Häufige Fehler bei der Aufrüstung von Schutzsystemen

Einführung

Die Erneuerung von Schutzeinrichtungen in Mittelspannungsschaltanlagen gehört zu den technisch anspruchsvollsten Inbetriebnahmen in der Energietechnik - und zu den am häufigsten falsch ausgeführten. Das Relais wird ausgetauscht, die Einstellungen werden neu berechnet, die Inbetriebsetzungsprüfung wird bestanden und das Umspannwerk wird wieder in Betrieb genommen. Drei Monate später tritt ein Fehler auf, und der Schutz funktioniert nicht mehr richtig. Die Untersuchung ergibt, dass das Relais perfekt spezifiziert und korrekt eingestellt war - aber die Stromwandler, die es speisen, wurden nie auf ihre Kompatibilität mit dem neuen Schutzschema überprüft, und die Messfehler, die den Schutzausfall verursachten, waren vom ersten Tag des Betriebs des aktualisierten Schemas an vorhanden.

Die direkte Antwort lautet: Die häufigsten und folgenschwersten Fehler bei der Aufrüstung von Schutzsystemen sind nicht Fehler bei der Einstellung der Relais, sondern Fehler bei der Stromwandlermessung, die dadurch entstehen, dass die Ingenieure die vorhandene Stromwandlerinstallation als festen, geprüften Eingang für das neue Schutzsystem betrachten und nicht als eine Komponente, die im Hinblick auf die Messanforderungen, die Lastcharakteristik und die Anforderungen an das Einschwingverhalten des neuen Relais, die sich fast immer von denen des zu ersetzenden Relais unterscheiden, neu bewertet, neu geprüft und neu bestätigt werden muss.

Dieser Leitfaden richtet sich an Ingenieure für den Schutz von Umspannwerken, Projektmanager für die Modernisierung von Mittelspannungsanlagen und sicherheitskritische Inbetriebnahmeteams, die für die Aufrüstung von Schutzsystemen verantwortlich sind. Er zeigt alle bedeutenden Fehler bei der Stromwandlermessung auf, die bei der Aufrüstung von Schutzsystemen auftreten, und liefert die technischen Methoden, um diese Fehler zu vermeiden.

Inhaltsübersicht

• Warum werden bestehende KVs inkompatibel, wenn die Schutzsysteme aufgerüstet werden?
• Was sind die gefährlichsten Fehler bei der Stromwandlermessung bei der Aufrüstung von Schutzsystemen?
• Wie kann man die Stromwandlerspezifikationen für die Aufrüstung von Mittelspannungsschutzsystemen korrekt neu bewerten?
• Wie führt man eine sichere Stromwandlermessung bei Projekten zur Aufrüstung von Stromschutzsystemen durch?
• Häufig gestellte Fragen zu Fehlern bei der Stromwandlermessung bei der Aufrüstung von Schutzsystemen

Warum werden bestehende KVs inkompatibel, wenn die Schutzsysteme aufgerüstet werden?

Die Annahme, dass vorhandene Stromwandler mit einem neuen Schutzrelais vollständig kompatibel bleiben, ist der Grundfehler der meisten Projekte zur Aufrüstung von Schutzsystemen. Sie erscheint vernünftig - das Stromwandlerverhältnis hat sich nicht geändert, der Primärstrom hat sich nicht geändert, und der Stromwandler hat seine letzte Wartungsprüfung bestanden. Was sich geändert hat, ist das Relais - und das Relais definiert die Messumgebung, in der der Stromwandler arbeiten muss.

