Netzschutztechnik in ATPDesigner Applikationshandbuch zur Verwendung von Netzschutztechnik im Netzberechnungsprogramm ATPDesigner Power Engineering Saar Institut für Elektrische Energiesysteme Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 1 Einleitung .......................................................................................................................4 2 ATPDesigner und Netzschutztechnik ...........................................................................5 3 UMZ-Schutz, Distanzschutz, Differenzialschutz, Schmelzsicherungen ......................7 4 Aufbau eines Energieversorgungsnetzes....................................................................8 5 6 4.1 Erzeugung eines leeren Zeichenbereiches .......................................................................... 9 4.2 Aufbau und Parametrierung eines Energieversorgungsnetzes ........................................ 10 4.2.1 4.2.2 Hinzufügen von neuen Netzwerkelementen mit Drag & Drop ................................... 10 Öffnen des Einstelldialogs eines Betriebsmittels .......................................................... 11 4.2.3 Einfügen der Netzeinspeisung Network Infeed 1 4.2.4 Einfügen eines Messgerätes Probe und Erzeugung einer elektrischen Verbindung zwischen Netzwerkelementen ................................................................. 13 4.2.5 Einfügen eines Transformators Transformer 4.2.6 Einfügen einer Sammelschiene Busbar 4.2.7 Einfügen einer Leitung 4.2.8 Einfügen einer Last .................................................... 11 ............................................................. 17 ................................................................... 18 ............................................................................................... 19 ..................................................................................................... 21 Durchführung stationärer Lastfluss- und Kurzschlussstromberechnungen .............22 5.1 Stationäre Netzberechnung (Lastflussberechnung) 5.2 Durchführung einer stationären Kurzschlussstromberechnung ........................................ 25 5.2.1 5.2.2 ..................................................... 22 Kurzschlussstromberechnung nach dem Superpositionsverfahren .......................... 26 Kurzschlussstromberechnung nach VDE 0102 (IEC 60909) ........................................ 28 Netzschutztechnik im Netzberechnungsprogramm ATPDesigner ..........................30 6.1 Generelle Einstellungen bei der Verwendung von Netzschutzeinrichtungen ................ 31 6.1.1 6.1.2 6.1.3 6.1.4 6.1.5 6.1.6 6.2 Überstromzeitschutzeinrichtungen (UMZ) – Directional Overcurrent ............................... 53 6.2.1 6.2.2 6.2.3 6.2.4 6.3 Einstelldialog Probe, General Data - Auswahl einer Netzschutzfunktion ................. 31 Verbindung zwischen Leistungsschalter und Schutzgerät ......................................... 32 Zuweisung zu schützender Betriebsmittel ..................................................................... 35 Darstellung von Diagrammen - Zeitstaffelkennlinie, Impedanzzone, etc. ............... 38 Ergebnisse einer Schutzanalyse .................................................................................... 43 Leistungsschalter - Interne Schalter der Probe statt Switch ....................................... 51 Verwendung des Anregesystems- Registerkarte V<> & I> ........................................ 55 Zeitstaffelplan................................................................................................................... 57 Schutzanalyseergebnisse und Auslösekennlinie ........................................................ 58 Richtungskennlinie für den gerichteten UMZ-Schutz .................................................. 61 Distanzschutzeinrichtungen (DIST) – Distance Protection ................................................. 62 6.3.1 6.3.2 6.3.3 6.3.4 6.3.5 6.3.6 6.3.7 6.3.8 6.3.9 6.3.10 Impedanzzonen und Auslösecharakteristik ................................................................ 65 Spannungs- und Stromwandler ..................................................................................... 66 Daten des zu schützenden Netzwerkelementes ......................................................... 66 Erdstromkompensationsfaktor ....................................................................................... 66 Einstellwerte für die Impedanzzonen ............................................................................ 67 Zeitstaffelplan................................................................................................................... 69 Auslösekennlinie ............................................................................................................. 70 Verwendung der Anregesysteme ................................................................................. 73 Zusätzliche Schutzfunktionen ......................................................................................... 82 Schutzanalyseergebnisse und Auslösekennlinie ........................................................ 92 Seite 2 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 6.3.11 Blockschaltbild des Distanzschutzes............................................................................. 98 6.4 Schmelzsicherungen (FUSE) .................................................................................................. 99 6.4.1 6.4.2 6.4.3 6.4.4 6.5 Messgerät Probe als Schmelzsicherung definieren .................................................. 100 Auswahl der Schmelzkennlinie.................................................................................... 102 Darstellung der Schmelzkennlinien in einem Diagramm ......................................... 106 Schutzanalyseergebnisse und Auslösekennlinie ...................................................... 107 Differenzialschutzeinrichtungen (DIFF) .............................................................................. 109 6.5.1 6.5.2 6.5.3 Konfiguration des Differenzialschutzes ....................................................................... 113 Auslösekennlinie ........................................................................................................... 117 Schutzanalyseergebnisse und Auslösekennlinie ...................................................... 118 Seite 3 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 1 07.03.2016 Einleitung Das Netzberechnungsprogramm ATPDesigner ist eine grafische Benutzeroberfläche zur Berechnung von Spannungen, Strömen, Leistungen und verschiedenen mechanischen Einstellwerten in elektrischen Energieversorgungsnetzen, welches das Netzberechnungsprogramm ATP (Alternative Transients Program, siehe auch www.eeug.org, www.emtp.org ) verwendet. Die Schnittstelle zwischen ATPDesigner und ATP wird über Textdateien hergestellt. Bei der Berechnung erzeugt ATPDesigner eine .ATP-Ausgabedatei, die alle erforderlichen Daten des elektrischen Energieversorgungsnetzes beinhaltet und von ATP berechnet werden kann. Dadurch ist es nicht erforderlich, sich mit dem komplexen Regelwerk des Netzberechnungsprogramms ATP auseinanderzusetzen. Als Ergebnis liefert das ATP eine .LST- und eine .PL4-Datei. ATP ist ein weltweit eingesetztes Software-Tool zur Berechnung speziell 3-phasiger, elektrischer Energieversorgungsnetze. Mit Hilfe des Netzberechnungsprogramms ATPDesigner als grafische Benutzeroberfläche lassen sich auf einfache Art auch komplizierte und umfangreiche elektrische Energieversorgungsnetze aufbauen und berechnen. Eine detaillierte Kenntnis des ATP-spezifischen Regelwerkes ist nicht erforderlich. ATPDesigner enthält alle wichtigen Betriebsmittel der Elektroenergieversorgung wie z.B. Transformatoren oder Leitungen als Vorlagen. Die Betriebsmittel lassen sich in ihren physikalischen Eigenschaften verändern und so den jeweiligen Betriebsverhältnissen anpassen. Durch die einfache Auswahl der gewünschten Betriebsmittel und durch die einfachen Verbindungsmöglichkeiten der Betriebsmittel untereinander lassen sich schnell auch große elektrische Energieversorgungsnetze erstellen und berechnen. Mit Hilfe von ATPDesigner ist es auch möglich, Netzstörungen wie z.B. Kurzschlüsse zu berechnen. Die Ergebnisse d.h. Spannungen, Ströme und Leistungen werden für die einzelnen Betriebsmittel in Tooltips angezeigt. Das Elektroenergieversorgungsnetz kann von ATPDesigner mit dem ATP in seinem stationären als auch in seinem transienten Verhalten untersucht werden. Daher ist ATPDesigner besonders für die Analyse und Auswertung von Kurzschlüssen in Elektroenergieversorgungsnetzwerken geeignet, aber auch zur Lastflussberechnung. Hinweis zum Haftungsausschluss Der Autor der vorliegenden Dokumentation übernimmt keine Gewährleistung dafür, dass die vorliegende Dokumentation und/oder die vom Anwender verwendete Software ATPDesigner nicht mit Fehlern behaftet ist, welche die Tauglichkeit der Software mindern oder aufheben können. Auch Bezüge, Zitate, oder sonstige Verweise zu anderen Dokumenten, Normen und sonstigen Vorschriften können fehlerhaft sein. Der Autor macht darauf aufmerksam, dass es nach dem Stand der Technik nicht möglich ist, Software so zu erstellen, dass diese in allen denkbaren Anwendungen und Kombinationen fehlerfrei arbeitet. Der Autor bitte darum, jegliches Fehlverhalten der Software oder Fehler in der vorliegenden Dokumentation direkt dem Autor mitzuteilen. Die Kontaktdaten des Autors sind unter www.atpdesigner.de oder www.powerengs.de einsehbar. Seite 4 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 2 07.03.2016 ATPDesigner und Netzschutztechnik ATPDesigner ist speziell für die Nachbildung elektrischer Netze aller Spannungsebenen und die darin eingesetzte Netzschutztechnik geeignet. ATPDesigner stellt dem Anwender die klassischen Schutzfunktionen wie Überstromzeitschutz, Distanzschutz, Differenzialschutz und Schmelzsicherungen aber auch viele Zusatzfunktionen wie z.B. Signalvergleich mit generischen Modellen zur Verfügung. Die generischen Modelle sind herstellerneutral, orientieren sich aber an den marktüblichen Funktionen. Es wird empfohlen das in deutscher Sprache geschriebene Handbuch Einführung in ATPDesigner zu lesen. In dem Handbuch sind die Bedienelemente von ATPDesigner sowie der Aufbau eines Netzes schrittweise ausführlich erläutert. Das vorliegende Applikationshandbuch ist eine dazu gehörende Ergänzung, die speziell die Anwendung der Netzschutztechnik in ATPDesigner erläutert. In dem vorliegenden Applikationshandbuch wird die Verwendung der Netzschutztechnik für alle Schutzfunktionen mit Anwendungsbeispielen an dem Referenznetz nach Abbildung 1 erläutert. Abbildung 1: Beispielnetz zur Erläuterung der Netzschutztechnik in ATPDesigner Das Netzberechnungsprogramm ATPDesigner beinhaltet eine Vielzahl netzschutztechnischer Funktionen, die stetig weiterentwickelt werden. Um diese Funktionen möglichst schnell und zielführend verwenden zu können, bedarf es einer separaten Anleitung zur Verwendung von Netzschutztechnik in ATPDesigner. Die vorliegende Anleitung beschränkt sich dabei ausschließlich auf die Verwendung dieser Schutzfunktionen ohne dabei auf die theoretischen Grundlagen einzugehen. Sie ist somit als eine Ergänzung des Handbuches Einführung in ATPDesigner, worin alle zugehörigen theoretischen Aspekte dokumentiert sind, zu verstehen. Seite 5 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Grundsätzlich ist das Netzberechnungsprogramm ATPDesigner mit dem ATP in der Lage, dynamische Netzvorgänge zu berechnen auch für netzschutztechnische Anwendungen. Das vorliegende Applikationshandbuch erläutert allerdings nur die Funktionen und Modelle zur Berechnung stationärer Netzzustände. Seite 6 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 3 07.03.2016 UMZ-Schutz, Distanzschutz, Differenzialschutz, Schmelzsicherungen Im vorliegenden Applikationshandbuch wird die Parametrierung der herstellerneutralen Modelle von Überstromzeitschutz, Distanzschutz, Schmelzsicherungen und Differenzialschutz im Netzberechnungsprogramm ATPDesigner Schritt für Schritt erläutert. Der Umgang mit den Schutzfunktionen wird anhand einfacher Netztopologien vermittelt. Ziel ist es dabei den Fokus auf die Verwendung der jeweiligen Schutzfunktion zu legen ohne Besonderheiten durch komplexe Netzstrukturen berücksichtigen zu müssen. Die so anhand einfacher Beispiele gewonnenen Erkenntnisse, ermöglichen es dem Anwender Netzschutztechnik in ATPDesigner auch für komplexere Energieversorgungsnetze zu verwenden. Die vorliegende Dokumentation bezieht sich in den Erklärungen auf die Systemeinstellungen von ATPDesigner, die in der Grundeinstellung aktiv sind. Die Grundeinstellung der Systemeinstellwert kann im Zweifelsfall dadurch wiederhergestellt werden, in dem die Datei ATPDesigner.ini im Verzeichnis der ausführbaren Datei ATPDesigner.exe (als Grundeinstellung: c:\atpdesigner\exe) gelöscht wird. Nach dem Neustart von ATPDesigner wird die Initialisierungsdatei mit der Grundeinstellung neu erzeugt und gespeichert. Seite 7 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 4 07.03.2016 Aufbau eines Energieversorgungsnetzes Die Schutzfunktionen in ATPDesigner werden in Kapitel 4 anhand des sogenannten Referenznetz-Schutz erläutert. Dieses Netz wird bei der Installation von ATPDesigner mitgeliefert und besteht aus folgenden Netzwerkelementen: einer Netzeinspeisung Network Infeed einem 2-Wicklungs-Transformator Transformer drei Leitungen Line fünf Messgeräten Probe mit Leistungsschaltern Switch (small shape) den Einbauorten der Schutzgeräte aus Kapitel 4 drei Lasten Load drei Sammelschienen Busbar an Das vollständig aufgebaute Referenznetz ist in Abbildung 3 dargestellt. Abbildung 2: Referenznetz zur Anwendung der Netzschutztechnik Dieses Kapitel beschreibt einleitend wie dieses Energieversorgungsnetz im Netzberechnungsprogramm ATPDesigner aufgebaut wird und welche Einstellwert in den Einstelldialogen einzustellen sind. Die konkreten Einstellwerte des Referenznetzes sind dabei den nachfolgenden Abbildungen der jeweiligen Einstelldialoge zu entnehmen. Es wird empfohlen, das entsprechende Kapitel Ein neues Energieversorgungsnetz erstellen des Handbuches Einführung in ATPDesigner zu lesen. Seite 8 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 4.1 07.03.2016 Erzeugung eines leeren Zeichenbereiches Nach dem Start von ATPDesigner stehen drei Möglichkeiten zum Erstellen eines neuen Zeichenbereiches (View) zur Verfügung: 1. ein Klick auf den Button 2. Auswahl des Hauptmenüs File + Klick auf den Eintrag New 3. die Tastenkombination Strg + N Zusätzlich zum neuen Zeichenbereich erzeugt ATPDesigner ein einfaches Netzwerk, das sogenannte Default-Energieversorgungsnetz, dargestellt in Abbildung 3. Dieses Netz kann nun entweder durch einen Left Mouse Button Click auf den Button vollständig gelöscht oder nach Belieben umgebaut und angepasst werden. Nach dem Löschen können neue Netzwerkelemente hinzugefügt werden. Leitung SingleCircuit Line Netzeinspeisung Network Infeed Sammelschiene Busbar Ausgabefenster für Meldungen Messages Window Schalter mit Messort Circuit-Breaker Abbildung 3: Zeichenbereich mit Default-Energieversorgungsnetz Zur Erläuterung des Aufbaus eines Energieversorgungsnetzes wird das Default-Energieversorgungsnetz aus Abbildung 2 durch einen Klick auf den Button gelöscht. Abbildung 4 zeigt die leere Zeichenfläche nach Löschen des Default-Energieversorgungsnetzes. Seite 9 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Toolbar für Betriebsmittel Leere Zeichenfläche View Liste der Betriebsmittel Project Information Abbildung 4: Leere Zeichenfläche 4.2 Aufbau und Parametrierung eines Energieversorgungsnetzes Das Referenznetz wird nun Schritt für Schritt in der leeren Zeichenfläche aufgebaut und die Einstellwerte für die Betriebsmittel eingestellt. Die einzelnen Betriebsmittel können dabei auf drei verschiedene Arten in die leere Zeichenfläche eingebracht werden: 1. Verwendung der Einträge im Hauptmenü Network Design 2. Verwendung des entsprechenden Toolbarbuttons in der Toolbar für Betriebsmittel 3. Drag & Drop der gewünschten Betriebsmittel entweder aus der Registerkarte Equipment oder aus der Registerkarte Network der Liste der Betriebsmittel Project Information 4.2.1 Hinzufügen von neuen Netzwerkelementen mit Drag & Drop Das Einfügen eines neuen Betriebsmittels Network aus der Liste der Betriebsmittel im Fenster Project Information (siehe Abbildung 4) kann durch Drag & Drop erfolgen: 1. Mit einem Left Mouse Button Click wird der Typbezeichner z.B. Probe des einzufügenden Betriebsmittels markiert. 