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Abschnitt 6
Differentialschutz
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Isolierung, den Wicklungen und dem Statorkern führen. Die hohen
Kurzschlussströme führen zu hohen Stromkräften, die zur Beschädigung der
übrigen Teile des Kraftwerks, wie Turbine und Generator-Turbinen-Welle, führen
können. Der Kurzschluss kann auch eine Explosion und ein Feuer verursachen.
Wenn in einem Generator ein Kurzschluss auftritt, entsteht ein Schaden. Die
Schwere und somit die Reparaturdauer sind vom Grad des Schadens abhängig, der
wiederum im hohen Maße von der Fehlerzeit abhängig ist. Eine schnelle
Beseitigung solcher Fehler ist somit von höchster Wichtigkeit, um Schäden und
somit den wirtschaftlichen Schaden zu begrenzen.
Um die Schäden in Verbindung mit Kurzschlüssen bei Statorwicklungen zu
begrenzen, muss der Fehler schnellstmöglichst behoben werden. Die
Fehlerstromzuflüsse vom externen Netz (über den Generator und/oder den
Blockleistungsschalter) und vom Generator selbst müssen schnellstmöglichst
getrennt werden. Es ist extrem wichtig, die mechanische Leistung an der Turbine
schnell zu verringern. Wenn der Generatorblock in der Nähe anderer
Generatorblöcke an das Netz angeschlossen ist, ist eine rasche Fehlerabschaltung
die Voraussetzung zur Erhaltung der dynamischen Stabilität der Generatoren.
Normalerweise ist der Kurzschluss-Fehlerstrom sehr hoch, d.h., erheblich größer
als der Bemessungsstrom des Generators. Es besteht die Gefahr, dass zwischen den
Leitern, die sich in der Nähe des Neutralpunktes des Generators befinden, ein
Fehler ereignet, der zu einem relativ kleinen Fehlerstrom führt. Der Fehlerstrom,
der vom Generator selbst gespeist wird, kann auch wegen einer schwachen
Erregung des Generators klein sein. Dies ist normalerweise beim Hochfahren des
Generators der Fall, bevor die Synchronisierung zum Netz hergestellt ist. Daher ist
es wünschenswert, dass die Erkennung von Leiter-Leiter-Fehlern an Generatoren
relativ empfindlich erfolgt, so dass auch kleine Fehlerströme erkannt werden.
Außerdem ist es sehr wichtig, dass der Kurzschlussschutz des Generators bei
externen Fehlern nicht auslöst, wenn ein großer Fehlerstrom vom Generator
gespeist wird. Bezüglich schneller Fehlerbeseitigung, Empfindlichkeit und
Selektivität ist normalerweise der Stromdifferentialschutzes GENPDIF die
geeignete Alternative für Leiter-Leiter-Kurzschlüsse in Generatoren.
Das Risiko einer unerwünschten Auslösung des Differentialschutzes durch eine
Stromwandlersättigung des Transformators ist bei dieser Art des Schutzes ein
generelles Problem. Wenn der Generator in Verbindung mit einem externen
Kurzschluss abschaltet, kann dies zu einem erhöhten Risiko eines
Netzzusammenbruchs führen. Zusätzlich kann bei jedem unerwünschten
Abschalten des Generators ein Produktionsausfall eintreten. Somit gibt es ein
großes wirtschaftliches Interesse, unerwünschte Trennungen der Stromerzeugung
zu verhindern.
Bei Generatoranwendung ist das mögliche Auftreten einer besonderen Situation zu
berücksichtigen, dass der Kurzschluss-Fehlerstrom mit einer großen
Gleichstromkomponente überlagert ist und der Fehlerstrom nach mehreren
Perioden keine Nulldurchgänge haben kann. Der Grund hierfür ist die lange
Gleichstromzeitkonstante des Generators (bis zu 1.000 ms). Siehe Abbildung 50.
1MRK 502 033-UDE -
Anwendungs-Handbuch
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