Jedes Schutzrelais stellt eine spezifische Belastung für den Sekundärkreis des Stromwandlers dar. Jedes Schutzrelais hat spezifische Anforderungen an die Transientenleistung, die den Stromwandler-Genauigkeitsbegrenzungsfaktor (ALF) bestimmen, der für den korrekten Betrieb unter Fehlerbedingungen erforderlich ist. Jedes Schutzrelais verfügt über einen spezifischen Messalgorithmus - Effektivwert-, Grundfrequenz-Phasor- oder Spitzenwert-Erkennung -, der unterschiedlich mit der Verzerrung der sekundären Stromwandler-Wellenform interagiert. Wenn sich das Relais ändert, ändern sich alle drei Parameter gleichzeitig - und der vorhandene Stromwandler erfüllt möglicherweise keinen dieser Parameter.

Die wichtigsten technischen Parameter, die sich beim Austausch eines Schutzrelais ändern:

• Sekundäre Belastung (VA)¹: Moderne numerische Schutzrelais weisen eine Last von 0,025-0,1 VA bei 1 A sekundär auf - zehn- bis vierzigmal niedriger als die Last von 1-5 VA der elektromechanischen Relais, die sie ersetzen; diese drastische Verringerung der Last verändert den Arbeitspunkt des Stromwandlers auf seiner Erregungskurve und kann ein unerwartetes Verhalten des Stromwandlers unter Fehlerbedingungen verursachen
• Genauigkeitsbegrenzungsfaktor (ALF)² Anforderung: Die Spezifikation für das Einschwingverhalten des neuen Relais definiert die minimale Stromwandler-ALF, die für einen korrekten Betrieb bei maximalem Fehlerstrom erforderlich ist; wenn die ALF des vorhandenen Stromwandlers bei der Bürde des neuen Relais niedriger als erforderlich ist, geht der Stromwandler in Sättigung, bevor das Relais eine korrekte Schutzentscheidung treffen kann
• Effektive ALF bei neuer Belastung: ALF_effective = ALF_rated × (Rct + Rburden_rated) / (Rct + Rburden_actual); eine Verringerung der Relaislast von 5 VA auf 0,1 VA erhöht den effektiven ALF drastisch - was zwar vorteilhaft klingt, aber dazu führen kann, dass der Stromwandler in einem unerwarteten Bereich seiner Erregungskennlinie arbeitet
• Kompatibilität der Messalgorithmen: Elektromechanische Relais reagieren auf den Effektivwert der sekundären Stromwellenform einschließlich aller Oberschwingungen und des DC-Offsets; numerische Relais extrahieren den Grundfrequenz-Phasor unter Verwendung der Fourier-Filterung - die sekundäre Wellenform des Stromwandlers unter Fehlerbedingungen muss mit dem spezifischen Filteralgorithmus des Relais kompatibel sein
• Anwendbare Normen: IEC 61869-2³ (Stromwandlergenauigkeit und ALF), IEC 60255-151 (Anforderungen an Überstromschutzrelais), Transformator-Differentialschutz⁴ Anforderungen (IEC 60255-187-1)

Die effektive ALF-Berechnung zeigt eine kritische und kontraintuitive Konsequenz des Ersatzes von elektromechanischen Relais mit hoher Belastung durch numerische Relais mit geringer Belastung:

$ALF_{effective} = ALF_{rated} \mal \frac{R_{CT} + R_{Abraum,bewertet}}{R_{CT} + R_{Abraum,tatsächlich}}$

Für einen Stromwandler der Klasse 5P20 mit Rct = 2 Ω und Nennlast = 15 VA (15 Ω bei 1 A):

• Mit originalem elektromechanischem Relais bei 5 VA (5 Ω): ALF_effektiv = 20 × (2+15)/(2+5) = 48.6
• Mit neuem numerischen Relais bei 0,1 VA (0,1 Ω): ALF_effektiv = 20 × (2+15)/(2+0,1) = 161.9

Der Stromwandler, der mit dem alten Relais bei ALF 48,6 arbeitete, arbeitet jetzt mit dem neuen Relais bei ALF 161,9 - weit über dem Kniepunkt seiner Erregungskurve unter Fehlerbedingungen, in einem Bereich, in dem das Einschwingverhalten des Stromwandlers unvorhersehbar ist und in dem die sekundäre Wellenform erhebliche Verzerrungen enthalten kann, die der Fourier-Filter des numerischen Relais nicht korrekt verarbeiten kann.