2. Mit gedrückter linker Maustaste wird das neue Betriebsmittel auf die Designfläche (View) gezogen. Seite 10 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 3. Mit dem Loslassen der linken Maustaste wird das neue Betriebsmittel an der Position des Mauscursor positioniert und in das elektrische Netz eingefügt. Hinweis Es wird empfohlen mit der Netzeinspeisung Network Infeed 1 (Kapitel 6.6) zu beginnen, da in diesem Netzwerkelement die Netznennfrequenz fn eingestellt werden kann. Nach dem Einfügen eines neuen Netzwerkelementes mit Hilfe eines Toolbar-Buttons wird der zugehörige Einstelldialog nicht automatisch geöffnet, sondern muss durch einen Left Mouse Button Double Click manuell geöffnet werden. 4.2.2 Öffnen des Einstelldialogs eines Betriebsmittels Der Einstelldialog eines Netzwerkelementes kann durch einen Left Mouse Button Double Click auf das grafische Symbol des Betriebsmittels geöffnet. 4.2.3 Einfügen der Netzeinspeisung Network Infeed 1 Im ersten Schritt zum Aufbau des Referenznetzes wird die Netzeinspeisung Network Infeed 1 in die Zeichenfläche eingebracht und eingestellt. Diese Einspeisung ist in ATPDesigner von besonderer Bedeutung, denn mit ihrer Hilfe kann die Nennfrequenz fn des jeweiligen Energieversorgungsnetzes, im Gegensatz zu allen anderen Network Infeed, beliebig eingestellt werden. Die so definierte Netzfrequenz wird automatisch für alle anderen Netzeinspeisungen übernommen. Der Zugriff auf Network Infeed 1 erfolgt durch einen Klick auf den Pfeil nach unten neben dem Symbol einer Netzeinspeisung in der Toolbar für Betriebsmittel (siehe Abbildung 6). Durch einen Klick auf Add Network Infeed 1 wird die entsprechende Einspeisung im Zentrum der Zeichenfläche positioniert und kann nun markiert und anschließend in der Zeichenfläche per Drag & Drop verschoben, gedreht oder gespiegelt werden. Die Netzeinspeisung Network Infeed 1 kann nicht durch Drag & Drop in das Netz eingefügt werden. Eine weitere Möglichkeit, die Netzeinspeisung Network Infeed 1 einzufügen, verwendet das Menü Network Design: Menü Network Design + Menüpunkt Enable Network Elements + Menüpunkt Network Infeed + Menüpunkt Network Infeed 1 Zuvor markierte Betriebsmittel können anhand folgender Möglichkeiten gedreht oder gespiegelt werden: Klick auf den jeweiligen Button zur Rechts- oder Linksdrehung ( Seite 11 von 120 Seiten oder ) Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 Taste R oder L zum rechts- beziehungsweise linksdrehen Auswahl der Drehung im Rechte - Maustaste - Menü Klick auf den Button 07.03.2016 zur Spiegelung Ein Betriebsmittel wird durch einen Left Mouse Button Click auf das grafische Symbol markiert und im markierten Zustand grau gezeichnet. Ein Betriebsmittel kann nur gedreht oder gespiegelt werden, wenn es nicht mit einem anderen Betriebsmittel in der Zeichenfläche (View) verbunden ist. Abbildung 5: Zeichenfläche nach Einfügen der Netzeinspeisung Network Infeed 1 Die Netzeinspeisung Network Infeed 1 wird nun in der Zeichenfläche gemäß Abbildung 5 dargestellt. Durch einen Doppelklick auf das grafische Symbol der Netzeinspeisung wird die Registerkarte General Technical Data des zugehörigen Einstelldialoges (Abbildung 6) geöffnet. Seite 12 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Abbildung 6: Einstelldialog der Netzeinspeisung Registerkarte General Technical Data Hier sind folgende Einstellwerte einzustellen: Einstellwert Bedeutung Vnom Nennspannung in kV Sk“ Kurzschlussleistung in MVA Ik3“ 3-poliger Kurzschlussstrom in kA Z0 = 2· Z1 Die Nullimpedanz der Netzeinspeisung Z0 = R0 + jX0 wird als das 2-fache der Mitimpedanz Z1 = R1 + jX1 angenommen. fn Netznennfrequenz in Hz 4.2.4 Einfügen eines Messgerätes Probe und Erzeugung einer elektrischen Verbindung zwischen Netzwerkelementen Im nächsten Schritt wird ein Messgerät Probe exemplarisch in den Zeichenbereich eingefügt, mit der Netzeinspeisung verbunden und parametriert. Hinweis Das Messgerät Probe wird in ATPDesigner auch zur Nachbildung und Einstellung der Netzschutztechnik verwendet. Seite 13 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Anschlussknoten Abbildung 7: Einbringen einer Probe in den Zeichenbereich Abbildung 7 zeigt den Zeichenbereich (View) mit Netzeinspeisung und Messgerät Probe P1. Um eine elektrische Verbindung zwischen diesen beiden Betriebsmitteln herzustellen wird ein Anschlussknoten des zuvor markierten Messgerätes durch permanentes Drücken der linken Maustaste ausgewählt und anschließend auf dem gewünschten Anschlussknoten per Drag & Drop platziert. Sobald beide Anschlussknoten aufeinander liegen, wird der Mauszeiger als vergrößertes rotes Kreuz mit gestrichelten Linien dargestellt (Abbildung 8). Durch Loslassen der linken Maustaste wird nun eine elektrische Verbindung hergestellt. Abbildung 8: Herstellen einer elektrischen Verbindung Seite 14 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Durch einen Doppelklick auf das grafische Symbol des Messgerätes Probe P1 wird die Registerkarte General Data des zugehörigen Einstelldialoges geöffnet. Abbildung 9: Einstelldialog eines Messgerätes Probe - Registerkarte General Data In der Registerkarte General Data werden Nennstrom und Nennspannung des Messgerätes anhand der Einstellwert Vnom und Inom eingestellt. Die Nenngrößen werden im Weiteren auch die die Schutzfunktionen verwendet. Die Messgeräte Probe P1 bis P5 sind dabei wie folgt zu parametrieren: Netzwerkelement Einstellwerte Messgerät P1 Vnom = 110 kV Inom = 200 A Messgerät P2 Vnom = 20 kV Inom = 1200 A Messgerät P3 Vnom = 20 kV Inom = 600 A Messgerät P4 Vnom = 20 kV Inom = 600 A Messgerät P5 Vnom = 20 kV Inom = 600 A Seite 15 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Die Leistungsschalter (Netzwerkelement Switch) werden zunächst nur im Zeichenbereich an den im Referenznetz vorgegebenen Stellen platziert und anschließend elektrisch verbunden. Cursor „über“ dem Bezeichner Switch in der Registerkarte Network des Fensters Project Information platzieren Linke Maustaste drücken und gedrückt halten Betriebsmittel per Drag & Drop in die Zeichenfläche verschieben Durch das Loslassen der linken Maustaste wird das neue Betriebsmittel an der Cursorposition eingefügt. Durch eine Left Mouse Button Double Click auf das grafische Symbol des neuen Betriebsmittels wird der Einstelldialog geöffnet. In Kapitel 6 wird dann erläutert, wie eine Wirkverbindung zwischen den Leistungsschaltern und den entsprechenden Schutzgeräten Probe hergestellt wird. Das Referenznetz kann nun mit Hilfe der bisherigen Erkenntnisse vervollständigt werden. Entsprechend wird der Aufbau des Referenznetzes nachfolgend nicht weiter erläutert. Stattdessen werden die einzustellenden Einstellwert direkt anhand des vollständig aufgebauten Referenznetzes für die einzelnen Betriebsmittel vorgestellt. Abbildung 10 zeigt noch einmal das vollständige Referenznetz in ATPDesigner. Hier sind im Folgenden Transformator, Sammelschienen, Leitungen und Lasten zu parametrieren. Abbildung 10: Vollständiges Referenznetz in ATPDesigner Seite 16 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 4.2.5 07.03.2016 Einfügen eines Transformators Transformer Im ersten Schritt wird der Transformator (Betriebsmittel Transformer) wieder in den Zeichenbereich eingebracht und elektrisch verbunden. Danach erfolgt die Einstellung in der Registerkarte General Technical Data des Einstelldialoges, dargestellt in Abbildung 10. Abbildung 11: Einstelldialog eines Transformators - Registerkarte General Technical Data Hier sind nun folgende Einstellwerte einzustellen: Einstellwert VrA VrB Bedeutung Bemessungsspannung Wicklung (Winding) A in kV Der rechts neben dem Wert angezeigte Einstellwert in % kann dazu verwendet werden, eine Stufenstellung des Transformators bezogen auf die zugehörige Wicklung einzustellen. Bemessungsspannung Wicklung (Winding) B in kV Der rechts neben dem Wert angezeigte Einstellwert in % kann dazu verwendet werden, eine Stufenstellung des Transformators bezogen auf die zugehörige Wicklung einzustellen. Seite 17 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 VnA VnB IL PL Srt X01 uk Pk Vector Group 4.2.6 07.03.2016 Nennspannung Wicklung (Winding) A in kV Nennspannung Wicklung (Winding) B in kV Leerlaufstrom in A Leerlaufverlustleistung in kW Ohm‘sche Verluste der entsprechenden Wicklung A oder B Bemessungsscheinleistung in MVA X01 = X0 / X1 (Verhältnis der Nullsystemreaktanz zur Mitsystemreaktanz) Kurzschlussspannung in % Kurzschlussverlustleistung in kW Schaltgruppe des Transformators Einfügen einer Sammelschiene Busbar Der Transformator im Referenznetz ist nun betriebsbereit. Im nächsten Schritt folgt die Einstellung der Sammelschienen (Betriebsmittel Busbar) im Netz. Dazu wird nach dem Einfügen wieder der entsprechende Einstelldialog geöffnet. Hier ist die Nennspannung der Sammelschiene anhand des Einstellwerts Vnom einzustellen. Abbildung 12: Einstelldialog einer Sammelschiene Busbar Seite 18 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 4.2.7 07.03.2016 Einfügen einer Leitung Allen Leitungen im Netz werden durch den Einstellwert Line Model in der Registerkarte General Technical Data des jeweiligen Einstelldialoges der Leitungen identische Typen aus der Leitungsbibliothek von ATPDesigner zugewiesen. Die Definition der Leitungslänge erfolgt mit Hilfe des Einstellwerts L. Wurde die erste Leitung eingefügt und korrekt eingestellt, kann diese dupliziert werden. Das Duplizieren eines Netzwerkelementes erfolgt in dem das entsprechende Element markiert und anschließend mit Hilfe der Tastenkombinationen Strg + C kopiert und mit Strg + V eingefügt der Option Copy im Right Mouse Button Menu kopiert und mit der Option Paste eingefügt wird. Auswahl des Leitungstyps Abbildung 13: Einstelldialog einer Leitung - Registerkarte General Technical Data Alternativ kann der Leitungstyp in der Registerkarte Line Model ausgewählt werden. Seite 19 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 Auswahl des Leitungstyps Abbildung 14: Auswahl des Leitungstyps – Registerkarte Line Model Seite 20 von 120 Seiten 07.03.2016 Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 4.2.8 07.03.2016 Einfügen einer Last Um das Testnetzes zu vervollständigen werden im letzten Schritt die Lasten (Betriebsmittel Load Impedance) im Netz eingestellt. Abbildung 15: Einstelldialog einer Last Registerkarte „General Technical Data“ Abbildung 15 zeigt die Registerkarte General Technical Data des Einstelldialoges einer Last in ATPDesigner. Hier sind folgende Einstellwerte einzustellen: Einstellwert Bedeutung Solid Grounded Erdung des Sternpunktes S Scheinleistung der 3-phasigen Lastimpedanz in MVA Vn Nennspannung für die Leistungsberechnung in V cos phi Verschiebungsfaktor cos ϕ der 3-phasigen Lastimpedanz Seite 21 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 5 5.1 07.03.2016 Durchführung stationärer Lastfluss- und Kurzschlussstromberechnungen Stationäre Netzberechnung (Lastflussberechnung) Grundsätzlich ist das Netzberechnungsprogramm ATPDesigner mit dem ATP in der Lage, dynamische Netzvorgänge zu berechnen auch für netzschutztechnische Anwendungen. Das vorliegende Applikationshandbuch erläutert allerdings nur die Funktionen und Modelle zur Berechnung stationärer Netzzustände. Nachdem das Referenznetz nun vollständig aufgebaut ist kann erstmals eine stationäre Netzberechnung durchgeführt werden. Dazu genügt ein Left Mouse Button Click auf den Button ATPDesigner Load Flow . Die sich aus den Einstellungen der Betriebsmittel ergebenden Lastströme, sowie die prozentuale Auslastung der jeweiligen Leitung werden anschließend im Zeichenbereich, gemäß Abbildung 16, angezeigt. Berechnung des stationären Netzzustands Löschen der Berechnungsergebnisse Abbildung 16: Ergebnis einer Lastflussberechnung – ATPDesigner Load Flow Durch einen Left Mouse Button Click auf den Button angezeigten Berechnungsergebnisse gelöscht. werden die in der Netzgrafik Durch Auswahl des Buttons werden nach erneuter Durchführung einer Lastflussberechnung zusätzliche Informationen über Wirk- und Blindleistungsflüsse oberhalb der Leitungen, gemäß Abbildung 17, dargestellt. Der grüne Pfeil gibt hier die Richtung des Wirkleistungsflusses an, der rote Pfeil die Richtung des Blindleistungsflusses. L und R stehen dabei für die Messergebnisse bezogen auf das linke, respektive rechte Ende der jeweiligen Leitung. Seite 22 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Abbildung 17: ATPDesigner Load Flow - Wirk- und Blindleistungsflüsse Abbildung 18: Messwerte in Tooltips - Detaillierte Ergebnisdarstellung in ATPDesigner Zusätzlich können detaillierte Angaben für Ströme, Spannungen und Leistungen an den Einbauorten der Messgeräte Probe (bzw. Netzschutzgeräte) in ATPDesigner abgelesen werden. Dazu wird der Mauszeiger nach erfolgter Lastflussberechnung über dem Seite 23 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 grafischen Symbol des gewünschten Messgerätes Probe platziert. ATPDesigner blendet nun detaillierte Berechnungsergebnisse für diesen Messort im Zeichenbereich in einem gelben Tooltip ein. Abbildung 18 zeigt die Berechnungsergebnisse einer stationären Lastflussberechnung am Einbauort des Messgerätes Probe P3. Zum besseren Verständnis werden die abgebildeten Berechnungsergebnisse nachfolgend erläutert. Name Setting: Vn VAG VBG VCG IA IB IC VAB VBC VCA V0 IG S P Q cos φ (nur als Zahlenwert dargestellt) V1 V2 V0 I1 I2 I0 Bedeutung Vom Anwender eingestellte Nennspannung des betrachteten Messgerätes Leiter - Erd - Spannung Leiter A gegen Erde [kV] mit Phasenverschiebung und Auslastung bezogen auf den Einstellwert der Nennspannung des Messgerätes [%] Leiter - Erd - Spannung Leiter B gegen Erde [kV] mit Phasenverschiebung und Auslastung bezogen auf den Einstellwert der Nennspannung des Messgerätes [%] Leiter - Erd - Spannung Leiter C [kV] gegen Erde mit Phasenverschiebung und Auslastung bezogen auf den Einstellwert der Nennspannung des Messgerätes [%] Strom im Leiter A [A] mit Phasenverschiebung und Auslastung bezogen auf den Einstellwert des Nennstromes des Messgerätes [%] Strom im Leiter B [A] mit Phasenverschiebung und Auslastung bezogen auf den Einstellwert des Nennstromes des Messgerätes [%] Strom im Leiter C [A] mit Phasenverschiebung und Auslastung bezogen auf den Einstellwert des Nennstromes des Messgerätes [%] Leiter - Leiter - Spannung zwischen Leiter A und Leiter B [kV] mit Phasenverschiebung und Auslastung bezogen auf den Einstellwert der Nennspannung des Messgerätes [%] Leiter - Leiter - Spannung zwischen Leiter B und Leiter C [kV] mit Phasenverschiebung und Auslastung bezogen auf den Einstellwert der Nennspannung des Messgerätes [%] Leiter - Leiter - Spannung zwischen Leiter C und Leiter A [kV] mit Phasenverschiebung und Auslastung bezogen auf den Einstellwert der Nennspannung des Messgerätes [%] Nullspannung [V] Summenstrom [A] Scheinleistung [MVA] Wirkleistung [MW] Blindleistung [Mvar] Verschiebungsfaktor Spannung im Mitsystem [V] Spannung im Gegensystem [V] Spannung im Nullsystem [V] Strom im Mitsystem [A] Strom im Gegensystem [A] Strom im Nullsystem [A] Seite 24 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 5.2 07.03.2016 Durchführung einer stationären Kurzschlussstromberechnung Die Durchführung einer stationären Kurzschlussstromberechnung (im Folgenden vereinfacht Netzberechnung genannt) in Netzberechnungsprogramm ATPDesigner erfolgt nach der Platzierung eines Kurzschlusses im Netz grundsätzlich analog zur Durchführung einer Lastflussberechnung. Für die Kurzschlussstromberechnung stehen folgende Kurzschlussarten zur Verfügung: 3 - poliger Fehler mit Erdberührung 2 - poliger Fehler ohne Erdberührung 2 - poliger Fehler mit Erdberührung 1 - poliger Fehler Kurzschlussstromberechnungen können in ATPDesigner entweder nach dem Superpositionsverfahren oder gemäß der Norm DIN VDE 0102 (IEC 60909) durchgeführt werden. Die Verwendung dieser Berechnungsverfahren, sowie die Platzierung eines Kurzschlusses im elektrischen Netz werden im Folgenden kurz erläutert, sind im Handbuch Einführung in ATPDesigner ausführlich erläutert. Hinweis zur iterativen Lastflussberechnung Es wird darauf hingewiesen, dass in dem vorliegenden Applikationshandbuch keine iterative Lastflussberechnung erläutert oder durchgeführt wird. Die für eine iterative Lastflussberechnung erforderlichen Bedienhandlungen sind im Handbuch Einführung in ATPDesigner im Kapitel Berechnung des stationären Lastflusses - Load Adjusting, Phase Adjusting erläutert. Seite 25 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 5.2.1 07.03.2016 Kurzschlussstromberechnung nach dem Superpositionsverfahren Um eine Kurzschlussstromberechnung nach Superpositionsverfahren durchzuführen wird zunächst die zu untersuchende Kurzschlussart AG, BG, CG, AB, BC, AC, ABG, BCG, ACG, ABC oder ABCG aus der entsprechenden Auswahlliste, dargestellt in Abbildung 19, ausgewählt. Abbildung 19: Auswahl der Kurzschlussart AG, BG, …, ABCG Nach der Auswahl der Kurzschlussart muss der Kurzschluss im nächsten Schritt im elektrischen Netz positioniert werden. Dazu wird der entsprechende Vorgang im ersten Schritt durch einen Left Mouse Button Click auf den Button neben der Auswahlliste eingeleitet, wodurch der Mauszeiger im Zeichenbereich als roter Blitz dargestellt wird. Im zweiten Schritt wird die Spitze des Blitzsymbols auf einen Knoten des kurzschlussbetroffenen Betriebsmittels bewegt und durch einen Left Mouse Button Click an dem gewählten Knoten „befestigt“. Bei der Platzierung eines Kurzschlusses entlang einer Leitung ermittelt ATPDesigner die Kurzschlussentfernung bezogen auf den Anfang der entsprechenden Leitung in Prozent der Leitungslänge. Die vom Anwender gewählte Kurzschlussentfernung wird dann sowohl am Kurzschlussort im Zeichenbereich als auch neben dem Button zur Kurzschlussplatzierung angegeben. Zum besseren Verständnis ist in Abbildung 20 ein Beispiel eines Kurzschlusses dargestellt. Seite 26 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Kurzschlussort mit Angabe der Kurzschlussart und Entfernung Einstellwert der prozentualen Kurzschlussentfernung Abbildung 20: Platzierung des Kurzschlusses ABCG bei 69,8% der Leitungslänge von Leitung 3 Die Position des Kurzschlusses kann nun anhand des Einstellwerts in der Toolbar für die prozentuale Kurzschlussentfernung entlang der jeweiligen Leitung beliebig verschoben werden. Nachdem der Wert des Kurzschlussortes in dem Editierfeld der Toolbar geändert wurde, muss 1x die Netzgrafik des elektrischen Netzes mit einem Left Mouse Button Click angeklickt werden, um die Position des Kurzschlusses in der Grafik zu aktualisieren. Bei der Platzierung des Kurzschlusses ist die Einbaurichtung der Kurzschlussbetroffenen Leitung zu beachten! Nach der Platzierung des Kurzschlusses erfolgt die stationäre Kurzschlussstromberechnung nach dem Superpositionsverfahren, analog zur Durchführung einer Lastflussberechnung, durch einen Klick auf den Button ATPDesigner Load Flow . Alternativ kann die Tastenkombination Ctrl + E verwendet werden. Zur Untersuchung schutztechnischer Reaktionen wird in ATPDesigner ausschließlich die Kurzschlussstromberechnung nach dem Superpositionsverfahren verwendet. Seite 27 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 5.2.2 07.03.2016 Kurzschlussstromberechnung nach VDE 0102 (IEC 60909) ATPDesigner bietet neben der Kurzschlussstromberechnung nach Superpositionsverfahren auch eine Kurzschlussstromberechnung nach VDE 0102. Dieses Berechnungsverfahren wird insbesondere zur Auslegung von Betriebsmitteln und zur Ermittlung der Anregeströme von Netzschutzeinrichtungen verwendet. Dazu werden der kleinste Anfangs-Kurzschlusswechselstrom I“kmin zur Ermittlung der Anregeschwelle von Netzschutzgeräten und der größte Anfangs-Kurzschlusswechselstrom I“kmax zur Auslegung von beispielsweise Leistungsschaltern nach VDE 0102 berechnet. Die Analyse von Netzschutzkonzepten mit der Kurzschlussstromberechnung nach VDE 0102 ist softwaretechnisch mit ATPDesigner möglich, die Ergebnisse der Netzschutzanalyse können aber nicht verwendet werden. Ursache ist hier das Verfahren der Ersatzspannungsquelle am Kurzschlussort nach VDE 0102, das keine Aussage über Phasenwinkel und damit z.B. über Kurzschlussrichtungen ermöglicht. Da sich die Erläuterungen in diesem Dokument auf ein Referenznetz mit vorgegebenen Einstellungen beziehen, wird im Folgenden von einer Erläuterung zur Auslegung der Leistungsschalter sowie von der Ermittlung der Anregeschwellen von Schutzgeräten abgesehen. Um eine Kurzschlussstromberechnung nach VDE 0102 durchführen zu können, muss das Verfahren aktiviert und parametriert werden. Dazu wird zunächst der Einstelldialog ATP Settings in der Liste der Betriebsmittel Project Information geöffnet und anschließend die Registerkarte VDE 0102 (IEC 60909) (Abbildung 21) ausgewählt. Abbildung 21: Einstelldialog ATP Settings - Registerkarte VDE 0102 (IEC 60909) Seite 28 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Hier sind nun folgende Einstellwerte einzustellen: Einstellwert Bedeutung c Spannungsfaktor c Vnom Nennspannung der Ersatzspannungsquelle an der Kurzschlussstelle [kv] Operation Mode Auswahl des Verfahrens zur Bestimmung des R/X-Verhältnisses an der Kurzschlussstelle fc Ersatzfrequenz fc [Hz] Te Temperatur der Leiterseile am Ende der Kurzschlussdauer Short-Circuit Current Auswahl des zu berechnenden Kurzschlussstromes Ikmin - Ikmax Nach dem Einstellen der benötigten Einstellwert wird die Kurzschlussstromberechnung nach VDE 0102 durch Auswahl der Checkbox Enable VDE 0102 aktiviert. Die Auswahl und Platzierung des Fehlers, sowie die Durchführung der entsprechenden Kurzschlussstromberechnung erfolgt dann analog zur Erläuterung in Kapitel 5.2.1. Seite 29 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 6 07.03.2016 Netzschutztechnik im Netzberechnungsprogramm ATPDesigner Das Netzberechnungsprogramm ATPDesigner verfügt über eine Vielzahl an Schutzfunktionen, deren Arbeitsweise, Einstellwerte und Verwendung im Folgenden nicht vollständig erläutert wird. Als Grundlage für die Anleitung zum Umgang mit den Schutzfunktionen dient das erstellte vollständige Referenznetz nach Abbildung 22. Es wird empfohlen, das Kapitel Spannungs- und Strommessgerät Probe des Handbuches Einführung in ATPDesigner zu lesen. In diesem Kapitel sind die Schutzfunktionen detailliert erläutert. Abbildung 22: Vollständiges Referenznetz in ATPDesigner Seite 30 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 6.1 07.03.2016 Generelle Einstellungen bei der Verwendung von Netzschutzeinrichtungen Bei der Verwendung von Netzschutzfunktionen in ATPDesigner sind einige Einstellungen für alle Schutzfunktionen identisch. Diese Einstellungen im Einstelldialog der entsprechenden Probe werden im Folgenden vorgestellt und Schritt für Schritt erläutert. 6.1.1 Einstelldialog Probe, General Data - Auswahl einer Netzschutzfunktion Die Auswahl einer Netzschutzfunktion erfolgt in der Registerkarte General Data des Einstelldialoges eines Messgerätes anhand des Einstellwerts Protection, dargestellt in Abbildung 21. Auswahl der Schutzfunktion Abbildung 23: Auswahl einer Schutzfunktion in ATPDesigner Seite 31 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Es stehen folgende Schutzfunktionen in ATPDesigner zur Verfügung, die durch verschiedene farbliche Symbole des Messgerätes Probe direkt im elektrischen Netz angezeigt werden. Schutzfunktion Undirectional Overcurrent Directional Overcurrent Distance Protection Fuse Symbol Bedeutung UMZu Ungerichteter Überstromzeitschutz ohne Kurzschlussrichtungserkennung UMZg Gerichteter Überstromzeitschutz mit und ohne Kurzschlussrichtungserkennung DIST FU Differential Protection 6.1.2 Benutzername DIFF Distanzschutz Sicherungen bzw. kennlinienbasierte Schutzelemente Differenzialschutz Verbindung zwischen Leistungsschalter und Schutzgerät Damit ein Schutzgerät im Kurschlussfall einen Kurzschluss erkennen und abschalten kann, muss es mit einem Leistungsschalter (Betriebsmittel Switch) verknüpft werden. Diese Verknüpfung zwischen Leistungsschalter und Schutzgerät kann im Einstelldialog des Schutzgerätes (Messgerät Probe) oder durch eine mit dem Cursor manuell gesetzte grafische Verbindung der beiden Betriebsmittel im Zeichenbereich (View) erzeugt werden. 6.1.2.1 Verbindung zwischen Leistungsschalter und Netzschutzgerät im Einstelldialog des Schutzgerätes (Probe) Die Auswahl des zugeordneten Leistungsschalters erfolgt durch den Einstellwert CBreaker in der Registerkarte General Data des Einstelldialoges eines Schutzgerätes (Messgerät Probe). Ein Beispiel ist in Abbildung 24 dargestellt. Es wird der Leistungsschalter (Switch) mit dem Referenznamen Swt 1 dem Schutzgerät Probe P2 zugeordnet. Seite 32 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Abbildung 24: Verbindung zwischen Leistungsschalter und Netzschutzgerät Hinweis In der Liste CBreaker werden die Referenznamen der Leistungsschalter Switch angezeigt, nicht die anwenderspezifischen Namen. Die Referenznamen der Betriebsmittel werden in der Kopfzeile der zugehörigen Einstelldialoge des Betriebsmittels (hier des Switch) angezeigt. 6.1.2.2 Grafische Verbindung zwischen Leistungsschalter und Netzschutzgerät Der Vorgang zur grafischen Verknüpfung von Netzschutzgerät (Probe) und Leistungsschalter (Switch) wird durch einen Left Mouse Button Click auf den Button gestartet. Danach wird der Mauszeiger auf die Grafik des gewünschten Netzschutzgerätes positioniert. Wird nun die linke Maustaste permanent gedrückt, so entsteht eine rot gestrichelte Verbindungslinie, sobald der Mauszeiger die Grafik des Schutzgerätes verlässt. Zum besseren Verständnis ist die Verbindungslinie in Abbildung 25 veranschaulicht. Seite 33 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Abbildung 25: Verbindungslinie im Zeichenbereich Um eine Verbindung herzustellen wird die linke Maustaste losgelassen, sobald der Mauszeiger auf der Netzgrafik des Leistungsschalters platziert ist. Durch einen Klick auf den Button werden bestehende Verbindungen zwischen Schutzgeräten und Schaltern im Netz, gemäß Abbildung 26, symbolisiert. So kann überprüft werden ob der grafische Verbindungsvorgang erfolgreich war. Abbildung 26: Darstellung bestehender Verbindungen zwischen Schutzgeräten und Leistungsschaltern im Netz Seite 34 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 In Abbildung 26 sind die Verbindungen zwischen dem Netzschutzgerät Probe und dem Leistungsschalter Switch als grüne Line mit zwei grünen Punkten dargestellt. Die Verbindungen können mit dem Button 6.1.3 angezeigt werden. Zuweisung zu schützender Betriebsmittel In ATPDesigner muss jedem Netzschutzgerät ein zu schützendes Betriebsmittel zugeordnet werden. Diese Zuordnung kann entweder manuell durch den Anwender oder automatisiert durch ATPDesigner festgelegt werden. 6.1.3.1 Manuelle Zuweisung zu schützender Betriebsmittel Die manuelle Zuweisung des zu schützenden Betriebsmittels erfolgt mit Hilfe des Einstellwertes Equipment in der Registerkarte General Data des Einstelldialoges eines Schutzgerätes Probe (Abbildung 27). Liste zu schützender Betriebsmittel Abbildung 27: Registerkarte General Data - Zuordnung zu schützender Netzwerkelemente Seite 35 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Hier wird das zu schützende Betriebsmittel aus einer Liste der im Netz vorhandenen, zu schützenden Elemente Equipment ausgewählt und so dem entsprechenden Netzschutzgerät zugewiesen. Wird das zu schützende Betriebsmittel in der Registerkarte General Data mit dem Einstellwert Equipment ausgewählt, so muss der Referenzname nicht der anwenderspezifische Name des Betriebsmittels bekannt sein. Der Referenzname eines Betriebsmittels kann in dessen Einstelldialog, der z.B. mit einem Left Mouse Button Double Click auf das grafische Symbol des Betriebsmittels geöffnet werden kann, in der Kopfzeile ermittelt werden. Referenzname Bb x Line x Tra x Betriebsmittel Sammelschiene Busbar Leitung Line Transformator Transformer 6.1.3.2 Automatische Zuweisung zu schützender Betriebsmittel ATPDesigner bietet eine Funktion um die zu schützenden Netzwerkelemente aller Netzschutzgeräte im Netz automatisch zu identifizieren und zuzuordnen. Um diese Funktion verwenden zu können, wird zunächst die List of Protection Analysis Results, dargestellt in Abbildung 28, durch einen Left Mouse Button Click auf den Button geöffnet. Abbildung 28: List of Protection Analysis Results In diesem Dialog werden alle im Netz verbauten Netzschutzgeräte aufgelistet. Durch einen Left Mouse Button Click auf den Button Equipment werden alle von Netzschutzgeräten zu schützenden Betriebsmittel identifiziert und den einzelnen Probe zugewiesen. Seite 36 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 ATPDesigner geht bei der automatischen Identifikation der zu schützenden Betriebsmittel davon aus, dass die Spitze des Messgerätes Probe auf das zu schützende Betriebsmittel zeigt. Ein an der Spitze der Probe angeschlossener Leistungsschalter wird übersprungen. Durch einen Left Mouse Button Double Click auf die Zellen der List of Protection Results werden die Einstelldialoge der Betriebsmittel Probe, Line und Switch geöffnet. Die List of Protection Analysis Results liefert zudem folgende Informationen: Name Bedeutung Ord. Vom Anwender festzulegende Reihenfolge für automatisierte Schutzprüfungen oder zur Darstellung von z.B. mehreren Zeitstaffelplänen in einem Diagramm Name Anwenderspezifischer Name des Schutzgerätes Prot. Zugewiesene Schutzfunktion: I> = ungerichteter Überstromzeitschutz I-> = gerichteter Überstromzeitschutz Z< = Distanzschutz Fu = Schmelzsicherung Id = Differenzialschutz On/Off Schutzfunktion aktiviert/deaktiviert Equip. Name des zu schützenden Netzwerkelementes (Referenzname) E. Name Anwenderspezifischer Name des zu schützenden Netzwerkelementes Cb Leistungsschalter, der mit dem jeweiligen Schutzgerät verbunden ist Ref. Name Referenzname des Schutzgerätes Schutzanalyseergebnisse nach erfolgter Netzberechnung GEN Generalanregung ( X = Generalanregung wurde erkannt) TRIP AUS - Kommando (X = AUS-Kommando wurde erteilt) ZONE Impedanzzone in der der Kurzschluss erkannt wurde T [ms] Staffelzeit des AUS - Kommandos R1s [Ohm] Sekundäre Kurzschlussresistanz der ausgewählten Impedanzmessschleife im Mitsystem X1s [Ohm] Sekundäre Kurzschlussreaktanz der ausgewählten Impedanzmessschleife im Mitsystem R1p [Ohm] Primäre Kurzschlussresistanz der ausgewählten Impedanzmessschleife im Mitsystem Seite 37 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 X1p [Ohm] Primäre Kurzschlussreaktanz der ausgewählten Impedanzmessschleife im Mitsystem Z1s [Ohm] Betrag der sekundären