Differential-Busstromschutz

Der Fehlerstrom-Sammelschienenschutz dient dazu, die an die Sammelschienen angeschlossenen Stromkreise im Falle eines Kurzschlusses in den Sammelschienen oder anderen im Schutzbereich enthaltenen Geräten schnell zu trennen.

Der Wirkungsbereich wird durch die Stromwandler begrenzt, an die die Schutzrelais angeschlossen sind. Grundlage für die Anwendung des Schutzes ist das Prinzip des Vergleichs der Werte und Phasen der Ströme der Stromkreise bei Kurzschluss und anderen Betriebsarten.

Zur Umsetzung des Schutzes wird das Differentialrelais RT wie in Abb. 1 dargestellt an die Stromwandler der Strecken angeschlossen. 1. Der Strom im Relais ist dabei immer gleich der geometrischen Summe der Sekundärströme der Anschlüsse.

Im Falle eines Kurzschlusses der Sammelschienen (Abb. 1, a) haben die Sekundärströme der Verbindungen eine Richtung und die Summe dieser Ströme fließt durch das Relais

Wenn IR

Bei einem externen Kurzschluss (Abb. 1, b) steigt der Strom in der Relaisspule

Das Relais funktioniert nicht, wenn es durch den Unsymmetriestrom aufgrund eines Fehlers der Stromwandler eingestellt wird.

Reis. 1.Ströme im Bus-Differenzstromschutzrelais bei Buskurzschluss (a) und externem Kurzschluss (b)

Basierend auf einem allgemeinen Prinzip kann sich der Schutz der Differentialsammelschienen je nach Schema unterscheiden, was mit ihrer Anpassung an das eine oder andere Hauptschema einer Umspannstation zusammenhängt. Busdifferentialschutz kommt für Umspannwerke mit einem und zwei Bussystemen sowie für Umspannwerke mit Blindleitungen und mehreren Einspeisungen zum Einsatz.

Der Differenzstromschutz für Umspannwerke mit zwei Bussystemen mit fester Anschlussverteilung, der häufig als Mittel zur Begrenzung von Kurzschlussströmen in 110-220-kV-Netzen eingesetzt wird, ist im Hinblick auf deren Aufrechterhaltung durch den Betrieb von größtem Interesse Mitarbeiter. Eine dieser Abwehrmaßnahmen wird im Folgenden erläutert.

Ein besonderes Merkmal des Schutzes (Abb. 2) ist die Selektivität beim Trennen des beschädigten Sammelschienensystems, wenn die festgelegte Verteilung der Anschlüsse auf den Sammelschienen eingehalten wird. Die Aktionsselektivität wird durch die Verwendung der Schaltung aus zwei selektiven Stromgeräten (Relaissätzen) PT1 und PT2 und einem gemeinsamen Startelement (Relaissatz) RTZ gewährleistet.

Die Relais jedes selektiven Satzes sind mit den Stromwandlern der Abschnitte verbunden, die hinter dem jeweiligen Sammelschienensystem befestigt sind, und wirken nur, wenn die Schalter dieser Abschnitte betätigt werden. Die Relais des gemeinsamen Startersets sind an die Stromwandler der Abteile beider Sammelschienensysteme angeschlossen und wirken daher auch bei einem Kurzschluss in einem der Sammelschienensysteme. Sie reagieren nicht auf äußere Kurzschlüsse, auch wenn die Befestigung der Anschlüsse unterbrochen ist.

Die Funktionsweise des Differenzstromschutzes von Bussen.

Im Falle eines Kurzschlusses auf einem der Bussysteme ziehen die Stromrelais des RTZ-Sammelstartersets an und liefern den Betriebsstrom zum Auslösen des Busschalters (Relais RPZ) und gleichzeitig mit den Stromrelais der Auswahlsets PT1 und PT2. Die Unterbrechung der Verbindungsschalter des beschädigten Bussystems erfolgt durch die Betätigung des Zwischenrelais des jeweiligen Wahlschaltersatzes.

Bei einer Verletzung der festgelegten Verbindungsfixierung können die beiden selektiven Schutzsätze durch einen externen Kurzschluss ausgelöst werden, da die Ströme in ihnen nicht ausgeglichen sind. Dadurch werden die Verbindungen jedoch nicht unterbrochen, da der Gleichstrom über ein gemeinsames Starterkit zum Wahlrelais geleitet wird, in dem die Ströme ausgeglichen werden und das Relais nicht funktioniert.

Kommt es bei einer defekten Befestigung der Verbindungen zu einem Kurzschluss auf einem der in Betrieb befindlichen Bussysteme, so greifen alle drei Schutzeinrichtungen und beide Bussysteme lösen aus. Um die Selektivität der Schutzwirkung bei einer Änderung der Anschlussbefestigung zu erhalten, ist es erforderlich, von einem selektiven Satz auf einen anderen Strom umzuschalten und Betriebskreise der Anschlüsse auf ein anderes Betriebsbussystem zu übertragen.