Was sind die gefährlichsten Fehler bei der Stromwandlermessung bei der Aufrüstung von Schutzsystemen?

Fehler bei der Aufrüstung von Schutzsystemen mit Stromwandlermessungen lassen sich in zwei Kategorien einteilen: Fehler bei der Spezifikation in der Entwurfsphase, die zu Inkompatibilitäten führen, bevor die Installation beginnt, und Fehler bei der Inbetriebnahme während der Aufrüstung, die Fehler in ein ansonsten korrekt spezifiziertes System einbringen.

Spezifikationsfehler 1: Annahme des bestehenden KV ohne Neubewertung der ALF bei neuer Belastung

Der häufigste und gefährlichste Spezifikationsfehler. Der Schutztechniker spezifiziert das neue Relais, berechnet die neuen Relaiseinstellungen und stellt fest, dass das vorhandene Stromwandlerverhältnis unverändert ist - dann akzeptiert er den vorhandenen Stromwandler, ohne seine effektive ALF bei der Last des neuen Relais neu zu berechnen.

Die Folge: Der Stromwandler arbeitet mit dem neuen Relais an einem völlig anderen Punkt seiner Erregungskennlinie als mit dem alten Relais. Im oben beschriebenen Fall eines numerischen Relais mit geringer Belastung kann der Stromwandler unter Fehlerbedingungen so weit oberhalb seines Kniepunktes arbeiten, dass die sekundäre Stromwellenform stark verzerrt ist - sie enthält große DC-Offset-Komponenten und Oberwellenanteile, aus denen der Fourier-Filter des numerischen Relais die Grundschwingung nicht korrekt extrahieren kann. Das Relais funktioniert entweder nicht, arbeitet mit einem falschen Timing oder arbeitet mit der verzerrten Wellenformkomponente und nicht mit dem Fehlerstrom der Grundfrequenz.

Spezifikationsfehler 2: Falsche Zuordnung von Stromwandlerkernen zu Schutzfunktionen

Mittelspannungsstromwandler enthalten in der Regel mehrere Kerne - getrennte Kerne für Schutz- und Messfunktionen und manchmal auch getrennte Kerne für verschiedene Schutzfunktionen. Bei der Aufrüstung eines Schutzsystems ist es üblich, die Stromwandlerkerne neu zuzuordnen - zum Beispiel einen Kern, der zuvor für den Überstromschutz vorgesehen war, für die neue Differentialschutzfunktion zu verwenden.

Der Fehler der Kernverschiebung: Der Differentialschutz erfordert angepasste Stromwandlerkerne mit identischen Verhältnisfehlern und Phasenverschiebungen auf beiden Seiten der zu schützenden Anlage. Die Verwendung eines Kerns, der zuvor für den Überstromschutz optimiert wurde - mit einem höheren ALF und einer anderen Erregungscharakteristik - auf einer Seite eines Differentialschemas, während auf der anderen Seite ein Standardmesskern verwendet wird, erzeugt unter normalen Lastbedingungen einen permanenten Differentialstrom, den das Relais entweder zurückhalten oder als internen Fehler fehlinterpretieren muss.

Spezifikationsfehler 3: Ignorieren der CT-Remanenz-Historie beim Upgrade

Ein Stromwandler, der seit mehreren Jahren in einem Umspannwerk mit einer Reihe von Fehlerereignissen in Betrieb ist, hat in seinem Kern ein remanentes Flussmittel angesammelt. Der remanente Fluss verschiebt den Arbeitspunkt des Stromwandlers auf seiner B-H-Kurve, wodurch der Magnetisierungsstrom steigt, der Übersetzungsfehler zunimmt und der effektive ALF unter den Nennwert sinkt.

