalten der
Hilfsspannung oder der Messspannung wird die Vektorsprungüberwachung für ca. 5 Sekunden
blockiert (Siehe auch Kapitel 4.8).
Anmerkung:
Um Störspannungseinflüsse z. B. von Schützen oder Relais zu vermeiden, die eventuell zu
Überfunktionen führen, ist das MRG3 mit einer separaten Zuleitung an die Sammelschiene
anzuschließen.
DOK-TD-MRG3, Rev. D 25