Die Schutzschaltung (Abb. 2) verfügt über einen Verbindungsfixierungsschalter, der die Gleichstromkreise der beiden Wähler überbrückt. Durch das Einschalten dieses Schalters werden die Kontakte der Stromrelais PT1 und PT2 der Wahlgruppen vom Schutzkreis getrennt, der Schalter wird eingeschaltet, bevor mit Schaltgeräten gearbeitet wird, die gegen die festgelegte Verbindungsbefestigung verstoßen.Es sollte auch eingeschaltet sein, wenn ein Bussystem läuft und alle Verbindungen bestehen.

Wenn der Leistungsschalter eingeschaltet wird, schaltet der Schutz alle Schalter gleichzeitig aus. Wenn der Leistungsschalter eingeschaltet ist, wenn beide Bussysteme in Betrieb sind und die Anschlussverteilung fest ist, dann wird im Falle eines Kurzschlusses auf einem der Bussysteme der Schutz unselektiv wirken und die Leistungsschalter beider Bussysteme abschalten Systeme direkt aus dem gemeinsamen Set.

Um die Spannung eines der Bussysteme mit ShSV zu überprüfen, sorgt die Schutzschaltung für eine automatische Blockierung, die bei einem Kurzschluss des ShSV das Auslösen der Leistungsschalter für die Anschlüsse des arbeitenden Bussystems verzögert. Die Blockierung erfolgt über das PV7-Relais, das eine längere Rückkehrverzögerungszeit als die ShSV-Auslösezeit hat. Zu diesem Zeitpunkt entfernt das Relais RP4 den negativen Betriebsstrom von den Relais RP1 und RP2 der selektiven Sätze, sodass diese die Kuppelschalter nicht schließen können. Der ShSV-Abschaltimpuls wird ohne Verzögerung vom RPZ-Relais geliefert, sobald das Starter-Kit-Relais aktiviert wird. Sollte sich die Auslösung des SHSV aus irgendeinem Grund verzögern, wird das Betriebsbussystem nach Ablauf der Rückkehrzeit des PV7-Relais abgeschaltet.

Reis. 2. Schematische Darstellung des Differenzstromschutzes eines Doppelbussystems: 1 – Steuerschalter des verbindenden Busschalters B1 (ШСВ); 2 – derselbe Bypass-Schalter B2 (OB).Die Kontakte 1 und 2 sind nur zum Zeitpunkt des Einschaltens geschlossen, in der Abbildung sind sie bedingt als Tasten dargestellt; 3 – Taste zum Manövrieren des Milliamperemeters; 4 – Taste zum Entriegeln des Signalrelais; PT1 – Stromrelais des selektiven Satzes I, Bussystem; PT2 – gleiches Bussystem II; RTZ – Stromrelais aus dem allgemeinen Satz; PT0 – aktuelles Relais des Signalsatzes; RP1 – RP6 – Zwischenrelais; PR0 – der gleiche Satz von Signalen: PV7, PV8 – Zwischenrelais mit Zeitverzögerung; РБ0 – Signalzeitrelais; BI9 -BI14 – Testblöcke; C – Unterbrecher der Fixierungsverletzung; H – Pads (Abschaltgeräte)

Eine ähnliche Blockierung (Relais PV8) ist beim Testen der Systemspannung am Bypass-Bus mithilfe des Bypass-Schalters möglich. Während der Prüfung müssen die Sekundärkreise der Stromwandler des Überbrückungsschalters vom Schutzkreis getrennt werden (die Abdeckungen der Prüfgeräte BI9 und BI10 werden entfernt). Andernfalls ist jeder Kurzschluss im Bypass-Bussystem ein externer Kurzschluss und der Schutz funktioniert nicht.

Während des Betriebs sind Unterbrechungen oder Manöver der Sekundärkreise der Stromwandler, an die die Schutzrelais angeschlossen sind, nicht ausgeschlossen. Dadurch wird das Gleichgewicht der Ströme im Relais gestört und sie können auch während des normalen Betriebs der Umspannstation arbeiten.

Um Fehlfunktionen des Schutzes zu verhindern, ist eine Vorrichtung zur Überwachung des Zustands der Stromkreise vorgesehen, die aus einem Stromrelais PT0 und einem Milliamperemeter mA besteht und im Neutralleiter von Stromwandlern enthalten ist.Bei einem bestimmten (gefährlichen) Wert des Unsymmetriestroms löst das Steuergerät aus, deaktiviert den Schutz und benachrichtigt das Personal über die Störung. Allmählich auftretende Fehler in den Stromkreisen werden durch periodische Messungen des Unsymmetriestroms mit einem Milliamperemeter durch Drücken aufgedeckt Taste 3 und umgeht sie.