Überstromschutz
Bei einem Kurzschluss in einem elektrischen System steigt der Strom in den meisten Fällen auf einen Wert an, der deutlich über dem maximalen Betriebsstrom liegt. Der auf diesen Anstieg reagierende Schutz wird als Stromschutz bezeichnet. Überstromschutzvorrichtungen sind die einfachsten und kostengünstigsten. Deshalb werden sie häufig in Netzen bis einschließlich 35 kV eingesetzt.
Legt den Strom auf der Stromversorgungsseite der Leitung fest, es sind Schutzvorrichtungen zum Ausschalten der Schalter 1, 2, 3 installiert. Im Falle eines Fehlers in einem der Abschnitte des Netzwerks fließt der Fehlerstrom durch alle Relais. Wenn der Strom mit einem höheren Schutzstrom kurzgeschlossen wird, werden diese Schutzmaßnahmen wirksam. Gemäß der Selektivitätsbedingung sollte jedoch nur ein Überstromschutz ansprechen und den Leistungsschalter öffnen – derjenige, der dem Fehlerort am nächsten liegt.
Diese Schutzwirkung kann auf zwei Arten erreicht werden. Die erste beruht auf der Tatsache, dass der Fehlerstrom mit der Entfernung vom Fehlerort abnimmt.
Der Schutzbetriebsstrom wird so gewählt, dass er größer ist als der Maximalwert des Stroms in diesem Abschnitt bei Ausfall des nächsten, weiter von der Stromquelle entfernten Abschnitts.Die zweite Methode besteht darin, die Reaktionszeit des Schutzes zu verzögern, je näher sich der Schutz an der Stromquelle befindet.
Zum Zeitpunkt t1 liegt ein Kurzschluss vor... Zum Zeitpunkt t2 löst der Überstromschutz (MTZ) aus und schaltet den Schalter ab. Durch den Spannungsabfall kurzgeschlossene Motoren wurden verzögert und ihr Strom erhöhte sich bei Spannungswiederkehr. Daher wird der Koeffizient kz eingeführt – der Selbstanlaufkoeffizient der Motoren. Außerdem wird ein Zuverlässigkeitsfaktor kn eingeführt, um verschiedene Arten von Fehlern zu berücksichtigen: Stromtransformatoren usw. Nach dem Abschalten des externen maximalen Kurzschlussstroms muss der Schutz in seinen ursprünglichen Zustand zurückkehren. Der Rückstrom wird durch den folgenden Ausdruck angegeben:
Die Aufnahme- und Abfallströme sollten nahe beieinander liegen. Geben Sie die Rendite ein:
Unter Berücksichtigung des Rückstellfaktors wird der Betriebsstrom wie folgt ermittelt:
Für „ideale“ Relais beträgt der Renditefaktor 1. Realistisch gesehen Schutzrelais aufgrund von Reibung in beweglichen Teilen usw. einen Restitutionskoeffizienten von weniger als 1 haben. Je höher der Rückflussfaktor, desto niedriger kann der Betriebsstrom bei gegebener Last gewählt werden und desto empfindlicher ist der Maximalstromschutz.
Die Zeitverzögerungen der Schutzvorrichtungen werden so gewählt, dass jede nachfolgende Schutzvorrichtung zur Stromversorgung eine Reaktionszeit hat, die um die Größe des Selektivitätsschritts größer ist als die maximale Zeitverzögerung der vorherigen Schutzvorrichtung.
Der Grad der Selektivität hängt von den Fehlern der messenden Schutzeinrichtungen und von der Verteilung der Schaltzeiten der Schalter ab.
Es gibt verschiedene Arten von Überstromschutzmerkmalen – unabhängige und abhängige. Es ist zweckmäßig, die abhängigen Ansprecheigenschaften mit den Schutzeigenschaften von Sicherungen und den Erwärmungseigenschaften von geschützten Verbindungen, beispielsweise Elektromotoren, zu kombinieren. Die am häufigsten verwendeten IEC-abhängigen Merkmale sind:
wobei A, n – Koeffizienten, k – aktuelle Multiplizität k = Azrob/Icp.