Bei der Aufrüstung eines Schutzsystems wird der Zustand des remanenten Flusses des vorhandenen Stromwandlers nie bewertet, da das Standard-Inbetriebnahmeverfahren für den Austausch eines Relais keine Entmagnetisierung des Stromwandlers und keine Überprüfung der Verhältnisgenauigkeit vorsieht. Das neue Relais wird mit einem Stromwandler in Betrieb genommen, der aufgrund der akkumulierten Remanenz möglicherweise mit 60-70% seiner Nennstromstärke arbeitet - ein Zustand, der dazu führt, dass der Stromwandler früher in Sättigung geht, als der Schutzalgorithmus des neuen Relais erwartet.

Spezifikationsfehler 4: Falsche Berechnung der sekundären Belastung für neue Kabelverlegung

Die Aufrüstung von Schutzsystemen beinhaltet häufig die Verlegung des Schutzrelais - von einer lokalen Schalttafel neben der Schaltanlage zu einer zentralen Schutztafel in einem entfernten Kontrollraum oder von einem in der Schalttafel montierten Relais zu einem in einem Gestell montierten numerischen Relais mit anderen Klemmenpositionen. Bei jeder Verlegung ändert sich die Länge des Sekundärkabels und damit der Widerstand des Sekundärkreises, was wiederum die gesamte Sekundärlast und damit den effektiven ALF verändert.

Vergleich: CT-Messfehler nach Schweregrad der Folgen

Fehler Typ	Erkennungsmethode	Folgen bei Nichtentdeckung	Schweregrad
ALF wird bei neuer Belastung nicht neu errechnet	Analyse der Erregungskurve	Sättigung des Stromwandlers während des Fehlers - Ausfall des Schutzes	Kritisch
Kernneuzuweisung für Differential	Primäre Injektion5 Gleichgewichtstest	Permanenter Differenzstrom - Fehlbedienung	Kritisch
Remanenz nicht bewertet	Verhältnismäßigkeitsprüfung + Entmagnetisierung	Reduzierte effektive ALF - verzögerter Betrieb	Hoch
Belastung wird für neues Kabel nicht neu berechnet	Messung der Sekundärbelastung	ALF-Reduzierung - Sättigung bei geringerem Fehlerstrom	Hoch
Polarität nach Upgrade nicht erneut überprüft	Prüfung der Polarität der Primäreinspritzung	Ausfall des Richtungsrelais - falsche Auslöseentscheidung	Kritisch
CT-Verhältnis nach Gewindebohrerwechsel nicht bestätigt	Messung des Verhältnisses	Über-/Unterstrom-Einstellfehler - falscher Impulsgeber	Hoch

Kundenfall - 33 kV-Mittelspannungsumspannwerk, Zementwerk, Nordafrika:
Ein Schutztechniker in einem Zementwerk wandte sich an Bepto Electric, nachdem ein Sammelschienenfehler katastrophale Schäden an einer 33-kV-Schaltanlage verursacht hatte - Schäden, die durch das Sammelschienenschutzrelais hätten begrenzt werden sollen, das sechs Monate zuvor im Rahmen einer Aufrüstung des Schutzsystems installiert worden war. Die Untersuchung nach dem Fehler ergab, dass das Sammelschienenschutzrelais während des Fehlers nicht funktioniert hatte. Im Rahmen des Aufrüstungsprojekts waren die ursprünglichen elektromechanischen Überstromrelais durch ein modernes numerisches Sammelschienenschutzrelais ersetzt worden - allerdings war die effektive ALF der vorhandenen Stromwandler bei der Last des neuen Relais von 0,08 VA nicht neu berechnet worden. Die vorhandenen Stromwandler, die für 5P20 mit einem Rct von 3 Ω ausgelegt waren, hatten bei der Last des neuen Relais einen effektiven ALF von 187 - weit über dem Kniepunkt. Während des Sammelschienenfehlers war die Sekundärwellenform des Stromwandlers stark verzerrt und wies große DC-Offset-Komponenten auf, die der Fourier-Filter des numerischen Relais innerhalb seines Betriebszeitfensters nicht verarbeiten konnte. Dem Relais gelang es nicht, einen gültigen Grundfrequenz-Phasor zu extrahieren, bevor sein interner Watchdog-Timer den Messzyklus zurücksetzte. Der Austausch der Stromwandler durch Einheiten, die für numerische Relaisanwendungen mit geringer Bürde spezifiziert sind - mit einer kontrollierten ALF von 30 bei der tatsächlichen Sekundärbürde - löste den Schutzfehler. Der Schutztechniker erklärte: “Wir rüsteten das Relais auf die modernste verfügbare Technologie auf und hatten am Ende eine schlechtere Schutzleistung als die elektromechanischen Relais, die wir ersetzten. Der Stromwandler war das Problem, und wir haben ihn nie in Betracht gezogen, weil sich das Verhältnis nicht geändert hatte.”