Kurzschlussimpedanz der ausgewählten Impedanzmessschleife im Mitsystem Z1p [Ohm] Betrag der sekundären Kurzschlussimpedanz der ausgewählten Impedanzmessschleife im Mitsystem Sekundäre Mitreaktanz des zu schützenden Betriebsmittels X1Ls [Ohm] 6.1.4 Die sekundäre Mitreaktanz wird auch in der Registerkarte Distance des Einstelldialoges eines Schutzgerätes ausgegeben und kann dort verändert werden. Darstellung von Diagrammen - Zeitstaffelkennlinie, Impedanzzone, etc. Mit Hilfe der in Kapitel 6.1.3.2 erläuterten List of Protection Analysis Results können in ATPDesigner nach erfolgter Netzberechnung schutzgerätespezifische Diagramme zur Darstellung von beispielsweise Anrege-, Auslöse- oder Staffelkennlinien erzeugt werden. Dazu müssen die List of Protection Analysis Results und die Protection Analysis im ersten Schritt durch je einen Left Mouse Button Click auf die beiden Buttons und geöffnet werden. Abbildung 29: List of Protection Analysis Results und Protection Analysis Nachdem nun beide Dialoge geöffnet sind wird das zu untersuchende Schutzgerät im zweiten Schritt durch einen Left Mouse Button Click auf das Quadrat am Zeilenanfang Seite 38 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 in der List of Protection Analysis Results markiert und anschließend durch einen weiteren Left Mouse Button Click auf den Button Find ausgewählt. ATPDesigner markiert das ausgewählte Schutzgerät daraufhin im Zeichenbereich (View) mit einem doppelten roten Rahmen und zeichnet den entsprechenden Zeitstaffelplan in das Dialog Protection Analysis gemäß Abbildung 30. Zeitstaffelplan des ausgewählten Netzschutzgerätes Ausgewähltes Netzschutzgerät Abbildung 30: Auswahl des zu untersuchenden Schutzgerätes Im nächsten Schritt wird das darzustellende Diagramm nun im Dialog der Protection Analysis aus einer Auswahlliste, dargestellt in Abbildung 31, ausgewählt. Seite 39 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Auswahl des zu zeichnenden Diagrammes Abbildung 31: Auswahl des darzustellenden Diagrammes Eine ausführliche Erläuterung der Vorgehensweise ist in Kapitel 6.3.10 enthalten. Hier können folgende Diagramme in Abhängigkeit der untersuchten Netzschutzfunktion ausgewählt und dargestellt werden: Bezeichner Bedeutung T=f(X,Ik) Zeitstaffelplan für Distanz- und Überstromzeitschutzgeräte X=f(R) Polygon- bzw. Auslösekennlinie eines Distanzschutzgerätes Zudem kann die Unterimpedanzanregung in diesem Diagramm enthalten sein. G=f(V<,I>) Strom-/Spannungsanregekennlinie für Distanz- und Überstromzeitschutzgeräte Id=f(Ir) Auslösekennlinie eines Differenzialschutzes Tv=f(Ik) Auslöse- bzw. Schmelzkennlinie einer Schmelzsicherung Dir=f(Vk,Ik) Richtungskennlinie für gerichtete Überstromzeitschutzgeräte Tidmt=f(Ik) Auslösekennlinie eines AMZ-Schutzes GF=f(V0,Ig) Kennlinie der Erdschlussrichtungserkennung Seite 40 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Die Benennung der Koordinatenachsen sowie die zugehörigen Einheiten sind je nach Diagrammtyp, der folgenden Auflistung zu entnehmen: Achsenbenennung und Einheit Bedeutung T[ms] Maximal dargestellte Auslösezeit (Staffelzeit) R[Ohm] Maximal dargestellte Resistanz X[Ohm] Maximal dargestellte Reaktanz Ik[p.u.] Maximal dargestellter Kurzschlussstrom Vpg[p.u.] Maximal dargestellte Kurzschlussspannung Id[p.u.] Maximal dargestellter Differenzstrom Ir[p.u.] Maximal dargestellter Haltestrom Tvs[s] Maximal dargestellte virtuelle Schmelzzeit Ik[A] Maximal dargestellter Kurzschlussstrom Re(Ik) Maximal dargestellter Realteil des Kurzschlussstromes Im(Ik) Maximal dargestellter Imaginärteil des Kurzschlussstromes IG[p.u.] Maximal dargestellter Summenstrom V0[p.u.] Maximal dargestellte Nullspannung 6.1.4.1 Gemeinsamer Zeitstaffelplan für mehrere Schutzgeräte Bei der Darstellung von Zeitstaffelplänen können auch mehrere aufeinanderfolgende oder überstaffelte Netzschutzgeräte eingezeichnet werden. Diese Funktion ermöglicht es Beispielweise die Selektivität bei der Klärung eines Kurzschlusses grafisch nachzuvollziehen. Es werden in diesem Fall allerdings mehrere Schutzgeräte zur Erzeugung eines Staffelplanes in der List of Protection Analysis Results ausgewählt. Seite 41 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Checkboxen zur Auswahl der darzustellenden Netzschutzgeräte Abbildung 32: Darstellung des Zeitstaffelplans mehrerer Distanzschutzgeräte Abbildung 32 zeigt exemplarisch die gemeinsame Darstellung der Zeitstaffelpläne zweier Distanzschutzgeräte. Dazu wurden die beiden Schutzgeräte U/I und I>U<Z< zunächst durch Anklicken der Checkboxen in der List of Protection Analysis Results ausgewählt. Danach wurde der entsprechende Staffelplan durch einen Klick auf den Button Find automatisch erzeugt. Seite 42 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 6.1.5 07.03.2016 Ergebnisse einer Schutzanalyse Die Ergebnisse einer Schutzanalyse können in ATPDesigner entweder direkt in der Zeichenfläche, in der List of Protection Analysis Results oder im Messages Window abgelesen werden. 6.1.5.1 Schutzanalyseergebnisse in der Zeichenfläche Nach einer stationären Kurzschlussstromberechnung stellt ATPDesigner die Schutzanalyseergebnisse in der Zeichenfläche automatisch in Form grün und rot umrandeter Ergebnisfelder dar. Abbildung 33: Beispiel für Schutzanalyseergebnisse in der Zeichenfläche Eine grüne Umrandung bedeutet, dass das entsprechende Netzschutzgerät eine Anregung G erhalten, aber nicht ausgelöst hat und somit als Reserveschutz fungiert. Rot umrandete Ergebnisfelder hingegen weisen darauf hin, dass das zugehörige Netzschutzgerät ein AUS-Kommando T erhalten und somit ausgelöst hat. Für alle Schutzfunktionen in ATPDesigner gilt grundsätzlich folgende Ergebnisstruktur in der Zeichenfläche: G: … Schutzgerät hat eine Generalanregung (GA) erkannt T: … Schutzgerät hat ein AUS-Kommando (TRIP) erhalten ATPDesigner liefert in den Ergebnisfeldern zudem weitere schutzfunktionsspezifische Informationen, deren Bedeutung nachfolgend exemplarisch erklärt werden. Seite 43 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 Schutzfunktion Überstromzeitschutz I> Gerichteter Überstromzeitschutz I-> Ergebnisdarstellung 07.03.2016 Bedeutung Schutzfunktion/Staffelzeit [ms]: Staffelzeit + Schaltereigenzeit [ms] Schutzfunktion/Staffelzeit [ms]: Staffelzeit + Schaltereigenzeit [ms] Gerichteter UMZ-Schutz regt an, die Kurzschlussrichtung stimmt jedoch nicht mit der eingestellten KS-Richtung überein Schutzfunktion/ermittelte Impedanzzone/Staffelzeit [ms]:Staffelzeit + Schaltereigenzeit [ms] Distanzschutz Z< Distanzschutz regt an, Kurzschlussimpedanz liegt jedoch nicht innerhalb einer vorgegebenen Impedanzzone Unterimpedanzanregung (Z<<): Schutzfunktion/Staffelzeit [ms]:Staffelzeit + Schaltereigenzeit [ms] Schutzfunktion[leiterselektive Anregung]Auslösezeit je Leiter [ms] Fuse FU „-“ : keine Auslösung wegen fehlender Anregung „+“ : keine Auslösung wegen Überschreitung des maximal zulässigen Ausschaltstromes Imax Differenzialschutz Id Schutzfunktion/Staffelzeit [ms]:Staffelzeit + Schaltereigenzeit [ms] AMZ-Schutz (IDMT) IT Schutzfunktion/Staffelzeit [ms]:Staffelzeit + Schaltereigenzeit [ms] Signalvergleichsschutz SI Schutzfunktion/Staffelzeit [ms]:Staffelzeit + Schaltereigenzeit [ms] Seite 44 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 6.1.5.2 Schutzanalyseergebnisse in der List of Protection Analysis Results Ergänzend zur visuellen Darstellung in der Zeichenfläche können aus der List of Protection Analysis Results detailliertere Schutzanalyseergebnisse ausgelesen werden. Dazu wird die List of Protection Analysis Results nach einer stationären Kurzschlussstromberechnung, wie in Kapitel 6.1.3.2 beschrieben, aufgerufen. Die Schutzanalyseergebnisse in der List of Protection Analysis Results sind in Abbildung 34 für das Beispiel aus Abbildung 33 dargestellt. Abbildung 34: List of Protection Analysis Results nach einer Kurzschlussstromberechnung Die Schutzanalyseergebnisse werden hier in tabellarischer Form aufgelistet. • Generalanregungen der verbauten Schutzgeräte werden in der Spalte GEN grün markiert, AUS-Kommandos in der Spalte TRIP werden rot markiert. • Deaktivierte Schutzgeräte werden in der Spalte On/Off orange markiert. • Schutzgeräte, die mit einem zu schützenden Betriebsmittel verbunden sind, das keine Mitreaktanz als Einstellwert besitzt (Abbildung 34: Sammelschiene Bb1) werden rosa eingefärbt. Die Bedeutung der in Abbildung 32 dargestellten Einstellwert ist Kapitel 6.1.3.2 zu entnehmen. Die List of Protection Analysis Results wird nach jeder stationären Netzberechnung automatisch aktualisiert und muss für neue Berechnungen nicht zuerst geschlossen werden. Seite 45 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 6.1.5.3 Schutzanalyseergebnisse im Messages Window Im Messages Window werden detaillierte schutzgerätespezifische Analyseergebnisse nach der Durchführung einer stationären Netzberechnung automatisch aufgelistet. Abbildung 35 zeigt einen Auszug der Netzschutzanalyse im Messages Window. Schutzanalyseergebnisse im Messages Window Abbildung 35: Schutzanalyseergebnisse im „Messages Window“ Die Ergebnisdarstellung der Netzschutzanalyse im Messages Window unterscheidet sich je nach Schutzfunktion des jeweiligen Schutzgerätes. Im Folgenden werden diese Ergebnisdarstellungen für die verschiedenen Schutzfunktionen, anhand des Beispiels aus Abbildung 35, kurz erläutert. Ergebnisausgabe für Distanzschutz mit Polygonkennlinie Abbildung 36 zeigt die Schutzanalyseergebnisse für das Distanzschutzgerät U/I im Detail. Abbildung 36: Schutzanalyseergebnisse des Distanzschutzgerätes U/I im Messages Window Für die Ergebnisausgabe in Abbildung 36 gilt generell: Anwenderspezifischer Name des Schutzgerätes U/I Seite 46 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 Referenzname des Schutzgerätes [Prb 1] Name der Schutzfunktion Distance Protection GEN = 1/0: Generalanregung aktiv/inaktiv Trip = 1/0: Auskommando erteilt/nicht erteilt 07.03.2016 Zudem liefert jede Zeile in Abbildung 36 unterschiedliche Informationen. Dementsprechend erfolgt die Erläuterung der Ergebnisausgabe nachfolgend Zeile für Zeile. Zeile Funktion Ergebnisausgabe V> = 0/1 (XXX) V< = 0/1 (XXX) 1 Anregemeldungen des V<> - Anregesystems V> disabled/enabled V< disabled/enabled 2 3 Anregemeldung des AMZ-Anregesystems Anregemeldungen der Erdschlussdetektion 4 PSIG 5 Anregemeldung der Unterimpedanzanregung Z< 6 Anregemeldung der I>> - Stufe bzw. einer Endzeitstufe Bedeutung Generalanregung und leiterselektive Anregung des V<> - Schutzes inaktiv aktiv, Generalanregung (Anregung L1 L2 L3) z.B. V<=1(111) bzw. V>=0(000) V<> - Schutz inaktiv/inaktiv IDMT> = 0/1 Generalanregung inaktiv/aktiv TIDMT(I/Iref) = disabled/ enabled Staffelzeit des AMZ-Schutzes inaktiv/aktiv GFD = 0/1 Erdschluss nicht detektiert/detektiert IG> = 0/1 Erdstromanregung nicht festgestellt/festgestellt VG> = 0/1 Anregung nicht festgestellt/festgestellt Ground Fault Detection (GFD)= disabled/enabled Erdschlussdetektion deaktiviert/aktiviert Signalvergleichsschutz TRIP = 0/1 AUS-Kommando durch den Signalvergleichsschutz Z<-Detection = disabled/enabled Unterimpedanzanregung inaktiv/aktiv I>> = 1/0 Endzeitstufe hat angeregt/nicht angeregt I>> = X∙In Einstellwert der Anregeschwelle der Endzeitstufe TI>> = X ms Seite 47 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Einstellwert der Staffelzeit der Endzeitstufe Einstellwert der Eigenzeit des Schutzgerätes Tpr = X ms Tcb = X ms 7 Anregemeldung der I>>> - Stufe bzw. einer Endzeitstufe Einstellwert der Eigenzeit des Leistungsschalters Analog zu Zeile 6 I>= 1 (XXX) IF>= 1/0 (XXX) VI= 1/0 (XXX) 8 Schutzentscheid Zone 1 Zone=X/Y R1k X1k R1 X1 T 9-13 13 Schutzentscheid Zone 2-5 Kurzschlussimpedanzen der Leiter-ErdeMessschleifen Kurzschlussimpedanzen der Leiter-LeiterMessschleifen Zusätzliches Anregesystem (im Beispiel: U/I- Anregesystem) aktiv/nicht aktiv Nummer der Impedanzzone/Name der ausgewählten Impedanzmessschleife Kurzschlussimpedanz Berechnete Mitresistanz sekundär Berechnete Mitreaktanz sekundär Einstellwerte der Zone 1 Mitresistanz Mitreaktanz Staffelzeit der Zone Analog zu Zeile 8 Abgeschaltete Zonen werden mit OFF gekennzeichnet AG= (R + jX) Kurzschlussimpedanz Leiter A gegen Erde BG= (R + jX) Kurzschlussimpedanz Leiter B gegen Erde Kurzschlussimpedanz Leiter C gegen Erde CG= (R + jX) 14 Aktives Anregesystem (im Beispiel Überstromanregung I>)mit Angabe zu Generalanregung und leiterselektiver Anregung Fußpunktfreigabe überschritten/nicht überschritten AB= (R + jX) BC= (R + jX) Seite 48 von 120 Seiten Kurzschlussimpedanz Leiter A gegen Leiter B Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Kurzschlussimpedanz Leiter B gegen Leiter C Kurzschlussimpedanz Leiter C gegen Leiter A CA= (R + jX) Ergebnisausgabe für gerichteten und ungerichteten UMZ-Schutz Abbildung 37 zeigt die Schutzanalyseergebnisse für das UMZ-Schutzgerät UMZ im Detail. Abbildung 37: Schutzanalyseergebnisse des Überstromzeitschutzgerätes UMZ im Messages Window Für die Ergebnisausgabe in Abbildung 35 gilt generell: Anwenderspezifischer Name des Schutzgerätes UMZ Referenzname des Schutzgerätes [Prb 2] Name der Schutzfunktion Directional Overcurrent GEN = 1/0: Generalanregung aktiv/inaktiv Trip = 1/0: Auskommando erteilt/nicht erteilt Zudem liefert jede Zeile in Abbildung 35 unterschiedliche Informationen. Dementsprechend erfolgt die Erläuterung der Ergebnisausgabe auch hier Zeile für Zeile. Zeile Funktion 1 Anregemeldungen des V<> Anregesystems 2 Anregemeldung des AMZ-Anregesystems 3 Anregemeldungen der Erdschlussdetektion Ergebnisausgabe Bedeutung V> = 0/1 (XXX) V< = 0/1 (XXX) Generalanregung und leiterselektive Anregung des V<> - Schutzes inaktiv aktiv, Generalanregung (Anregung L1 L2 L3) z.B. V<=1(111) bzw. V>=0(000) V> disabled/enabled V< disabled/enabled IDMT> = 0/1 TIDMT(I/Iref) = disabled/ enabled GFD = 0/1 V<> - Schutz inaktiv/inaktiv Generalanregung inaktiv/aktiv Staffelzeit des AMZ-Schutzes inaktiv/aktiv Erdschluss nicht detektiert/detektiert Seite 49 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 IG> = 0/1 07.03.2016 Erdstromanregung nicht festgestellt/festgestellt VG> = 0/1 Anregung nicht festgestellt/festgestellt Ground Fault Detec- Erdschlussdetektion deaktition (GFD)= disaviert/aktiviert bled/enabled I> = 1/0 Die erste Überstromstufe hat angeregt/nicht angeregt I> = X∙In Einstellwert der Anregeschwelle der ersten Überstromstufe Einstellwert der Staffelzeit der ersten Überstromstufe Einstellwert der Eigenzeit des Schutzgerätes Einstellwert der Eigenzeit des Leistungsschalters TI> = X ms Tpr = X ms 4 Anregemeldung der ersten I> Stufe 5 Anregemeldung der zweiten I> Stufe (I>>) 6 Anregemeldung der dritte I> Stufe (I>>>) Tcb = X ms Forward/Backward /Undirectional(--FFF) Berechnete Kurzschlussrichtung für die sechs Messschleifen F = Vorwärts B = Rückwärts - = keine Richtung ermittelt Voreingestellte Richtung der Überstromstufe Forward = vorwärts gerichtet Backward = rückwärts gerichtet Undirectional = ungerichtet Analog zu Zeile 4 Ergebnisausgabe von Schutzgeräten mit AUS-Kommando und Angabe der kürzesten Auslösezeit Abbildung 36 zeigt die Ergebnisausgabe für die Schutzgeräte mit AUS-Kommando, sowie die kürzeste Auslösezeit in der Netznachbildung. Abbildung 38: Ergebnisausgabe der Netzschutzgeräte mit AUS-Kommando und Angabe der kürzesten Auslösezeit Seite 50 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 6.1.6 07.03.2016 Leistungsschalter - Interne Schalter der Probe statt Switch Als Alternative zu dem externen Netzwerkelement Switch als Leistungsschalter kann auch der interne Leistungsschalter der Probe verwendet werden. Im Falle der Berechnung stationärer Netzzustände können beide Methoden ohne Einschränkung verwendet werden. Es wird empfohlen, das entsprechende