Der Schutz der industriellen Hochspannungsnetze
Bei dem Planen der Hochspannungsnetze muss ein Schutzplan ausgearbeitet werden, um die Sicherheit der Menschen zu gewährleisten sowie die Kontinuität des Betriebs im Fehlerfall in der Elektroanlage zu erhalten.
Dazu ist es erforderlich, gemäß der Norm NF C 13-200, für jeden Punkt der Anlage die maximalen und minimalen Kurzschlussströme, die für jede Fehlerart vorgesehen sind, zu bestimmen: dreiphasig, zweiphasig, zweiphasig mit Erdung und einphasig. Die internationale Norm IEC 60909-0 „Kurzschlussströme in Drehstromnetzen“ verwendet die Methode der symmetrischen Komponenten. Sie basiert auf dem Einfügen einer dem Kurzschlusspunkt entsprechenden Spannungsquelle, da die Versorgung des Netzes sowie die Synchron- und Asynchronmaschinen durch ihre Innenimpedanzen ersetzt sind. Um die Berechnung der Werte der symmetrischen und asymmetrischen Kurzschlussströme zu ermöglichen, sind die Ströme in jeder Phase ermittelt, indem die auf die drei symmetrischen Komponenten des Netzes bezogenen Ströme hinzugefügt werden (Mitsystem, Gegensystem und Nullsystem). Dies bedürft der Kenntnis von den Impedanzen aller Komponenten der Anlage in jedem der drei Systeme.
Im Gegensatz zur Niederspannung, wobei die Überstromerkennung und die Unterbrechung generell auf derselben Anlage kontrolliert werden, sind die Funktionen in Hochspannung aufgegliedert. Die Überstromerkennung wird durch an ein Schutzrelais angeschlossene Stromtransformatoren durchgeführt, das das Unterbrechungsgerät sich auslösen lässt. Die Kenntnis von den Kurzschlussströmen ermöglicht die Auslöseschwellen zu bestimmen, die auf dem/den Schutzrelais eingestellt werden müssen.
Die Funktionen der Schutzrelais sind in der Norm ANSI / IEEE C37.2 normiert und beschrieben:
Abbildung 1: Auszug IEEE C37.2
Planung und Dimensionierung mit elec calc™
elec calc™ ermöglicht, die Hoch- und Niederspannung in demselben Projekt zu planen; alle Berechnungen, deren Kurzschlussströme der Norm IEC 60909-0 folgen, sowie die Prüfung aller normativen Zwänge, werden in Echtzeit durchgeführt. Die Erstellung des Einliniendiagramms ist völlig frei und kann durch Benutzung der in dem Schema-Katalog verfügbaren Musterzellen beschleunigt werden.
Abbildung 2: Beispiel einer mit elec elec™
geplanten Ankunftsstelle
elec calc™ ermöglicht, die Einstellung der zeitunabhängigen Überstromrelais bzw. die folgenden ANSI-Codes einzutragen und zu kontrollieren:
- 50: Unabhängiger Überstromzeitschutz (Phase)
- 51: Abhängiger Überstromzeitschutz (Phase)
- 50N: Unabhängiger Überstromzeitschutz (Erde)
- 51N: Abhängiger Überstromzeitschutz (Erde)
Abbildung 3: HS- und NS-Selektivitätstudie mit elec calc™
Die Kodierung dieser Schwellen ermöglicht ebenfalls die Selektivitätstudie über alle Spannungsbereiche des Projektes durchzuführen; es wird möglich sein, die chronometrischen und amperometrischen Anpassungen in Echtzeit mit dem Kurven-Tool durchzuführen. Es besteht die Möglichkeit, die Materialreferenzen in das Komponentenset des Projektes aufzunehmen, um die technischen Merkmale aus unserer herstellerübergreifenden Datenbank abzurufen.
Geschrieben von Jérôme Mullie, elec calc™-Produktmanager.
