Betrieb und Störungsbehebung von Hoch- und Niederspannungs-Stromverteilungssystemen

Grundlegende Zusammensetzung und Funktion des Auslöseversagens-Schutzes

Der Auslöseversagens-Schutz bezieht sich auf einen Schutzmechanismus, der aktiviert wird, wenn die Relaisschutzanlage eines defekten elektrischen Geräts ein Auslösekommando gibt, aber der Schalter nicht reagiert. Er nutzt das Auslösesignal vom defekten Gerät und die Strommessung vom fehlgeschlagenen Schalter, um ein Auslöseversagen festzustellen. Der Schutz kann dann in kurzer Verzögerung andere relevante Schalter innerhalb derselben Umspannstation isolieren, den Ausfallbereich minimieren, die Gesamtstabilität des Netzes sicherstellen, schwerwiegende Schäden an Generatoren, Transformatoren und anderen defekten Komponenten verhindern und einen katastrophalen Netzwerkzusammenbruch vermeiden.

Ein Auslöseversagen stellt einen Doppelfehler dar – eine Kombination aus einem Energieversorgungsfehler und einem Schalterdefekt. Obwohl leicht entspannte Leistungskriterien akzeptabel sein können, bleibt das grundlegende Prinzip: Der Fehler muss letztendlich beseitigt werden. In modernen Hoch- und Höchstspannungsnetzen wird der Auslöseversagens-Schutz weit verbreitet als nahezu sekundärer Schutzmechanismus eingesetzt.

Zusammensetzung und Funktion des Versagensschutzes

Der Auslöseversagens-Schutz besteht aus einem Spannungsblockelement, einer Startschaltung (gebildet durch den Schutzvorgang und die Stromdiskriminierung), einem Zeitverzögerungselement und einer Auslöseschaltung.

Die Startschaltung ist entscheidend für den korrekten und zuverlässigen Betrieb des gesamten Schutzsystems. Sie muss sicher sein und Doppelkriterien verwenden, um Fehlauslösungen aufgrund von Einzelbedingungen, klemmenden Schutzkontakten, versehentlichen Berührungen oder ungewollter Energiezufuhr zu verhindern. Die Startschaltung enthält zwei Elemente, die eine "UND"-Logik bilden:

• Startelement: Verwendet in der Regel die eigene automatische Auslöseschaltung des Schalters. Dies kann der selbsttätig zurücksetzbare Kontakt des Auslöserelais selbst oder ein paralleles Hilfsrelais mit sofortigem Rücksetzen sein. Ein Kontakt, der betätigt wurde, aber nicht zurückgesetzt wurde, deutet auf ein Auslöseversagen hin.

• Diskriminierungselement: Identifiziert auf verschiedene Weise, ob der Fehler weiterhin besteht. Bestehende Betriebsmittel verwenden häufig "Strompräsenz"-Methoden – Phasenstrom (für Leitungen) oder Nullfolgenstrom (für Transformatoren). Wenn nach dem Schutzvorgang noch Strom im Kreis vorhanden ist, bestätigt dies, dass der Fehler nicht beseitigt wurde.

Das Zeitverzögerungselement dient als Zwischenstufe im Auslöseversagens-Schutz. Um Fehlauslösungen aufgrund eines einzigen Zeitgliedversagens zu verhindern, muss das Zeitglied eine "UND"-Logik mit der Startschaltung bilden, bevor das Auslöseausgangsrelais aktiviert wird.

Die Spannungsblockade für den Versagensschutz besteht in der Regel aus Niederspannungsrelais, Negativfolgen-Spannungsrelais und Nullfolgen-Spannungsrelais. Wenn der Versagensschutz die Auslöseschaltung mit dem Busdifferenzenschutz teilt, teilen sie auch dieselben Spannungsblockelemente.