Kapitel Leistungsschalter für eine Schutzfunktion des Handbuches Einführung in ATPDesigner zu lesen. Abbildung 39: Referenznetz mit internem Leistungsschalter der Probe Der interne Schalter der Probe kann mit dem Einstellwert CBreaker = SwtIntern aktiviert werden. Durch diese Konfiguration wird das grafische Bild der Probe verändert wie in Abbildung 39 dargestellt ist. Abbildung 40: CBreaker der Probe als interner Schalter SwtIntern Wie in Abbildung 41 gezeigt wird das grafische Abbild der Probe mit der Aktivierung des internen Schalters verändert. Seite 51 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Links: Probe mit geschlossenem internen Schalter Rechts: Probe mit offenem internem Schalter = Abbildung 41: Probe mit internem Leistungsschalter - Verändertes grafisches Bild Der rote Strich zeigt die Messrichtung der Probe an und entspricht der Pfeilspitze des alternativen Abbildes der Probe. Der interne Schalter der Probe kann für die Berechnung stationärer Netzzustände ohne Einschränkungen wie ein externer Schalter verwendet werden. Im Falle der Berechnung dynamischer Netzvorgänge kann der interne Schalter ebenfalls verwendet werden, allerdings mit einer Einschränkung. Das grafische Abbild wird durch die zugeordnete Schutzfunktion als geöffnet dargestellt, es wird aber keine elektrische Trennstelle wie durch den Switch hergestellt. Seite 52 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 6.2 07.03.2016 Überstromzeitschutzeinrichtungen (UMZ) – Directional Overcurrent Um ein Überstromzeitschutzgerät (UMZ-Schutzgerät) im Referenznetz als gerichteter Überstromzeitschutz Directional Overcurrent verwenden zu können, wird die entsprechende Schutzfunktion zunächst dem Messgerät Probe P2, dargestellt in Abbildung 39, zugewiesen. Einbauort des UMZ-Schutzgerätes Abbildung 42: UMZ-Schutzgerät im Referenznetz Die Zuweisung der Schutzfunktion erfolgt dabei gemäß der Erläuterung aus Kapitel 6.1.1. Das Netzberechnungsprogramm ATPDesigner bietet sowohl einen gerichteten als auch ungerichteten Überstromzeitschutz. Ungerichteter Überstromzeitschutz – Undirectional Overcurrent Gerichteter Überstromzeitschutz – Directional Overcurrent Diese Anleitung bezieht sich auf die Verwendung eines gerichteten Überstromzeitschutzgerätes. Abgesehen von der Auswahl der Netzschutzfunktion und der zusätzlichen Einstellung der Kurzschlussrichtung sind die einzustellenden Einstellwert für gerichteten und ungerichteten Überstromzeitschutz identisch. Dementsprechend wird auf eine separate Erläuterung des ungerichteten Überstromzeitschutzes im Folgenden verzichtet. Durch die Auswahl der Schutzfunktion Directional Overcurrent ist das Messgerät nun als gerichtetes UMZ-Schutzgerät definiert. Die Sammelschiene Bb 1 wird im nächsten Schritt als zu schützendes Netzelement definiert. Die Sammelschiene Bb1 kann in der Auswahlliste Equipment dem Netzschutzgerät Probe P2 zugewiesen werden. Zusätzlich wird dieser Probe mit Hilfe einer der beiden Methoden gemäß Kapitel 6.1.2 der Leistungsschalter Swt 1 zugeordnet. Seite 53 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Zu schützendes Betriebsmittel Zugeordneter Leistungsschalter Abbildung 43: Einstelldialog des Schutzgerätes „UMZ“ - Registerkarte General Data Abbildung 43 zeigt die Registerkarte General Data des Netzschutzgerätes nach Zuweisung der Schutzfunktion und des zu schützenden Betriebsmittels. Der Einstelldialog wird durch einen Left Mouse Button Click auf Ok geschlossen, wodurch das grafische Symbol des Messgerätes aktualisiert und fortan als grafisches Symbol eines gerichteten UMZ-Schutzgerätes im Zeichenbereich dargestellt wird. Hinweis Als zu schützendes Betriebsmittel Equipment kann statt der Sammelschiene Bb 1 auch eine der beiden Abgangsleitungen ausgewählt werden. Seite 54 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Abbildung 44: Darstellung eines gerichteten UMZ-Schutzgerätes im Zeichenbereich Durch die Definition des Messgerätes Probe P2 als UMZ-Schutzgerät werden die zur Verwendung des Überstromzeitschutzes benötigten Einstellwerte in ATPDesigner berücksichtigt und können somit im nächsten Schritt eingestellt werden. 6.2.1 Verwendung des Anregesystems- Registerkarte V<> & I> Die Einstellung des Anregesystems erfolgt in der Registerkarte V<> & I> des Schutzgeräteeinstelldialoges nach Abbildung 45. In den Editierfeldern im oberen Bereich wird die Überstromanregeschwelle I> und die zugehörige Zeitstufe TI> eingestellt. Die Einstellwerte werden in die Liste der I>-Stufen in der Zeile Nr. 1 eingetragen. Die Einstellwerte dieser Zeile können in der Liste nicht verändert werden. Als Fault Direction d.h. Kurzschlussrichtung wird für die 1. Überstromzeitstufe I> die Richtung Forward = vorwärts eingestellt. Die Kurzschlussrichtung vorwärts ist mit der Stromflussrichtung des roten Pfeils der Probe identisch. ATPDesigner bietet zwei verschiedene Verfahren zur Ermittlung der Kurzschlussrichtung an. Als Grundeinstellung ist Char. Angle d.h. die Methode des charakteristischen Winkels verwendet. In der Liste der I>-Stufen könne zwei weitere Überstromzeitstufen in den Zeilen 2 und 3 eingestellt werden. Jede Stufe wird durch den Einstellwert On=1 aktiviert, durch On=0 deaktiviert. Die Kurzschlussrichtung kann mit dem Einstellwert Dir eingestellt werden. Seite 55 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 I>- Stufen Abbildung 45: Einstelldialog eines Schutzgerätes UMZ - Registerkarte V<> & I> Einstellwert Bedeutung I> Überstrom - Anregeschwelle bezogen auf den Nennstrom Inom des Schutzgerätes TI> Staffelzeit der I> - Stufe Fault Direction Richtung des Überstromzeitschutzes IG> Anregeschwelle des Summenstromes bezogen auf den Nennstrom Inom des Netzschutzgerätes Ø1 Winkel der Richtungsgerade V> Anregeschwelle des Überspannungsschutzes bezogen auf die Nennspannung Unom/√3 des Netzschutzgerätes V< Anregeschwelle des Unterspannungsschutzes bezogen auf die Nennspannung Unom/√3 des Netzschutzgerätes Seite 56 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Im vorliegenden Beispiel werden Überstrom- und Summenstromanregung für die Detektion von Kurzschlüssen auf die Vorgaben des Referenznetzes aus ATPDesigner (siehe Abbildung 45) eingestellt. Auf eine Über-/Unterspannungsanregung V<> wird hier verzichtet. Um dies zu erreichen, sind die beiden Anregewerte zu V< = -1.0 Unom/√3 und V> = 1000 Unom/√3 eingestellt. Einstellwert Bedeutung On Aktivierung einer Überstromzeitstufe (gilt nur für No. 2 und 3) 0 = ausgeschaltet 1 = eingeschaltet I> Anregeschwelle bezogen auf den Nennstrom Inom des Netzschutzgerätes (nur für No. 2 und 3 einstellbar) t [ms] Staffelzeit der Überstromzeitstufe (gilt nur für No. 2 und 3) Dir. Richtung der Überstromzeitstufe (gilt nur für No. 2 und 3) 0 = ungerichtet 1 = vorwärts gerichtet 2 = rückwärts gerichtet 6.2.2 Zeitstaffelplan Nach Auswahl des Überstromzeitschutzgerätes UMZ aus der List of Protection Analysis Results kann der entsprechende Zeitstaffelplan, wie in Abbildung 43 gezeigt, im Dialog Protection Analysis dargestellt werden (siehe Kapitel 6.1.5). Seite 57 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 KS-Richtung rückwärts 07.03.2016 KS-Richtung vorwärts Abbildung 46: Protection Analysis - Zeitstaffelplan des Überstromzeitschutzgerätes P2 Hier sind die vom Anwender vorgegebenen Überstromzeitstufen erkennbar: Vorwärts gerichtete Überstromzeitstufe I> = 1,2 p.u./ TI> = 1000 ms Rückwärts gerichtete Überstromzeitstufe I> = 2 p.u./ TI> = 800 ms Ungerichtete Überstromzeitstufe I> = 4 p.u./ TI> = 400 ms 6.2.3 Schutzanalyseergebnisse und Auslösekennlinie Die Ergebnisse der Netzschutzanalyse des Überstromzeitschutzgerätes sind in Abbildung 47 am Beispiel eines dreipoligen Kurzschlusses auf der Sammelschiene (Busbar) Bb 3 dargestellt. Die Durchführung einer stationären Netzberechnung ist in Kapitel 5.2 erläutert. Seite 58 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Abbildung 47: Ergebnisse der Netzberechnung im Referenznetz mit UMZ-Schutz Die Ergebnisse der Netzschutzanalyse werden direkt in der Netzgrafik angezeigt. Netzschutzgerät P2 Gerichteter Überstromzeitschutz mit AUS-Kommando nach 400ms Die Bedeutung der in Abbildung 47 dargestellten Netzschutzanalyse ist in Kapitel 6.1.5 beschrieben. Der Zeitstaffelplan aus Kapitel 6.2.2 kann nach einer stationären Kurzschlussstromberechnung als Auslösekennlinie für das Überstromzeitschutzgerät UMZ betrachtet werden (siehe Abbildung 48). Der Arbeitspunkt des Kurzschlussstromes (Ik, Tk) wird in Form eines roten Kreuzes im Zeitstaffelplan dargestellt und in p.u. (per Unit) bezogen auf den Nennstrom des Überstromzeitschutzgerätes angegeben. Die rot gestrichelte Linie markiert die Staffelzeit in der das Netzschutzgerät auslöst. Bei Verwendung mehrere überstaffelter UMZ-Schutzgeräte kann die Selektivität der Netzschutzgeräte anhand des Zeitstaffelplanes, respektive der Auslösekennlinie, überprüft werden (siehe Kapitel 0). Seite 59 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Abbildung 48: Directional Overcurrent - Zeitstaffelplan als Auslösekennlinie Die rote gestrichelte Linie gibt die AUS-Kommandozeit an, das rote Kreuz zeigt den Arbeitspunkt (Ik, Tk) an. Seite 60 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 6.2.4 07.03.2016 Richtungskennlinie für den gerichteten UMZ-Schutz Neben der Darstellung eines Zeitstaffelplanes verfügt ATPDesigner auch über eine Funktion zum Darstellen einer Richtungskennlinie im Dialog Protection Analysis für den gerichteten Überstromzeitschutz. Dazu wird der Diagrammtyp Dir=f(Vk,Ik) nach der Anleitung aus Kapitel 6.1.4 ausgewählt. Abbildung 49 zeigt die Richtungskennlinie am Beispiel des dreipoligen Kurzschlusses an der Sammelschiene (Busbar) Bb3. Abbildung 49: Directional Overcurrent - Richtungskennlinie Dir=f(Vk,Ik) Die X-Achse des Diagrammes Dir=f(Vk,Ik) gibt den Realteil, die Y-Achse den Imaginärteil des Kurzschlussstromes Ik in p.u. bezogen auf den Nennstrom Inom an. Die vom Ursprung nach rechts gezeichnete Linie in Violett zeigt an, dass die Zeiger der Leiterströme IL123 bezogen auf die horizontale Achse gezeichnet werden. Die vom Anwender vorgegebene Richtungsgerade (hier das Verfahren mit dem charakteristischen Winkel Char.Angle) ist in Rot gezeichnet. Zusätzlich werden die aktiven Anregeschwellen I> als Kreise um den Ursprung des Koordinatensystems eingezeichnet In der linken oberen Ecke des Diagrammes sind die zugehörigen Einstellwerte dargestellt. Beträge und Phasenverschiebungen der leiterspezifischen Kurzschlussströme sowie die Kurzschlussspannung am Einbauort des Schutzgerätes werden in der oberen rechten Ecke des Diagrammes abgebildet. Kurzschlüsse auf der rechten Hälfte des Diagrammes liegen in Vorwärts- (Forward), Kurzschlüsse auf der linken Hälfte in Rückwärtsrichtung (Backward). Seite 61 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 6.3 07.03.2016 Distanzschutzeinrichtungen (DIST) – Distance Protection Um Distanzschutzgeräte im Referenznetz verwenden zu können, wird die entsprechende Schutzfunktion zunächst den Messgerät P3, P4 und P5, dargestellt in Abbildung 50, zugewiesen. Einbauort der Distanzschutzgeräte Abbildung 50: Distanzschutzgerät im Referenznetz Die Zuweisung der Schutzfunktion erfolgt dabei gemäß der Erläuterung aus Kapitel 6.1. Durch die Auswahl der Schutzfunktion Distance Protection ist das Messgerät Probe nun als Distanzschutzgerät definiert. Die zu schützenden Betriebsmittel werden im nächsten Schritt gemäß Kapitel Zuweisung zu schützender Betriebsmittel definiert. Die jeweils zu den Messgeräten gehörigen Leistungsschalter (Switch) werden, wie in Kapitel 6.1.2 erläutert, zugewiesen. Abbildung 51 zeigt beispielhaft die Registerkarte General Data des Messgerätes Probe P3 nach Zuweisung der Schutzfunktion Distance Protection, des zu schützenden Netzelements Leitung Line 4 und des dazugehörigen Schalters Switch Swt2. Dieser Einstelldialog wird nun durch einen Left Mouse Button Click auf den Button Ok geschlossen, wodurch das grafische Symbol des Messgerätes aktualisiert und fortan als grafisches Symbol eines Distanzschutzgerätes im Zeichenbereich dargestellt wird. Die Schutzfunktion der Messgeräte P4 und P5 wird auf die gleiche Art eingerichtet. Die notwendigen Daten sind Abbildung 52 und Abbildung 53 zu entnehmen. Seite 62 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Abbildung 51: Einstelldialog Messgerät Probe P3 - Registerkarte General Data Abbildung 52: Einstelldialog Messgerät Probe P4 - Registerkarte General Data Seite 63 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Abbildung 53: Einstelldialog Messgerät Probe P5 - Registerkarte General Data Durch die Definition der Messgeräte Probe P3, P4 und P5 als Distanzschutzgeräte werden die zur Verwendung des Schutzes benötigten Einstellwerte in ATPDesigner berücksichtigt und können somit im nächsten Schritt eingestellt werden. Seite 64 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 6.3.1 07.03.2016 Impedanzzonen und Auslösecharakteristik Die Impedanzzonen der Distanzschutzgeräte können im Einstelldialog des Netzschutzgerätes Probe in der Registerkarte Distance (Abbildung 52) eingestellt werden. Dies erfolgt in der dortigen Tabelle. Die Schutzzonen sind in der Spalte No. von 1 bis 5 durchnummeriert. Um eine Schutzzone zu aktivieren muss der jeweils zu dieser Schutzzone gehörige Wert in der Spalte On von 0 (deaktiviert) auf 1 (aktiviert) geändert werden. Das Aussehen der Tabelle unterscheidet, sich je nachdem welche Auslösecharakteristik Tripping ausgewählt wurde. Im Netzberechnungsprogramm ATPDesigner stehen zwei Auslösecharakteristiken zur Verfügung: 1. Polygonkennlinie Polygon 2. Kreiskennlinie Circle Die Einstellwerte der Impedanzzonen bzw. der Impedanzkreise können als primäre oder sekundäre Impedanzen eingegeben werden. Je nach Vorgehensweise müssen die primären und sekundären Nennwerte der Spannungs- und Stromwandler in der Registerkarte Distance eingestellt werden. 6.3.1.1 Polygonkennlinie Wurde die Auslösecharakteristik Polygon ausgewählt, beinhaltet die Tabelle im Einstelldialog folgende Einstellwert: Einstellwert Xsec [Ohm] Rsec [Ohm] ø (Z) [°] t [ms] Dir. φ [°] Bedeutung Sekundäre Reaktanz X1 des Mitsystems Sekundäre Resistanz R1 des Mitsystems inkl. Lichtbogenreserve Impedanzwinkel des zu schützenden Netzobjektes Staffelzeit der Impedanzzone Messrichtung (Kurzschlussrichtung) der Distanzzone 0 = Ungerichtet (Vorwärts ODER Rückwärts) 1 = Vorwärts 2 = Rückwärts Winkel der Richtungsgeraden der Distanzzone 6.3.1.2 Kreiskennlinie Wurde die Auslösecharakteristik Circle ausgewählt, beinhaltet die Tabelle im Einstelldialog folgende Einstellwert: Einstellwert Zsec β [°] Arc ø (Z) [°] t [ms] Dir. Bedeutung Impedanzbetrag der Kreiskennlinie Startwinkel der Lichtbogenreserve 0 = ohne Lichtbogenreserve 1 = mit Lichtbogenreserve Impedanzwinkel des zu schützenden Netzobjektes Staffelzeit der Distanzzone Messrichtung (Kurzschlussrichtung) der Impedanzzone Seite 65 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 φ [°] 07.03.2016 0 = Ungerichtet (Vorwärts ODER Rückwärts) 1 = Vorwärts 2 = Rückwärts Winkel der Richtungsgeraden der Distanzzone Wie in Abbildung 54 zu sehen wurde im Referenznetz die Auslösecharakteristik Polygon gewählt. 6.3.2 Spannungs- und Stromwandler Im Einstelldialog des Schutzgerätes Registerkarte Distance (Abbildung 54) müssen zusätzlich die primärseitige Nennspannung Vnprim, die sekundärseitige Nennspannung Vnsec, sowie der primärseitige Nennstrom Inprim und der sekundärseitige Nennstrom Insec eingestellt werden. Diese Einstellwerte sind unabhängig vom Nennstrom Inom und der Nennspannung Vnom aus der Registerkarte General Data des Schutzgerätes. Die Einstellungen der Spannungs- und Stromwandler in der Registerkarte Distance werden nur für die Impedanzmessung des Distanzschutzgerätes verwendet, nicht für das Anregesystem in der Registerkarte V<> & I>. Es ist allerdings empfehlenswert, die Werte für die primäre Nennspannung und den primären Nennstrom in den beiden Registerkarten Distance und V<> & I> identisch einzustellen. 