Wie kann man die Stromwandlerspezifikationen für die Aufrüstung von Mittelspannungsschutzsystemen korrekt neu bewerten?

Die korrekte Neubewertung von Stromwandlern für die Aufrüstung von Schutzsystemen erfordert eine strukturierte vierstufige Methodik, bei der der vorhandene Stromwandler als ungeprüfte Komponente behandelt wird, bis seine Kompatibilität mit dem neuen Schutzsystem nachgewiesen ist.

Schritt 1: Definieren neuer Anforderungen für die Relaismessung

Bevor Sie den vorhandenen Stromwandler bewerten, sollten Sie die Anforderungen an die Stromwandlerschnittstelle des neuen Relais vollständig beschreiben:

• Sekundäre Belastung bei Nennstrom: Die technische Spezifikation des Relaisherstellers - nicht die Nennlast des Relais, sondern die tatsächliche Eingangsimpedanz bei der Sekundärstromstärke des Stromwandlers; moderne numerische Relais weisen 0,025-0,1 VA bei 1 A auf, nicht die als Nennlast angegebenen 1-5 VA
• Erforderliche CT-Genauigkeitsklasse: Bestätigen Sie, ob das neue Relais Stromwandler der Klasse P (5P oder 10P) oder der Klasse PX (definiert durch Kniepunktspannung und Magnetisierungsstrom) benötigt - viele moderne Differenzial- und Distanzschutzrelais stellen Anforderungen an die Klasse PX, die vorhandene Stromwandler der Klasse P möglicherweise nicht erfüllen.
• Transienter Bemessungsfaktor (Ktd): Bei Relais mit spezifizierten Anforderungen an das Einschwingverhalten ist die erforderliche Ktd aus der Relaisspezifikation zu entnehmen - diese definiert die minimale Stromwandler-Einschwingfähigkeit, die für einen korrekten Relaisbetrieb während der ersten paar Zyklen des Fehlerstroms erforderlich ist
• Messalgorithmus: Bestätigen Sie, ob das Relais die Effektivwertmessung, die Grundfrequenz-Phasorextraktion oder die Spitzenwert-Erkennung verwendet - jeder Algorithmus hat eine unterschiedliche Empfindlichkeit gegenüber der Verzerrung der sekundären Stromwandler-Wellenform unter Fehlerbedingungen

Schritt 2: Neuberechnung der effektiven ALF bei neuer sekundärer Belastung

Wenden Sie die effektive ALF-Formel für jeden vorhandenen Stromwandler im aufgerüsteten Schutzplan an:

$ALF_{effective} = ALF_{rated} \mal \frac{R_{CT} + R_{Abraum,bewertet}}{R_{CT} + R_{Abraum,tatsächlich}}$

Wo:

• $R_{Abraum,aktuell}$ = Eingangsimpedanz des Relais + Widerstand des Sekundärkabels (beide Leiter) + jede andere Reihenimpedanz im Sekundärkreis
• Vergleichen Sie ALF_effective mit dem erforderlichen ALF des neuen Relais - wenn ALF_effective den erforderlichen Wert um mehr als das Dreifache übersteigt, kann der Stromwandler unter Fehlerbedingungen in einem unvorhersehbaren Bereich arbeiten; wenn ALF_effective unter dem erforderlichen Wert liegt, wird der Stromwandler in Sättigung gehen, bevor das Relais eine korrekte Schutzentscheidung treffen kann

Schritt 3: Überprüfen der Stromwandlerkernzuordnung für jede Schutzfunktion

• Zuordnung vorhandener CT-Kerne zu neuen Schutzfunktionen: Dokumentieren Sie, welcher physische Stromwandlerkern mit jedem Schutzrelais-Eingang im aufgerüsteten Schema verbunden ist.
• Prüfen Sie, ob die Genauigkeitsklasse des Kerns mit der Schutzfunktion übereinstimmt: Schutzkerne (5P, 10P, Klasse PX) für Schutzrelais; Messkerne (Klasse 0,5, Klasse 1) für die Ertragsmessung - verwenden Sie niemals einen Messkern für eine Schutzfunktion in einem aufgerüsteten System
• Überprüfen Sie die Anpassung des Differenzstromwandlerkerns: Beim Transformator- oder Sammelschienen-Differentialschutz muss sichergestellt werden, dass die Stromwandlerkerne auf beiden Seiten der zu schützenden Anlage übereinstimmende Übersetzungsfehler und Phasenverschiebungen aufweisen - lassen Sie sich Werksprüfzertifikate für beide Stromwandler geben und vergleichen Sie diese.

Schritt 4: Bewertung des CT-Zustands und des Remanenzstatus

• Überprüfen Sie die Historie der Fehlerereignisse: Beschaffen Sie die Ereignisaufzeichnungen der Schutzrelais für die letzten 3 bis 5 Jahre; ermitteln Sie alle Fehlerereignisse, bei denen der Primärstrom des Stromwandlers 50% des Nennkurzzeitstroms überstieg - jedes dieser Ereignisse ist ein potenzielles Remanenzakkumulationsereignis
• Test der Erregungskurve durchführen: Vergleichen Sie die gemessene Erregungskurve mit dem Werksprüfschein; ein verschobener Kniepunkt oder ein erhöhter Magnetisierungsstrom am Kniepunkt bestätigt die Akkumulation des remanenten Flusses.
• Bei bestätigter Remanenz Entmagnetisierung durchführen: Entmagnetisieren Sie vor der Überprüfung der Verhältnisgenauigkeit - die Ergebnisse der Verhältnisprüfung an einem durch Remanenz beeinträchtigten CT sind nicht repräsentativ für die tatsächliche Leistung der Genauigkeitsklasse des CTs
• Führen Sie nach der Entmagnetisierung eine Überprüfung der Verhältnisgenauigkeit durch: Bestätigen Sie, dass der Verhältnisfehler und die Phasenverschiebung innerhalb der Genauigkeitsklassengrenzen liegen, bevor Sie den Stromwandler für das erweiterte Schutzsystem akzeptieren.

