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ANSI 78 Vektorsprung
Der Vektorsprung ist eine der schnellen "Netzausfall (LOM)"-Schutzstufen. Das Prinzip basiert darauf,
dass ein Generator ein isoliertes Gebiet des elektrischen Netzes bedient, seine Spannung und
Frequenz hängen stark von der Lastgröße ab, die im Inselbereich verbleibt. Das Abbremsen der
Geschwindigkeit des Generators aufgrund einer Überlast geschieht nicht schnell genug, um z. B. eine
Auslösung (Trip) durch die Unterfrequenzstufe sicherzustellen. Das Hauptnetz kann mit
automatischen Wiederanschlussmechanismen ausgestattet sein. Wenn der Generator während der
Verzögerung des automatischen Wiederanschlusses nicht vom Netz getrennt wird, kann das Gebiet
mit Hilfe dieses Mechanismus wieder an das Stromnetz angeschlossen werden. Wenn sich der
Generator bei Wiederanschluss in asynchronem Zustand befindet, kann dies zu erheblichen Schäden
am Generator, an der Netzzuleitung und an der Anlage des Hauptnetzbetreibers führen. Der
Vektorsprung bietet die schnelle Schutzfunktion in dieser Situation.
Messprinzip
Wenn ein Synchrongenerator belastet wird, wird der Polradwinkel zwischen der Klemmenspannung
(Hauptnetzspannung) g und der synchronen elektromotorischen Kraft
eine Spannungsdifferenz U zwischen
hängt vom mechanischen Bewegungsdrehmoment der Generatorwelle ab. Die mechanische
Wellenleistung wird mit der Netzspannung der Zuleitung ausgeglichen und die synchrone
Geschwindigkeit bleibt konstant.
U
U
U
g
e
Bei Ausfall des Hauptnetzes oder automatischem Wiederanschluss speist der Generator plötzlich eine
sehr hohe Verbraucherlast ein. Der Polradwinkel wird schnell verkleinert und der Spannungsvektor
g ändert seine Richtung in
U´
U
U´
e
g
Wie im Zeitdiagramm dargestellt, springt die Spannung auf einen anderen Wert und die
Phasenposition verändert sich. Dieses Verfahren wird als Phasen- oder Vektorsprung bezeichnet. Das
MainsPro misst die Zyklen kontinuierlich, jeder Aufschwung wird bei Null gestartet. Die Taktzeit wird
intern mit der Referenzzeit verglichen. Wenn der Aufschwung des Vektorsprungs bei Null verzögert
ist, löst das Gerät sofort aus (Trip). Der Auslösungswinkel und somit die Empfindlichkeit der
Vektorsprungerkennung kann mit dem Parameter
MainsPro, SW-Version 1.5, ©ComAp – April 2014
MainsPro Anwendungshandbuch
g. Der Polradwinkel zwischen Stator und Rotor
e und
l
l
1
2
Mains
Z
g'.
l´
1
Mains
Z
LOM: Vs lim
e gebildet. Daher entsteht
U
g
U
e
Generator
Mains/Load
In parallel with the mains
U
g
U
U´
e
g
Generator
Load
At mains failure
eingestellt werden.
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