6.3.3 Daten des zu schützenden Netzwerkelementes Im Einstelldialog des Schutzgerätes Registerkarte Distance (Abbildung 54) werden auch Daten des zu schützenden Netzwerkelementes Equipment to be protected benötigt. Dieses können, wie in Kapitel 6.1.3 beschrieben, manuell oder automatisch zugewiesen werden. 6.3.4 Erdstromkompensationsfaktor Außerdem werden im Einstelldialog in der Registerkarte Distance (Abbildung 54) der Betrag des Erdstromkompensationsfaktors |kG| und dessen Winkel ø(kG) eingestellt, um für Erdkurzschlüsse eine fehlerfreie Berechnung der Kurzschlussimpedanz zu ermöglichen. Der Erdstromkompensationsfaktor kann in den beiden Editierfeldern nach Betrag und Phasenwinkel eingegeben werden. Die beiden Werte werden automatisch in die Liste der Impedanzzonen kopiert. Der Erdstromkompensationsfaktor gilt gemeinsam für alle Impedanzzonen. Abbildung 51 zeigt den Einstelldialog des Netzschutzgerätes P3 Registerkarte Distance. Dieser Abbildung ist zu entnehmen, an welcher Stelle sich die zuvor beschriebenen Einstellwerte befinden, sowie welcher Wert dem jeweiligen Einstellwert zuzuweisen ist. Des Weiteren sind die Einstellwerte des Schutzgerätes P4 (Abbildung 55) und des Schutzgerätes P5 (Abbildung 56) den darauffolgenden Abbildungen zu entnehmen. Seite 66 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 6.3.5 07.03.2016 Einstellwerte für die Impedanzzonen In den nachfolgenden Abbildungen sind die Einstellwerte für die Impedanzzonen dargestellt. Impedanzzonen Daten des zu schützenden Netzwerkelementes Auslösecharakteristik Erdstromkompensationsfaktor Strom- und Spannungswandler Abbildung 54: Einstelldialog Distanzschutzgerät Probe P3 - Registerkarte Distance Seite 67 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Abbildung 55: Einstelldialog Distanzschutzgerät Probe P4 - Registerkarte Distance Abbildung 56: Einstelldialog Distanzschutzgerät Probe P5 - Registerkarte Distance Seite 68 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 6.3.6 07.03.2016 Zeitstaffelplan Wurden die drei Messgeräte Probe als Distanzschutzgeräte definiert und ihre jeweiligen Impedanzzonen eingestellt, so kann nun wie in Kapitel 6.1.4.1 beschrieben das Schutzdiagramm mit dem entsprechenden Zeitstaffelplan im Dialog Protection Analysis angezeigt werden (Abbildung 58). Abbildung 57: Auswahl der Distanzschutzgeräte für die Anzeige des Zeitstaffelplans Abbildung 58: Dialog Protection Analysis – Zeitstaffelplan Distance Protection Seite 69 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 6.3.7 07.03.2016 Auslösekennlinie Alternativ kann im Dialog Protection Analysis, wie in Kapitel 6.1.5 beschrieben, die Auslösekennlinie eines Distanzschutzgerätes angezeigt werden. Diese wird bespielhaft am Distanzschutzgerät P4 in Abbildung 54 dargestellt. Abbildung 59: Auswahl des Distanzschutzgerätes P4 für die Anzeige des Zeitstaffelplans Abbildung 60: Dialog Protection Analysis – Zeitstaffelplan Distance Protection Seite 70 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Wurde ein Kurzschluss im Netz eingefügt, so werden die Reaktionen der Netzschutzgeräte direkt in der Netzgrafik angezeigt. In Abbildung 58 löst das Distanzschutzgerät P5 mit einem AUS-Kommando in Zone 2 nach 300ms aus. Abbildung 61: Berechnung der Netzschutzreaktionen bei einem 3-poligen Kurzschluss ABCG Abbildung 62: Ausgabe der Netzschutzreaktionen in List of Protection Results Seite 71 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Die Reaktionen der Netzschutzgeräte werden in dem Dialog List of Protection Results angezeigt (Abbildung 62). Das Distanzschutzgerät P5 hat eine Anregung GEN und löst mit einem AUS-Kommando TRIP mit einer Staffelzeit von 300ms in Zone 2 aus. Der Leistungsschalter (Switch) Swt 3 wird geöffnet. Abbildung 63: Kurzschlussimpedanz Zk in der Impedanzebene Die Lage des Zeigers der Kurzschlussimpedanz Zk wird in der komplexen Impedanzebene zusammen mit den Impedanzzonen angezeigt. Seite 72 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 6.3.8 07.03.2016 Verwendung der Anregesysteme Der Distanzschutz im Netzberechnungsprogramm ATPDesigner besitzt mehrere Anregesysteme, die zu unterschiedlichen Anregekennlinien und Anregeflächen kombiniert werden können: 1. I> - Anregung : Überstromanregungen I>, I>>, I>>> 2. U< - Anregung : Unterspannungsanregung U< 3. U> - Anregung : Überspannungsanregung U> Die Anregesysteme werden im Einstelldialog des Schutzgerätes in der Registerkarte V<> & I> eingestellt. Die Werte für Strom und Spannung werden jeweils in p.u. bezogen auf die Einstellwerte Inom und Vnom der Registerkarte General Data des jeweiligen Netzschutzgerätes angegeben. Die Verwendung der beiden Anregesysteme wird in den folgenden Kapiteln erläutert. Abbildung 64: Registerkarte V<> & I> - Einstellwerte des Anregesystems Zusätzlich kann in der Registerkarte V<> & I> die beiden zusätzlichen Überstromzeitstufen als gerichtete und ungerichtete Endzeitstufen (Kapitel 6.3.9.3) verwendet werden. Seite 73 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Die Anregekennlinien und Anregeflächen können mit Hilfe des Dialogs List of Protection Results als Diagramm Protection Results angezeigt werden. Die Berechnungsergebnisse werden im Diagramm angezeigt. Hinweis Die Bedeutung der Einstellwerte des Anregesystems ist abhängig von der Schutzfunktion, die in der Registerkarte General Data mit dem Einstellwert Protection eingestellt wird. 6.3.8.1 I> - Anregekennlinie für V ≤ 0 Die Überstromanregung I> kann alleine oder in Kombination mit der Unterspannungsanregung benutzt werden. Zunächst wird in diesem Kapitel die alleinige Anwendung der Überstromanregung betrachtet. Die Auslöseeigenschaften der Überstromanregung lassen sich, wie in Abbildung 61 gezeigt, in einer Anregekennlinie veranschaulichen. V Vnom 3 General Starting I I> I nom Abbildung 65: I> - Anregekennlinie für V ≤ 0 Um dieses Verhalten im Netzberechnungsprogramm ATPDesigner nachzubilden, muss lediglich der Einstellwert I> eingestellt werden. Die Unterspannungsanregung wird zu V< = -1 als deaktiviert eingestellt. Abbildung 62 zeigt hierzu den entsprechenden Einstelldialog des Netzschutzgerätes Probe P3 Registerkarte V<> & I>. In dieser Abbildung ist auch eine Tabelle zu sehen, in der drei Überstromanregestufen eingestellt werden können. Die erste I>-Stufe ist immer aktiv. Jede weitere Stufe kann in der Liste aktiviert werden, indem der entsprechende Wert in der Spalte On von 0 (deaktiviert) auf 1 (aktiviert) geändert wird. In der ersten Zeile bezieht sich der Wert in der Spalte I> auf den zuvor eingestellten Einstellwert I>. Er wird automatisch bei Änderung des Einstellwerts I> angepasst. In der Spalte t[ms] kann jeder Überstromstufe I> eine Staffelzeit zugeordnet werden. Seite 74 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Überstromanregung I> Zusätzliche Überstromzeitstufen Abbildung 66: Einstelldialog Distanzschutzgerät Probe P3 - Registerkarte V<> & I> - I> - Anregekennlinie für V ≤ 0 Seite 75 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Abbildung 67: I> - Anregekennlinie mit Ergebnissen für den Kurzschluss ABCG Die Anregekennlinie kann mit Hilfe der List of Protection Results als Diagramm Protection Analysis dargestellt werden. Dazu muss in der Auswahlliste der Eintrag G = f(Vk, Ik) ausgewählt werden. In Abbildung 63 ist zu erkennen, dass die drei Anregepunkte (Vk, Ik) außerhalb der Anregefläche liegen. Seite 76 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 6.3.8.2 I>, V< - Anregekennlinie Wir nun die Überstromanregung I> mit einer Unterspannungsanregung V< kombiniert, sieht die Anregekennlinie, wie in Abbildung 68 dargestellt, aus. V Vnom 3 V< General Starting I> I I>> I nom Abbildung 68: I>, V< - Anregekennlinie Überstromanregung I> Überstromanregung I>> Unterspannungsanregung V< Abbildung 69: Einstelldialog Distanzschutzgerät Probe P4 - Registerkarte V<> & I> - I>, V< - Anregekennlinie Seite 77 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 In diesem Fall müssen zusätzlich zur Überstromanregung I> die Einstellwert I>> und U< eingestellt werden. Abbildung 69 zeigten den Einstelldialog des Schutzgerätes P4 Registerkarte V<> & I> in der diese Einstellungen vorgenommen wurden. Abbildung 70: I>, V< - Anregekennlinie mit Ergebnissen für den Kurzschluss ABCG Die Anregekennlinie kann mit Hilfe der List of Protection Results als Diagramm Protection Analysis dargestellt werden. Dazu muss in der Auswahlliste der Eintrag G = f(Vk, Ik) ausgewählt werden. In Abbildung 70 ist zu erkennen, dass die drei Anregepunkte (Vk, Ik) außerhalb der Anregefläche liegen. Seite 78 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 6.3.8.3 U/I - Anregekennlinie Um das Anregeverhalten, nach der in Abbildung 71 gezeigten U/I - Anregekennlinie, einstellen zu können, muss im Einstelldialog des Schutzgerätes Registerkarte V<> & I> zunächst der Einstellwert V<< aktiviert werden. Dies geschieht mit Hilfe der in Abbildung 60 markierten Checkbox (Quadrat Enabled). Im Anschluss daran kann der Einstellwert V<< parametriert werden. V Vnom 3 V<< V< General Starting I> I>> I I nom Abbildung 71: U/I - Anregekennlinie Abbildung 72 zeigt den Einstelldialog des Schutzgerätes P5 Registerkarte V<> & I>, in der die entsprechenden Einstellungen vorgenommen wurden. Um die U/I-Anregekennlinie einzustellen, muss der Unterspannungsanregewert V<< freigegeben werden. Dazu wird der Einstellwert Enabled im Feld V/I-Starting System aktiviert. Seite 79 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Checkbox zum Aktivieren des Einstellwertes V<< Einstellwert V<< Abbildung 72: Einstelldialog Distanzschutzgerät Probe P5 - Registerkarte V<> & I> - U/I – Anregekennlinie Die Anregekennlinie kann mit Hilfe der List of Protection Results als Diagramm Protection Analysis dargestellt werden. Dazu muss in der Auswahlliste der Eintrag G = f(Vk, Ik) ausgewählt werden. Seite 80 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Abbildung 73: U/I-Anregekennlinie mit Berechnungsergebnissen für den Kurzschluss ABCG In Abbildung 69 ist zu erkennen, dass die drei Anregepunkte (Vk, Ik) innerhalb der Anregefläche liegen. Seite 81 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 6.3.8.4 Erdstromanregung IG> Zur Erkennung eines Fehlers gegen Erde wird die Erdstromanregung IG> verwendet. Dieser Anregewert wird für jede der zuvor beschriebenen drei Anregekennlinien eingestellt. Der Wert ist den jeweiligen Abbildungen der Einstelldialoge zu entnehmen. Abbildung 74: Einstellung der Erdstromanregung IG> Die Erdstromanregung wird verwendet, um eine Kurzschluss mit Erde zu erkennen. Das ist insbesondere bei der Auswahl der Impedanzmessschleife des Distanzschutzes erforderlich. 6.3.9 Zusätzliche Schutzfunktionen Parallel zum Distanzschutz als Hauptschutz können die, in den folgenden Kapiteln erläuterten Schutzfunktionen aktiviert und mit einer eigenen Staffelzeit parametriert werden. Die zusätzlichen Schutzfunktionen werden nur kurz eingeleitet und nicht ausführlich erklärt, da sie zum Anwenden des Distanzschutzes nicht zwingend notwendig sind. Ist eine Staffelzeit der Schutzfunktionen eingestellt und aktiv, so wird nach Ablauf der Staffelzeit ein AUS-Kommando der Schutzfunktion an der verbundenen Leistungsschalter ausgegeben (ODER-Verknüpfung). Seite 82 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 6.3.9.1 Überspannungsschutz U> und Unterspannungsschutz U< Der Überspannungsschutz und Unterspannungsschutz können getrennt voneinander mit der entsprechenden Checkbox (siehe Abbildung 75) im Einstelldialog des Distanzschutzgerätes in der Registerkarte V<> & I> aktiviert werden. Mit der Aktivierung wird das Editierfeld der zugehörigen Zeitstufe freigeschaltet und kann nun verändert werden. Es ist zu beachten, dass der eingestellte Wert für die Unterspannungsanregeschwelle V< gleichzeitig zum Unterspannungsschutz auch für das Anregesystem des Distanzschutzes (z.B. für die U/I-Anregekennlinie) verwendet wird. Über- und Unterspannungsschutz Aktivieren des Über- bzw. Unterspannungsschutz Abbildung 75: Einstelldialog Distanzschutzgerät Probe P5 - Registerkarte V<> & I> - V> - und V< - Schutz Durch die Aktivierung des Über- und Unterspannungsschutzes werden die Editierfelder der Zeitstufen TV> und TV< freigeschaltet und können eingestellt werden. Nach Ablauf der Zeitstufen wird ein AUS-Kommando an den verbundenen Leistungsschalter ausgegeben. Seite 83 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 6.3.9.2 Abhängiger Überstromzeitschutz (AMZ) Inverse-Time Overcurrent IDMT Es ist möglich parallel zum Distanzschutz einen abhängigen Überstromzeitschutz zu aktivieren, in dem im Einstelldialog des Distanzschutzgerätes in der Registerkarte V<> & I> die Checkbox Inverse-Time Overcurrent (IDMT) ausgewählt wird. Die entsprechenden Einstellungen können im gleichen Einstelldialog in der Registerkarte IDMT vorgenommen werden. Checkbox zum Aktivieren des AMZ - Zusatzschutzes Abbildung 76: Einstelldialog Distanzschutzgerät Probe P5 Registerkarte V<> & I> - AMZ – Schutz Die Einstellwerte des AMZ-Schutzes werden in der Registerkarte IDMT eingestellt. Es muss darauf geachtet werden, den Bezugsstrom Iref korrekt einzustellen. Es wird empfohlen, diesen Strom durch einen Left Mouse Button Click auf den Button Iref = Inom gleich dem primären Nennstrom Inom des Anregesystems in der Registerkarte General Technical Data einzustellen. Seite 84 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Einstellen des Bezugsstroms Iref Abbildung 77: Einstellwerte für den AMZ-Schutz Inverse-Time Overcurrent IDMT Die Kennlinie kann mit Hilfe der Auswahl des Netzschutzgerätes in der List of Protection Results als Diagramm Protection Results angezeigt werden. Dazu muss in der Auswahlliste der Einstellwert Tidmt=f(ik) eingestellt werden. Die berechneten Werte (Vk, Ik) werden im Diagramm angezeigt. Abbildung 78: Protection Analysis Results - Anzeige der AMZ – Kennlinie Seite 85 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 6.3.9.3 Ungerichtete und gerichtete Endzeitstufen In der Registerkarte V<> & I> sind Einstellmöglichkeiten für mehrere I>-Stufen vorhanden. Die erste Überstromzeitschutzstufe in Zeile Nr. 1 wird als ungerichtete Überstromanregung I>-Protection des Distanzschutzes verwendet und kann nicht mit einer eigenen Staffelzeit oder Kurzschlussrichtung eingestellt werden. Die Einstellwerte werden automatisch aus den Einstellwerten I>-Protection übernommen. Die weiteren Überstromzeitstufen I> der Zeilen Nr. 2..N können mit einer Kurzschlussrichtung Dir. und einer Staffelzeit t[ms] parametriert werden. Der Start dieser Überstromzeitstufen erfolgt entweder durch die zugehörige I>-Anregung I> oder durch das Anregesystem I>, U<> des Distanzschutzes oder durch die Unterimpedanzanregung. Mit diesen Überstromzeitschutzstufen können die gerichtete Endzeitstufe und ungerichtete Endzeitstufe eines Distanzschutzes realisiert werden. Einstellwert Bedeutung On Aktivierung einer Endzeitstufen (gilt nur für No. 2 und 3) 0 = ausgeschaltet 1 = eingeschaltet I> Anregeschwelle der Endzeitstufe bezogen auf den Nennstrom Inom des Netzschutzgerätes (nur für No. 2 & 3 parametrierbar) t [ms] Staffelzeit der Endzeitzone (gilt nur für No. 2 und 3) Dir. Richtung der Endzeitzone (gilt nur für No. 2 und 3) 0 = ungerichtet 1 = vorwärts gerichtet 2 = rückwärts gerichtet Die Einstellwerte für die gerichtete und ungerichtete Endzeit sind in Abbildung 79 markiert. Die Zuordnung einer Endzeitstufe zu den Zeilen Nr. 2 oder 3 in der Liste ist wahlfrei möglich. Hinweise zum Start der Zeitstufen der Endzeitstufen Sollen die Endzeitstufen nicht durch die I>-Anregungen gestartet werden, so müssen die I>-Anregewerte groß eingestellt werden z.B. I> = 1000In. Soll die Unterimpedanzanregung (Kapitel 6.3.9.5) die Zeitstufen nicht starten, so muss die Unterimpedanzanregung in der Registerkarte Z< Det. deaktiviert werden. Seite 86 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Einstellung gerichtete und ungerichtete Endzeit Abbildung 79: Ungerichtete und gerichtete Endzeiten des Distanzschutzes Wie in Abbildung 76 zu erkennen ist, wurden die ungerichtete Endzeitstufe (No. 2) und die gerichtete Endzeitstufe (No.3) aktiviert On=1 und auf die Überstromanregeschwelle I>= 2 Inom (Einstellwert Inom aus der Registerkarte General Data) eingestellt. Die gerichtete Endzeit in Zeile No. 2 ist bzgl. der Kurzschlussrichtung Dir.