Anwendungsszenarien

• Upgrade von elektromechanischen zu numerischen Überstromrelais: Neuberechnung der effektiven ALF bei neuer Relaislast; Überprüfung, ob ALF_effective innerhalb der 2-5fachen erforderlichen ALF liegt; Bewertung der Remanenzhistorie; erneute Überprüfung der Polarität der Primärinjektion obligatorisch
• Hinzufügen von Transformator-Differentialschutz zu einer bestehenden Stromwandlerinstallation: Überprüfung der Kompatibilität des Stromwandlerkerns mit der PX-Klasse; Durchführung eines Primärinjektionstests für den Differenzstromkreisausgleich; Bestätigung von Fehlern bei angepassten Verhältnissen bei HV- und LV-Stromwandlerpaaren
• Upgrade des Abstandsschutzes auf der Übertragungsleitung: Überprüfen Sie die Kniespitzenspannung der Klasse PX anhand der Relaisspezifikation; berechnen Sie die sekundäre Last neu, einschließlich der neuen Kabelführung zur entfernten Relaistafel; bestätigen Sie die Ktd-Konformität
• Stromschienenschutz Zusatz: Prüfen, ob alle Stromwandlerkerne der Sammelschiene übereinstimmende Eigenschaften haben; Berechnung des Stabilitätsfaktors für Durchgangsfehlerbedingungen; Überprüfung der Stabilität der Primäreinspeisung vor der Einschaltung vorgeschrieben

Wie führt man eine sichere Stromwandlermessung bei Projekten zur Aufrüstung von Stromschutzsystemen durch?

Schritte zur Überprüfung der sicheren CT-Messung

1. Schließen Sie die Sekundärkreise des Stromwandlers kurz, bevor Sie das Relais abschalten: Vor dem Trennen eines Stromwandler-Sekundärkreises vom vorhandenen Relais sind Kurzschlussbrücken an den Stromwandler-Sekundärklemmen oder an der Prüfklemmenleiste anzubringen - der sekundäre Stromwandler-Sekundärkreis ist unter Primärstrom offen und erzeugt eine tödliche Hochspannung; das Kurzschließen muss vor dem Trennen der Relaisklemmen erfolgen
2. Überprüfen Sie die Integrität der Kurzschlussverbindung unter Last: Prüfen Sie nach dem Anbringen von Kurzschlüssen mit einem Zangenamperemeter, ob ein Sekundärstrom durch den Kurzschluss fließt - ein Kurzschluss, der verbunden zu sein scheint, aber einen Wackelkontakt hat, stellt eine latente Unterbrechungsgefahr dar.
3. Führen Sie vor dem Anschluss des Relais eine Überprüfung des Übersetzungsverhältnisses und der Polarität durch: Führen Sie bei installiertem, aber noch nicht an den Sekundärstromkreis des Stromwandlers angeschlossenem neuen Relais eine Überprüfung des primären Einspeiseverhältnisses und der Polarität durch - vergewissern Sie sich, dass der Stromwandler den richtigen Sekundärstrom in der richtigen Richtung liefert, bevor Sie das neue Relais anschließen.
4. Prüfen Sie die sekundäre Last bei angeschlossenem neuem Relais: Messen Sie die Gesamtlast des Sekundärkreises bei angeschlossenem neuen Relais; vergleichen Sie sie mit der Nennlast des Stromwandlers; bestätigen Sie, dass die effektive ALF-Berechnung mit der gemessenen Last übereinstimmt.
5. Führen Sie eine Funktionsprüfung durch, bevor Sie die Kurzschlussbrücken entfernen: Führen Sie nach dem Anschluss des neuen Relais und der Fertigstellung des Sekundärstromkreises des Stromwandlers einen Funktionstest der Sekundäreinspeisung des Relais durch - bestätigen Sie den korrekten Betrieb, das korrekte Timing und den korrekten Betrieb der Ausgangskontakte, bevor Sie die Kurzschlussbrücken des Primärstromkreises entfernen und den Betrieb wieder aufnehmen.

