Bus-Schutz
Wenn ein Fehler an den Busleitern auftritt, wird die gesamte Stromversorgung unterbrochen und alle nicht defekten Leitungen getrennt. Die meisten Busfehler sind einphasig und oft von vorübergehender Natur. Buszonenfehler können durch verschiedene Faktoren wie das Versagen von Trägerisolatoren, Fehlfunktionen in Schaltgeräten oder fremde Gegenstände, die zufällig über die Busleiter fallen, auftreten. Um einen Busfehler zu beseitigen, müssen alle an den defekten Abschnitt angeschlossenen Schaltkreise geöffnet werden.
Die am häufigsten verwendeten Buszonen-Schutzschaltungen umfassen:
Sicherungsschutz für Busleiter
Sicherungsschutz stellt einen einfachen Ansatz zur Sicherung der Busleiter gegen Fehler dar. Fehler an den Busleitern stammen oft aus dem Versorgungssystem, was den Sicherungsschutz für das Versorgungssystem unerlässlich macht. Die folgende Abbildung zeigt eine grundlegende Einrichtung für den Busleiterschutz. Hier wird Bus A durch den Distanzschutzmechanismus von Bus B geschützt. Im Falle eines Fehlers an Bus A aktiviert sich das Schutzelement an Bus B, wobei der Relaisvorgang innerhalb von 0,4 Sekunden erfolgt.
Wenn ein Fehler an den Busleitern auftritt, wird die gesamte Stromversorgung unterbrochen und alle nicht defekten Leitungen getrennt. Die meisten Busfehler sind einphasig und oft von vorübergehender Natur. Buszonenfehler können durch verschiedene Faktoren wie das Versagen von Trägerisolatoren, Fehlfunktionen in Schaltgeräten oder fremde Gegenstände, die zufällig über die Busleiter fallen, auftreten. Um einen Busfehler zu beseitigen, müssen alle an den defekten Abschnitt angeschlossenen Schaltkreise geöffnet werden.
Die am häufigsten verwendeten Buszonen-Schutzschaltungen umfassen:
Sicherungsschutz für Busleiter
Sicherungsschutz stellt einen einfachen Ansatz zur Sicherung der Busleiter gegen Fehler dar. Fehler an den Busleitern stammen oft aus dem Versorgungssystem, was den Sicherungsschutz für das Versorgungssystem unerlässlich macht. Die folgende Abbildung zeigt eine grundlegende Einrichtung für den Busleiterschutz. Hier wird Bus A durch den Distanzschutzmechanismus von Bus B geschützt. Im Falle eines Fehlers an Bus A aktiviert sich das Schutzelement an Bus B, wobei der Relaisvorgang innerhalb von 0,4 Sekunden erfolgt.
Kreisstromschutz und Spannungsdifferenz-Schutzeinrichtung
Kreisstromschutz
Im Kreisstromschutzsystem fließt die Summierungsströme der Stromtransformator (CTs) durch die Betriebswicklung des Relais. Wenn Strom durch die Relaiswicklungen fließt, deutet dies auf die Anwesenheit von Kurzschlussstrom in den CT-Sekundärseiten hin. Folglich sendet das Relais ein Signal an die Schaltgeräte, die daraufhin ihre Kontakte öffnen und den defekten Abschnitt des elektrischen Systems isolieren.
Ein signifikanter Nachteil dieses Schutzsystems ist jedoch, dass eisenkernige Stromtransformator dazu führen können, dass das Relais bei externen Fehlern fehlfunktioniert. Die magnetischen Eigenschaften von eisenkernigen CTs können unter ungewöhnlichen Bedingungen zu ungleichen Stromtransformationverhältnissen führen, was zu falschem Auslösen des Relais führt.
Spannungsdifferenz-Schutzeinrichtung
Das Schema der Spannungsdifferenz-Schutzeinrichtung verwendet kernlose CTs, die im Vergleich zu ihren eisenkernigen Gegenstücken eine verbesserte Linearität bieten. Lineare Koppler werden verwendet, um die Anzahl der Windungen auf den Sekundärseiten dieser CTs zu erhöhen, was die Empfindlichkeit und Genauigkeit des Schutzsystems verbessert.
In dieser Einrichtung sind die sekundären Relais über Pilotdrähte in Serie verbunden. Darüber hinaus ist die Relaiswicklung auch in Serie mit dem zweiten Terminal des relevanten Schaltkreises verbunden. Diese Konfiguration ermöglicht einen präziseren Vergleich der elektrischen Größen, wodurch das Schutzsystem interne Fehler genau erkennen und darauf reagieren kann, während es immun gegen die Effekte bleibt, die zu Fehlfunktionen in traditionellen, eisenkernigen CT-basierten Schemata führen.
In einem fehlerfreien elektrischen System oder bei externen Fehlern beträgt die algebraische Summe der Sekundärströme der Stromtransformator (CTs) null. Dieses Gleichgewicht ergibt sich aus dem normalen Stromfluss durch die gesunden Komponenten des Systems, wobei die CTs die Stromverteilung genau widerspiegeln. Wenn jedoch ein interner Fehler in der geschützten Zone auftritt, wird der normale Stromfluss gestört. Der Fehlerstrom fließt dann durch das Differenzrelais und stört den zuvor ausgeglichenen Stromzustand.
Nach Erkennung dieses abnormalen Stromflusses aktiviert sich das Differenzrelais. Es gibt sofort eine Anweisung an die zugehörigen Schaltgeräte, die Kontakte zu öffnen. Durch die schnelle Isolierung des defekten Abschnitts des Systems verhindert das Differenzschutzmechanismus wirksam weitere Schäden an Geräten und gewährleistet die Stabilität des Gesamtelektrizitätssystems. Diese schnelle Reaktion hilft, Stillstandzeiten und potenzielle Gefahren zu minimieren und die Integrität des Stromnetzes zu schützen.