=1 vorwärts gerichtet, die ungerichtete Endzeitstufe in Zeile No. 3 die Kurzschlussrichtung Dir.=0 ungerichtet eingestellt. Seite 87 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 6.3.9.4 Signalvergleichsschutz Eine weitere parallel zum Distanzschutz ablaufende Schutzfunktion ist der Signalvergleich. Er wird im Einstelldialog des Distanzschutzes in der Registerkarte Signal durch auswählen der Checkbox Enable Protective Signaling aktiviert (Abbildung 80). Zusätzlich müssen dort Einstellwerte eingestellt werden. Der Signalvergleich benötigt zur Funktionsfähigkeit ein Netzschutzgerät in der Gegenstation Remote Station Protection Relay, das von Hand oder mit Hilfe des Cursors grafisch ausgewählt werden kann. Es wird empfohlen, das entsprechende Kapitel DIST: Signalvergleich des Handbuches Einführung in ATPDesigner zu lesen. Aktivieren des Signalvergleichsschutzes für das empfangende Distanzschutzgerät Abbildung 80: Signalvergleich für den Distanzschutz Seite 88 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 6.3.9.5 Unterimpedanzanregung Z< Das Unterimpedanzanregesystem kann im Sinne einer ODER-Verknüpfung zusätzlich zu den anderen Teilanregesystemen des Distanzschutzes aktiviert werden. Diese wird im Einstelldialog des Distanzschutzes in der Registerkarte Z< Det. durch auswählen der Checkbox Enable Underimpedance Detection aktiviert. Zusätzlich sind die folgenden Einstellwerte einzustellen. Einstellwert φ(Z) [°] X [Ohm] R [Ohm] φ(Load) [°] RLoad [Ohm] Bedeutung Impedanzwinkel des zu schützenden Netzobjektes in Grad Sekundäre Reaktanz Sekundäre Resistanz Lastwinkel in Grad Sekundäre Lastimpedanz Aktivieren der Unterimpedanzanregung Abbildung 81: Einstelldialog Distanzschutzgerät Probe P5 - Registerkarte Z< Det. Die Darstellung der Auslösekennlinie im Dialog Protection Analysis wird nach Aktivierung der Unterimpedanzanregung durch die Kennlinie der Unterimpedanzanregung ergänzt (Abbildung 69). Seite 89 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Abbildung 82: Kennlinie der Unterimpedanzanregung iL123(t) I>2 TI>2 0 ≥1 I>1 TI>1 0 Ungerichtete und gerichtet Endzeit Z< - Anregung L1E Z< - Anregung L2E Z< - Anregung L3E Z< - Anregung L12 ≥1 Anregung Z< & Z< - Anregung L23 Z< - Anregung L13 ≥1 Generalanregung Distanzschutz Fußpunktfreigabe IF> Anregesystem Distanzschutz Abbildung 83: Unterimpedanzanregung und Generalanregung des Distanzschutzes Seite 90 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Start der gerichteten und ungerichteten Endzeitstufen Mit der Unterimpedanzanregung werden die Zeitstufen der gerichteten und ungerichteten Endzeitstufen gestartet. Die I> - Anregungen der gerichteten und ungerichteten Endzeiten werden im Rahmen der Unterimpedanzanregung nicht beachtet. Es wird empfohlen, das entsprechende Kapitel DIST: Unterimpedanzanregung Z< des Handbuches Einführung in ATPDesigner zu lesen. Seite 91 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 6.3.10 Schutzanalyseergebnisse und Auslösekennlinie Die Ergebnisse der Netzberechnung und Netzschutzanalyse bei Verwendung von Distanzschutzgeräten sind für das Beispiel des Referenznetzes in Abbildung 81 dargestellt. Die Ergebnisse der Netzschutzanalyse Generalanregung GEN und/oder AUS-Kommando TRIP werden zusammen mit den Staffelzeiten und Messsystemen direkt in der Netzgrafik dargestellt. Netzschutzgerät P4 Generalanregung, kein AUS-Kommando, im Reserveschutzfall: AUS-Kommando nach 200ms in Impedanzzone 2, Netzschutzgerät P5 Generalanregung, AUS-Kommando nach 0ms in Impedanzzone 1 P4 1 2 3 P5 4 Abbildung 84: Ergebnisse der Netzberechnung im Referenznetz mit Distanzschutz Die Bedeutung, der in Abbildung 84 dargestellten Schutzanalyseergebnisse ist in Kapitel 6.1.5 beschrieben. Seite 92 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Der Kurzschlussort wurde mit Hilfe des Short-Circuit als Kurzschlussart ABCG an die Leitung 3 in einer Entfernung von 15% gelegt. 1. Auswahl der Kurzschlussart ABCG = 3-poliger Erdkurzschluss 2. Aktivieren des Short-Circuit Cursors , Positionierung des Cursors an Leitung 3, „Ankleben“ des Kurzschlusses an die Leitung mit einem Left Mouse Button Click 3. Einstellen der Kurzschlussentfernung in % der Leitungslänge, Aktivierung der Kurzschlussentfernung durch einen Left Mouse Button Click auf die Zeichenfläche der Netzgrafik 4. Der Kurzschluss Short-Circuit kann durch einen Left Mouse Button Click auf den Button gelöscht werden. Der Zeitstaffelplan und weitere Diagramme mit den Berechnungsergebnissen können jetzt wie in Kapitel 6.1.4 erläutert geöffnet und eingestellt werden. Es ist die Anzeigeart T=f(Xk, Tk) im Dialog Protection Analysis einzustellen. Abbildung 85: List of Protection Results – Reaktionen der Netzschutzgeräte Nach dem Öffnen des Dialogs List of Protection Results mit einem Left Mouse Button Click auf den Button oder durch den Menüeintrag List of Protection Analysis Results im Hauptmenü Protection werden die Reaktionen der Netzschutzgeräte wie in Abbildung 82 angezeigt. Netzschutzgerät P3 zeigt keine Reaktionen. Seite 93 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Netzschutzgerät P4 zeigt eine Generalanregung GEN, aber kein AUS-Kommando TRIP. Netzschutzgerät P5 zeigt eine Generalanregung GEN und ein AUS-Kommando TRIP. Wie auch in der Netzgrafik in Abbildung 84 zu erkennen ist, löst P5 in Staffelzeit 0ms in Zone 1 aus. Wird die Liste nach rechts gescrollt, so werden zusätzliche Informationen wie z.B. die sekundäre und primäre Kurzschlussimpedanz ausgegeben. Es wird empfohlen, das entsprechende Kapitel Schutzanalyse: Ausgabe der Ergebnisse der Schutzgeräte des Handbuches Einführung in ATPDesigner zu lesen. In dem Dialog List of Protection Results werden jetzt die Checkboxen der beiden Netzschutzgeräte P4 und P5 ausgewählt (Kreuz im Quadrat am Zeilenanfang). Nach erfolgter Netzberechnung stellt sich der Zeitstaffelplan der Distanzschutzgeräte P4 und P5, wie in Abbildung 86 gezeigt, dar. Der Zeitstaffelplan zeigt auch die gerichtete und ungerichtete Endzeitstufe. Zusätzlich zum ursprünglichen Zeitstaffelplan ist nun eine senkrechte rot gestrichelte Linie zu erkennen, die die gemessene Kurzschlussreaktanz Xk bei dem gewählten Fehlerort darstellt. Die Schnittpunkte dieser Linie mit den Kennlinien der beiden Distanzschutzgeräte sind durch rote Kreuze markiert. Außerdem werden in der linken oberen Ecke des Diagramms die Auslöse- beziehungsweise Anregezeiten der Distanzschutzgeräte angegeben, sowie die zahlenmäßig von den Distanzschutzgeräten gemessene Kurzschlussimpedanz Zk. Ungerichtete Endzeitstufe Gerichtete Endzeitstufe Abbildung 86: Protection Analysis – Zeitstaffelkennlinie der Netzschutzgeräte P4 und P5 Seite 94 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Nun wird die Auswahl der Netzschutzgeräte im Dialog List of Protection Results mit einem Left Mouse Button Click auf den Button Deselect All gelöscht. Danach wird nur die Checkbox des Netzschutzgerätes P5 ausgewählt. Ggfs. muss die Netzberechnung mit einem Left Mouse Button Click auf den Button neu ausgeführt werden. Hinweis Die Netzberechnung kann mit einem Left Mouse Button Click auf den Button auch dann gestartet werden, wenn einer oder beide Dialoge List of Protection Results oder Protection Analysis geöffnet sind. Auswahl der Netzschutzgeräte löschen Abbildung 87: List of Protection Results – Auswahl des Netzschutzgerätes Probe P5 Nach der Auswahl des Netzschutzgerätes P5 wird durch einen Left Mouse Button Click die Zeitstaffelkennlinie im Dialog Protection Analysis angezeigt. Die Anzeige der Impedanzkennlinien erfolgt durch die Auswahl X=f(R). Nach erfolgter Auswahl stellt sich die Impedanzkennlinie des Distanzschutzgeräte P5, wie in Abbildung 88 gezeigt, dar. Zusätzlich zur ursprünglichen Auslösekennlinie ist nun, in rot dargestellt, der Impedanzvektor der vom Distanzschutz P5 gemessenen Kurzschlussimpedanz Zk im Mitsystem zuerkennen. Der Impedanzvektor liegt im Falle des Distanzschutzes P5 in der ersten Impedanzzone. Der zahlenmäßige Wert dieses Impedanzvektors wird in der rechten oberen Ecke des Diagrammes angezeigt. Seite 95 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Abbildung 88: Protection Analysis – Impedanzzonen des Netzschutzgerätes Probe P5 Im nächsten Schritt wird im Dialog List of Protection Results das Netzschutzgerät Probe P5 deaktiviert und das Netzschutzgerät Probe P4 aktiviert (Abbildung 89). Abbildung 89: List of Protection Results – Auswahl des Netzschutzgerätes P4 Seite 96 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Die Impedanzkennlinie des Distanzschutzgeräte P4 stellt sich nach erfolgter Netzberechnung, wie in Abbildung 90 gezeigt, dar. Zusätzlich zur Impedanzkennlinie ist nun in rot dargestellt der Impedanzvektor der vom Distanzschutz P4 gemessenen Kurzschlussimpedanz Zk im Mitsystem zu erkennen. Dieser Impedanzvektor liegt im Falle des Distanzschutzes P4 in der zweiten Impedanzzone. Ggfs. muss die Netzberechnung mit einem Left Mouse Button Click auf den Button neu ausgeführt werden, um den Impedanzvektor anzuzeigen. Abbildung 90: Protection Analysis – Impedanzzonen des Netzschutzgerätes P4 Seite 97 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 6.3.11 Blockschaltbild des Distanzschutzes Nachfolgend in als Übersicht das Blockschaltbild des Distanzschutzes dargestellt. Über- und Unterspannungsschutz uL123(t) 1) V< 5) TV< 0 3) ≥1 G:Zone/Verzögerungszeit/ Auslösezeit 4) 2) V> 6) iL123(t) TV> 0 TAM 0 Z AMZ 3) Zone 1 Tzone 0 1 Zone 2 Einstelldialog V<> & I> Tzone 0 2 Zone 3 Tzone 3 Anregesystem Z< - Anregung L1E Z< - Anregung L2E Z< - Anregung L3E Z< - Anregung L12 Z< - Anregung L23 Z< - Anregung L13 Anregung Z< ≥1 & 5) 6) ≥1 Generalanregung Distanzschutz Fußpunktfreigabe IF> ≥1 I>2 TI>2 0 ≥1 I>1 TI>1 0 Ungerichtete und gerichtete Endzeit 4) Abbildung 91: Blockschaltbild des Distanzschutzes Seite 98 von 120 Seiten 0 ≥1 1) 2) T:Zone/ Verzögerungszeit/ Auslösezeit Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 6.4 07.03.2016 Schmelzsicherungen (FUSE) Bei Schmelzsicherungen handelt es sich um Schutztechnik, die hauptsächlich, aber nicht ausschließlich im Niederspannungsnetz eingesetzt wird. Diesbezüglich wird das Referenznetz als Niederspannungsnetz parametriert. Hierzu werden folgende Daten geändert: Netzwerkelement Netzeinspeisung Messgerät P1 Transformator Messgerät P2 Sammelschiene Bb1 - 3 Messgerät P3 und P4 Leitung Last Messgerät P5 Einstellwert Nennspannung Kurzschlussleistung Nennspannung Nennstrom Bemessungsspannung Wicklung A Bemessungsspannung Wicklung B Nennspannung Wicklung A Nennspannung Wicklung B Bemessungsscheinleistung Kurzschlussspannung Kurzschlussverlustleistung Vektor Group Nennspannung Nennstrom Nennspannung Nennspannung Nennstrom Line Model Länge Nennspannung Scheinleistung Nennspannung Nennstrom Wert Vnom = 20 kVrms Sk“ = 150 MVA Vnom = 20 kV Inom = 20 A VrA = 20 kV VrB = 0,4 kV VnA = 20 kV VnB = 0,4 kV SrT = 0,4 MVA uk = 4% Pk = 4,5 kW Dyn5 Vnom = 0,4 kV Inom = 600 A Vnom = 0,4 kV Vnom = 0,4 kV Inom = 400 A NAYY 4x150 0.4kV L = 0,25 km Vn = 400 Vrms S = 0,01 MVA Vnom = 0,4 kV Inom = 250 A Die Leerlaufverluste des Transformators werden im Niederspannungsnetz vernachlässigt. Dies wird erreicht, in dem das Häkchen in der entsprechende Checkbox im Einstelldialog des Transformators entfernt wird. Die Leitungen und Lasten im Netz besitzen alle die gleichen Daten. Seite 99 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 6.4.1 07.03.2016 Messgerät Probe als Schmelzsicherung definieren Die Schutzfunktion der Schmelzsicherung wird den Messgeräten Probe P4 und P5 zugeordnet. Dies ist in Abbildung 92 dargestellt. Einbauort der Schmelzsicherungen Abbildung 92: Schmelzsicherung im Referenznetz Abbildung 93 zeigt die Registerkarte General Data des zum Messgerät Probe P5 gehörenden Einstelldialoges. Durch die Auswahl Fuse im Einstellwert Protection wird die Probe nun als Schmelzsicherung definiert (siehe Kapitel 6.1). Das zu schützende Betriebsmittel Equipment, sowie der zum Netzschutzgerät gehörige Leistungsschalter CBreaker, werden mit Hilfe einer der in den Kapiteln 6.1.2 erläuterten Methoden zugewiesen. Der Einstelldialog des Netzschutzgerätes wird nun durch einen Left Mouse Button Click auf den Button Ok geschlossen, wodurch das grafische Symbol der Probe aktualisiert und fortan als grafisches Symbol einer Schmelzsicherung im Zeichenbereich dargestellt wird. Hinweis In der Auswahlliste Equipment sind die Referenznamen der Betriebsmittel enthalten, nicht die anwenderspezifischen Namen. Die Referenznamen der Netzwerkelemente werden in der Kopfzeile der zugehörigen Einstelldialoge angezeigt. Seite 100 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Abbildung 93: Einstelldialog Probe P5 - Registerkarte General Data für eine Schmelzsicherung Seite 101 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 6.4.2 07.03.2016 Auswahl der Schmelzkennlinie Die Auswahl der Schmelzkennlinie erfolgt in der Registerkarte Fuse des Einstelldialoges der Probe (Abbildung 92). Zunächst ist darauf zu achten, dass die Option Characteristic Tv = f(Ik) ausgewählt ist, da somit die Einstellungen für die Berechnung eines stationären Netzzustandes durchgeführt werden können. In der Registerkarte Fuse ist bei dieser Option bereits eine Default-Kennlinie vorhanden. Die Daten dieser Kennlinie sind in der im Einstelldialog dargestellten Tabelle zu finden. Ist eine andere Schmelzsicherung gewünscht, so stehen zwei Möglichkeiten zur Einbindung der entsprechenden Kennlinie zur Verfügung: 1. Manuelle Eingabe einer Kennlinie in die Tabelle nach Betätigung des Button Delete, der den Inhalt der Liste löscht 2. Einlesen eine Kennlinie mit Hilfe des Buttons Load als .csv-datei aus dem Verzeichnis C:\ATPDesigner\Exe\Fuse Wird eine Kennlinie mit Hilfe des Buttons Load eingelesen, muss die einzulesende Datei eine .csv – Datei sein, deren Daten folgendes Format besitzen: Die erste Zahl steht für die Höhe des Stromes in Ampere. Die zweite Zahl entspricht der Auslösezeit bei entsprechendem Strom in Sekunden. Beide Zahlen müssen voneinander mit einem Semikolon getrennt werden. Als Dezimaltrennzeichen ist es unbedingt notwendig einen Punkt zu verwenden, da ATPDesigner im Falle eines Kommas ansonsten ein Tausendertrennzeichen erkennt. Am Ende jeder Zeile muss erneut ein Semikolon folgen. Digitalisierte Kennlinien von Schmelzsicherungen Das ATPDesigner Setup beinhaltet die digitalisierten Kennlinien einer großen Anzahl typischer Schmelzsicherungen. Die dazugehörenden .csv-Dateien werden im Verzeichnis C:\ATPDesigner\Exe\Fuse gespeichert. In dem Einstelldialog der Probe P5 in Abbildung 94 wurde die Kennlinie einer Schmelzsicherung des Typs gG mit einem Nennstrom von 200A aus dem Verzeichnis C:\ATPDesigner\Exe\Fuse eingelesen (Dateiname: 200A_NH2_gG.csv). 