Differenzialschutz des Generators oder Wechselstromgenerators

Interne Fehler im Statorwinding werden hauptsächlich durch das Differentialschutzsystem des Generators oder des Wechselstromgenerators beseitigt.
Der Differentialschutz wird im Generator durch die Verwendung eines longitudinalen Differentialrelais bereitgestellt.

Im Allgemeinen werden für diesen Zweck instantane Ankerrelais verwendet, da sie eine hohe Betriebsschnelligkeit aufweisen und nicht von AC-Überlastungen der Stromkreise beeinflusst werden.

Es gibt zwei Sätze von Stromwandlern, einer ist an der Leitungseite des Generators und der andere an der Neutralseite des Generators in jeder Phase angeschlossen. Es versteht sich von selbst, dass die Eigenschaften aller gegen jede Phase installierten Stromwandler übereinstimmen müssen. Wenn es einen erheblichen Unterschied in den Eigenschaften der Stromwandler auf beiden Seiten des Generators gibt, besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass das Differentialrelais bei Fehlern außerhalb des Statorwindings oder auch während normaler Betriebsbedingungen des Generators fehlfunktioniert. Um sicherzustellen, dass das Relais nicht für Fehler außerhalb des Schutzbereichs arbeitet, wird ein stabilisierender Widerstand in Reihe mit dem Betriebsöl des Relais eingebaut. Dies stellt auch sicher, dass es keine Möglichkeit zur Fehlfunktion des Differentialrelais gibt, wenn ein Satz von Stromwandlern gesättigt ist.

Es ist immer vorzuziehen, dedizierte Stromwandler für den Differentialschutz zu verwenden, da gemeinsame Stromwandler ungleiche sekundäre Belastungen für andere darauf aufgebrachte Funktionen verursachen können. Es ist auch immer vorzuziehen, dass alle Stromwandler für den Differentialschutz von Generatoren oder Wechselstromgeneratoren die gleichen Eigenschaften haben. Praktisch gesehen kann es jedoch einige Unterschiede in den Eigenschaften der an der Leitungseite installierten Stromwandler gegenüber denen an der Neutralseite des Generators geben.

Diese Unstimmigkeiten führen dazu, dass Spillströme durch den Betriebswiderstand des Relais fließen. Um die Auswirkungen dieser Spillströme zu vermeiden, wird eine prozentuale Voreinstellung im Differentialrelais eingeführt.

Das prozentual voreingestellte Differentialrelais besteht aus zwei Hemmwicklungen und einer Betriebswicklung pro Phase. Im Relais neigt die durch die Betriebswicklung erzeugte Drehmoment dazu, die Relaiskontakte für den sofortigen Auslöser der Schaltgeräte zu schließen, aber gleichzeitig verhindert das durch die Hemmwicklungen erzeugte Drehmoment, die Relaiskontakte zu schließen, da das Drehmoment der Hemmwicklungen entgegengesetzt zur Drehrichtung der Betriebswicklung gerichtet ist. Daher würde das Differentialrelais bei Durchgangsfehlern nicht arbeiten, da die Einstellung des Relais durch die Hemmwicklungen erhöht wird und auch das Fehlfunktionieren des Relais aufgrund von Spillströmen verhindert wird. Bei internen Fehlern im Statorwinding ist das durch die Hemmwicklungen erzeugte Drehmoment unwirksam, und das Relais schließt seine Kontakte, wenn der Einstellstrom durch die Betriebswicklung fließt.
Die Einstellung des Differenzstroms/Praeferenz-Einstellung des Relais wird basierend auf dem maximal zulässigen Prozentsatz des Unstimmigkeitsgrades plus einem Sicherheitsabstand festgelegt.
Der Spillstrompegel, um das Relais gerade zu aktivieren, wird als Prozentsatz des Durchgangsfehlers definiert, der ihn verursacht. Dieser Prozentsatz wird als Praeferenz-Einstellung des Relais bezeichnet.

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