Häufige Sicherheitsfehler bei der Aufrüstung von Schutzsystemen

• Entfernen der sekundären Stromwandler-Kurzschlussglieder vor dem Wiederanschluss des Relais: Der gefährlichste Fehler bei der Inbetriebnahme - selbst ein kurzer Zeitraum, in dem der Sekundärstromkreis des Stromwandlers offen ist, während der Primärstrom fließt, führt zu einer Hochspannungsgefahr an der offenen Klemme; halten Sie die Kurzschlussverbindungen aufrecht, bis der gesamte Sekundärstromkreis als durchgängig verifiziert ist.
• Durchführung der Sekundäreinspeisungsprüfung ohne Überprüfung der Durchgängigkeit des Sekundärkreises des Stromwandlers: Die Sekundäreinspeisung prüft das Relais isoliert - sie liefert keine Informationen über die Integrität des sekundären Stromwandlerschaltkreises; ein positives Ergebnis der Sekundäreinspeisung berechtigt nicht zum Entfernen der sekundären Stromwandlerkurzschlüsse ohne Überprüfung der Primäreinspeisung
• Verzicht auf eine erneute Überprüfung der Polarität nach einer Aktualisierung des Schutzsystems: Jede Änderung am Sekundärstromkreis des Stromwandlers - neues Kabel, neuer Klemmenblock, neue Belegung der Relaisklemmen - führt zu einer möglichen Umpolung; die Polarität muss nach jeder Änderung des Schutzsystems durch eine Primäreinspeisung erneut überprüft werden und darf nicht aus dem vorherigen Inbetriebnahmeprotokoll übernommen werden
• Einschalten des aufgerüsteten Schutzsystems ohne gestufte Fehlerprüfung: Wenn die Betriebsbedingungen des Netzes es zulassen, ist ein gestufter Fehlertest - das absichtliche Herbeiführen eines Fehlers im geschützten Stromkreis unter kontrollierten Bedingungen - die einzige Methode, mit der das gesamte Schutzsystem einschließlich der Stromwandlerleistung unter tatsächlichen Fehlerstrombedingungen überprüft werden kann.

Schlussfolgerung

Die Aufrüstung von Schutzsystemen führt zu Inkompatibilitäten bei der Stromwandlermessung, die bei der Prüfung von Relais, bei Standard-Inbetriebnahmeverfahren und bei der Prüfung von Typenschildern unsichtbar sind - aber bei der ersten echten Störung in der Umspannstation nach der Aufrüstung wird der fehlerhafte Betrieb des Schutzsystems deutlich. Die Fehler, die zu diesen Ausfällen führen, sind konsistent, vorhersehbar und vollständig vermeidbar: Versäumnis der Neuberechnung der effektiven ALF bei der Last des neuen Relais, Versäumnis der Neubewertung der Stromwandlerkernzuordnungen für neue Schutzfunktionen, Versäumnis der Bewertung und Korrektur der Stromwandler-Remanenz, die sich im Laufe der Betriebsjahre angesammelt hat, und Versäumnis der erneuten Überprüfung der Polarität und der Verhältnisgenauigkeit nach Änderungen im Sekundärkreis. Bei der Aufrüstung von Mittelspannungsschutzsystemen ist der Stromwandler kein passives Bauteil, das ohne erneute Bewertung aus dem vorherigen System übernommen werden kann. Es handelt sich um ein aktives Messgerät, dessen Kompatibilität mit dem neuen Relais durch Berechnungen, Prüfungen und eine Verifizierung der Primäreinspeisung nachgewiesen werden muss, bevor man sich darauf verlassen kann, dass das aufgerüstete Schutzsystem die Umspannanlage und das darin arbeitende Personal schützt.

Häufig gestellte Fragen zu Fehlern bei der Stromwandlermessung bei der Aufrüstung von Schutzsystemen

1. Detaillierte Analyse des Gesamtwiderstands in sekundären Schutzkreisen. ↩

2. Technische Parameter, die die Leistung des Stromwandlers unter Fehlerbedingungen bestimmen. ↩

3. Offizieller internationaler Standard für die Genauigkeit und Leistung von Stromwandlern. ↩

4. Umfassender Leitfaden zur Anpassung von Stromwandlerkernen für Differenzialsysteme. ↩

5. Industrielle Sicherheitsstandards zur Überprüfung der Integrität von Schutzsystemen. ↩