1. Auswahl der Option Characteristic Tv = f (Ik) 2. Einlesen der Datei C:\ATPDesigner\Exe\Fuse\200A_NH2_gG.csv 3. Einstellen des Nennstromes Ir=200A 4. Einstellen des maximal unterbrechbaren Kurzschlussstromes Imax Der Einstellwert I> für das Ansprechen der Schmelzsicherung wird von ATPDesigner aus der Kennlinie unter Verwendung des Nennstromes berechnet. Seite 102 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Tabelle mit Daten der Schmelzkennlinie Abbildung 94: Einstelldialog Schmelzsicherung Probe P5 - Registerkarte Fuse Die Schutzfunktion des Messgerätes Probe P4 wird auf die gleiche Art eingerichtet. Es wurde hier eine gG-Schmelzsicherung mit einem Nennstrom von 400A gewählt. Die notwendigen Daten sind Abbildung 95 und Abbildung 96 zu entnehmen. Seite 103 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Abbildung 95: Einstelldialog Probe P4 - Registerkarte General Data für eine Schmelzsicherung Abbildung 96: Einstelldialog Schmelzsicherung Probe P6 - Registerkarte Fuse Seite 104 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Wurden nun alle Einstellungen vorgenommen, stellt sich das gesamte Netz, wie in Abbildung 98 gezeigt, dar. Abbildung 97: Referenznetz mit Schmelzsicherungen Probe P4 und Probe P5 Seite 105 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 6.4.3 07.03.2016 Darstellung der Schmelzkennlinien in einem Diagramm Die Auswahl der Netzschutzgeräte im Dialog List of Protection Results ist für den Distanzschutz in Kapitel 6.3.10 ausführlich erläutert worden. Es wird empfohlen, dieses Kapitel zu lesen. Wählt man im Dialog List of Protection Analysis Results die beiden Schmelzsicherungen aus und lässt sich im Anschluss daran im Dialog Protection Analysis die Schmelzkennlinien mit der Auswahl Tv = f(Ik) darstellen (siehe Kapitel 6.1.4), so zeichnet ATPDesigner das in Abbildung 98 gezeigte Diagramm in das Dialog Protection Analysis. In dieser Abbildung ist sowohl die Toleranz der Schmelzsicherung, als auch die Selektivität zwischen den beiden Schmelzsicherungen zu erkennen. Abbildung 98: Protection Analysis – Kennlinie der Schmelzsicherungen P4 und P5 6.4.3.1 Toleranz der Schmelzsicherungskennlinie Die Toleranz der Schmelzsicherung zeichnet sich als ein Bereich um die eigentliche Schmelzkennlinie ab. Ihre Grenzen sind in Abbildung 98 durch rote, gestrichelte Linien dargestellt. Die Toleranz kann im Einstelldialog des Schutzgerätes in der Registerkarte Fuse mit Hilfe des Einstellwerts Tol verändert werden. Sie ist in den Grundeinstellungen auf 10% voreingestellt. Seite 106 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 6.4.3.2 Selektivität der Kennlinien Die Selektivität stellt sich in Abbildung 98 in Form des Abstandes zwischen den beiden Kennlinien dar. Es ist sicherzustellen, dass ein genügend großer Abstand zwischen den Kennlinien besteht. 6.4.4 Schutzanalyseergebnisse und Auslösekennlinie Die Ergebnisse einer Netzberechnung bei Verwendung von Schmelzsicherungen sind für das Beispiel des Referenznetzes in Abbildung 99 dargestellt. Abbildung 99: Ergebnisse der Netzberechnung im Referenznetz mit Schmelzsicherungen Die Ergebnisse der Netzberechnung und Netzschutzanalyse sind für das Beispiel des Referenznetzes in Abbildung 99 dargestellt. Die Ergebnisse der Netzschutzanalyse Generalanregung GEN und/oder AUS-Kommando TRIP werden zusammen mit den Staffelzeiten und Messsystemen direkt in der Netzgrafik dargestellt. Netzschutzgerät P4 Generalanregung, kein AUS-Kommando, im Reserveschutzfall: AUS-Kommando nach 14,8s in den drei Leitern Netzschutzgerät P5 Generalanregung, AUS-Kommando nach 452ms in den drei Leitern Seite 107 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Nachfolgend eine detaillierte Beschreibung der Darstellung in der Netzgrafik. Abbildung 100: Ausgabe der Netzschutzanalyse in der Netzgrafik Wird nun im Anschluss an die Netzberechnung die Schmelzkennlinien im Dialog Protection Analysis betrachtet, ist zu erkennen, dass dort • zusätzlich senkrechte, gestrichelte Linien, die die Kurzschlussströme Ik markieren und • waagerechte gestrichelte Linien, um die zugehörende Auslösezeit Tv markieren, dargestellt werden. Der Schnittpunkt mit den Schmelzkennlinien wird mit Hilfe eines Kreuzes hervorgehoben. Abbildung 101: Protection Analysis – Kennlinie der Schmelzsicherungen P4 und P5 Seite 108 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 6.5 07.03.2016 Differenzialschutzeinrichtungen (DIFF) ATPDesigner ermöglicht es, einen Differenzialschutz mit zwei Strommessorten (2-BeinDifferenzialschutz) für Leitungen und Transformatoren zu verwenden. Der Differenzialschutz wird leiterselektiv ausgeführt. Die leiterselektiven AUS-Kommandos werden zu einem resultierenden AUS-Kommando verodert. Differenzialschutzeinrichtungen werden in Schutzkonzepten auf zwei Arten verwendet: 1. den Differenzialschutz für Transformatoren 2. den Differenzialschutz für Leitungen Im Folgenden wird die Konfiguration des Differenzialschutzes anhand des Transformatordifferenzialschutzes erläutert. Die Vorgehensweise beim Konfigurieren und Einstellen des Schutzkonzeptes ist für den Leitungsdifferenzialschutz identisch. Abbildung 102: Differenzialschutz für Transformatoren im Referenznetz Es wird empfohlen, das entsprechende Kapitel DIFF: Differenzialschutz des Handbuches Einführung in ATPDesigner zu lesen. In Abbildung 102 wird der 20/0,4kV-Transformator mit einem Transformatordifferenzialschutz geschützt. Der Differenzialschutz benötigt 3 Messgeräte Probe: Seite 109 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Abbildung 103: Konfiguration für einen 2-Bein Transformatordifferentialschutz Der Differenzialschutz benötigt drei Messgeräte Probe. In der Konfiguration in Abbildung 103 sind es die Probe P1 und P2 als Messprobe und P6 als Probe für den Differenzialschutz. Messorte-Probe: Zwei Probe als Messorte M1 (Probe P1) und M2 (Probe P2) für Messung der Leiterströme IL123 an den beiden OS- und US-seitigen Wicklungen Als Messorte M1 und M2 können beliebige Probe verwendet werden, auch wenn diese andere mess- oder schutztechnische Funktionen ausführen. Hinweis Es wird empfohlen, die Messort-Probe M2 (Probe P2) als US-seitiger Messort, die Messort-Probe M1 (Probe P1) als OS-seitiger Messort zu verwenden. Die Nennspannungen Vnom der beiden Messort-Probe M1 und M2 müssen identisch mit den Bemessungswerten VrA und VrB des zu schützenden Transformators eingestellt werden, da sonst die Berechnung der Differenzial- und Halteströme fehlerhaft ist. Es wird empfohlen: Vnom M1 = VrA und Vnom M2 = VrB Differenzialschutz-Probe P6: Eine Probe zur Ausführung des Differenzialschutzes Diese Probe kann nur für die Ausführung des Differenzialschutzes verwendet werden. Wir die Schutzfunktion Differential Protection eingestellt, so wird automatisch die Messfunktion Vdiff eingestellt. Für die Differenzialschutz-Probe P6 muss in der Registerkarte General Data unter dem Einstellwert Equipment der zu schützende Transformator ausgewählt werden. Seite 110 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Hinweis Die Einstellwerte der Differenzialschutz-Probe P6 der Registerkarte General Data wie z.B. Nennspannung Vnom oder Nennstrom Inom werden nicht verwendet. Um einen Differenzialschutz im Referenznetz nutzen zu können, müssen folgende Änderungen am Netz vorgenommen werden (Abbildung 104): 1. Es muss ein zusätzlicher Schalter (Switch) im Anschluss an das Messgerät Probe P2 in das Netz eingefügt werden. 2. Die Verbindungen zwischen den beiden Messgeräten Probe P1 und Probe P2 als Messorte-Probe und den zugeordneten Leistungsschaltern (Switch) hergestellt werden (Kapitel 6.1.2 und Kapitel 6.5.1). 3. Die Messrichtung des Messgerätes Probe P2 wird zum Transformator hin gerichtet geändert. 4. Ein zusätzliches Messgerät Probe P6 muss eingefügt werden (Kapitel 4.2.3), welches später als Differenzialschutzgerät (Differenzialschutz-Probe P6) verwendet wird. Um die korrekte Arbeitsweise des Differenzialschutzes sicherzustellen, muss das zu schützende Betriebsmittel d.h. der Transformator oder die Leitung im Einstelldialog der Probe mit dem Einstellwert Equipment oder mit Hilfe des Buttons Equipment in der Schutzanalyse-Tabelle zugeordnet werden. zusätzlicher Schalter (Switch) einfügen Messrichtung Probe P2 ändern zusätzliches Messgerät Probe P6 als Differenzialschutz Abbildung 104: Veränderungen am Referenznetz für Differenzialschutz Die Einstellwerte des neuen Messgerätes Probe P6 für Nennspannung Vnom = 110kV und Nennstrom Inom = 600A in der Registerkarte General Data sind Abbildung 105 zu Seite 111 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 entnehmen. Es wird empfohlen, die Nenngrößen auf die OS-Wicklung bezogen auszuwählen. Abbildung 105: Einstelldialog Messgerät Probe P6 - Registerkarte General Data Wurden alle Änderungen durchgeführt, muss die Differenzialschutz-Probe P6 mit den beiden Messorte-Probe P1 und P2 verbunden werden. Zunächst muss der Button Add a new Measuring Line for a Probe mit einem Left Mouse Button Click dauerhaft gedrückt werden. Dadurch wird der grafische Konfigurationsmodus für die Messverbindungen der Messorte-Probe mit der Differenzialschutz-Probe aktiviert. Im Anschluss daran wird der Mauszeiger über dem rechten Anschlussknoten der Messorte-Probe P1 positioniert, die linke Maustaste gedrückt und gehalten. Wird die Maus nun bewegt, entsteht eine flexible gestrichelte Linie ausgehend vom Knoten der Messorte-Probe P1 zum Cursor. Diese Linie wird zum linken Anschlussknoten der Differenzialschutz-Probe P6 geführt. Befindet sich die Maus über diesem Anschlussknoten, entsteht ein größeres rotes Fadenkreuz. Durch Loslassen der linken Maustaste entsteht eine Verbindung zwischen der Messorte-Probe P1 und der Differenzialschutz-Probe P6, die als grüne Linie dargestellt wird. Seite 112 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Die Vorgehensweise zum Verbinden der Differenzialschutz-Probe P6 mit der MessorteProbe P2 muss nun wiederholt werden. Das Ergebnis ist in Abbildung 106 dargestellt. Abbildung 106: Verbindung des Messgerätes Probe P6 mit den Messorten Probe P1 und P2 6.5.1 Konfiguration des Differenzialschutzes Die Schutzfunktion des Differenzialschutzes wird dem Messgerät Probe P6 zugeordnet. Dies ist in Abbildung 107 dargestellt. Einbauort des Differenzialschutzes Abbildung 107: Differenzialschutz im Referenznetz Abbildung 109 zeigt die Registerkarte General Data des Einstelldialogs der Differenzialschutz-Probe P6. Durch die Auswahl Differential Protection im Einstellwert Protection wird das Messgerät nun als Differenzialschutz definiert (siehe Kapitel 6.1). Das zu schützende Betriebsmittel Equipment, in diesem Fall der Transformator kann mit Hilfe des Referenznamens Tra 1 in der Liste ausgewählt werden. Die Zuordnung kann im Dialog List of Protection Results mit Hilfe des Buttons Equipment automatisch ermittelt werden (Kapitel 6.1.3). Seite 113 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Abbildung 108: Automatische Identifikation des zu schützenden Betriebsmittels Hinweis Wird das zu schützende Betriebsmittel in der Registerkarte General Data mit dem Einstellwert Equipment ausgewählt, so muss der Referenzname nicht der anwenderspezifische Name des Betriebsmittels bekannt sein. Der Referenzname eines Betriebsmittels kann in dessen Einstelldialog, der z.B. mit einem Left Mouse Button Double Click auf das grafische Symbol des Betriebsmittels geöffnet werden kann, in der Kopfzeile ermittelt werden. Die Zuordnung eines Schalters für die Differenzialschutz-Probe P6 ist nicht erforderlich. Der Einstelldialog des Schutzgerätes (Differenzialschutz-Probe P6) wird nun durch einen Left Mouse Button Click auf den Button Ok geschlossen, wodurch das grafisch Symbol der Differenzialschutz-Probe P6 aktualisiert und als Differenzialschutz im Zeichenbereich dargestellt wird. Durch die Auswahl der Schutzfunktion Differential Protection wird der Operating Mode der Differenzialschutz-Probe P6 auf den Wert Vdiff eingestellt und deaktiviert (Abbildung 109). Seite 114 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Abbildung 109: Einstelldialog Messgerät Probe P6 - Registerkarte General Data Die Einstellwerte für die Messstellen Measuring Locations M1 und M2 und den Referenzstrom Iref sind im Einstelldialog des Messgerätes Probe P6 (Abbildung 110) der Registerkarte Differential dargestellt. Seite 115 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Abbildung 110: Einstelldialog Messgerät Probe P6 - Registerkarte Differential Wurden nun alle Einstellungen vorgenommen, stellt sich das gesamte Netz, wie in Abbildung 111 gezeigt, dar. Abbildung 111: Referenznetz mit Differenzialschutz Seite 116 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 6.5.2 07.03.2016 Auslösekennlinie Wird im Dialog List of Protection Analysis Results ein Differenzialschutzgerät ausgewählt und im Anschluss daran im Dialog Protection Analysis die Auslösekennlinie mit dem Einstellwert Id=f(Ir) dargestellt (siehe Kapitel 6.1.5), erhält man das in Abbildung 112 dargestellte Diagramm. Hierbei ist der Rest- bzw. Haltstrom (Ir bzw. Ih) auf der x-Achse und der Differenzstrom Id auf der y-Achse aufgetragen. Die blaue Auslösekennlinie trennt den Sperrbereich rechts vom Auslösebereich links. Die rote gestrichelte Linie stellt die Auslösekennlinie bei einseitiger Einspeisung dar. Abbildung 112: Dialog Protection Analysis – Auslösekennlinie Differential Protection Die Auslösekennlinie in Abbildung 112 wird durch die Einstellwerte im Einstelldialog der Registerkarte Differential definiert. Die Kennlinie ist im Kapitel DIFF: Differenzialschutz des Handbuches Einführung in ATPDesigner erläutert. Seite 117 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 6.5.3 07.03.2016 Schutzanalyseergebnisse und Auslösekennlinie Die Ergebnisse der Netzberechnung und Netzschutzanalyse stellen sich bei der Verwendung von Differenzialschutzgeräten, wie in Abbildung 113 gezeigt, dar. Es handelt sich hier um einen innenliegenden Kurzschluss d.h. einen Kurzschluss, der in der Schutzzone des Differenzialschutzes liegt. Die Schutzzone des Differenzialschutzes wird durch die beiden Messort-Probe P1 und P2 eingegrenzt. Abbildung 113: Netzberechnung mit Differenzialschutz – Innenliegender Kurzschluss Die Ergebnisse der Netzschutzanalyse werden in der Netzgrafik direkt angezeigt. ES erfolgte ein AUS-Kommando T durch den Differenzialschutz Id nach 0ms. Abbildung 114: Ausgabe der Netzschutzanalyse in der Netzgrafik Bei der Betrachtung der Auslösekennlinien im Dialogfenster Protection Analysis nach erfolgter Netzberechnung ist zu erkennen, dass dort zusätzlich waagerechte, gestrichelte Linien, die den Differenzstrom Id markieren und Seite 118 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 senkrechte, gestrichelte Linien, die die dazugehörige Höhe des Rest- bzw. Haltestromes Ir bzw. Ih markieren, dargestellt werden. Der Schnittpunkt mit der Auslösekennlinie wird mit Hilfe eines Kreuzes hervorgehoben. In der oberen rechten Ecke des Diagrammbereiches werden die Zahlenwerte der beiden Ströme Id und Ih leiterselektiv dargestellt. Es ist zu erkennen, dass die Messwerte (Id, Ir) für den innenliegenden Kurzschluss nach Abbildung 113 im Auslösebereich oberhalb der Auslösekennlinie liegen. Abbildung 115: Protection Analysis – Auslösekennlinie des Differenzialschutz P6 Es ist zu erkennen, dass die Messwerte (Id, Ir) für den außenliegenden Kurzschluss d.h. einen Kurzschluss außerhalb der Schutzzone des Differenzialschutzes nach Abbildung 113 im Sperrbereich unterhalb der Auslösekennlinie liegen. Abbildung 116: Netzberechnung mit Differenzialschutz – Außenliegender Kurzschluss Seite 119 von 120 Seiten Netzschutztechnik in ATPDesigner V 1.0 07.03.2016 Abbildung 117: Protection Analysis – Auslösekennlinie des Differenzialschutz P6 Seite 120 von 120 Seiten
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