Netz-/Generatorschutzgerät VEC100/VECFU10 Schutzgeräte

PSL
Schutzgeräte
prozessortechnik gmbh
Netz-/Generatorschutzgerät
VEC100/VECFU10
www.psl-tronic.com
nach VDEW zum Schutz von Stromerzeugungsaggregaten gegen Netzfehler
Anwendung und Funktionsweise
Merkmale
Die Netz-/Generatorschutzrelais VEC100 und VECFU10
- auch Vektorsprungrelais genannt - werden in Generatoranlagen für Dauerparallelbetrieb mit dem öffentlichen
Netz eingesetzt. Sie dienen dem Schutz von Generatoren
und dem Schutz des Netzbetreibers gegen rückwärtiges
Einspeisen.
Die Netz-/Generatorschutzrelais verfügen über
Die Vektorsprungrelais entsprechen den Vorschriften
des VDEW für netzparallelarbeitende Eigenerzeugungsanlagen.
Sie überwachen die Spannung, Frequenz und Phasenlage
der netzparallel arbeitenden Generatoren, um sie bei
Schnellwiedereinschaltung vor der asynchron wiederkehrenden Netzspannung zu schützen (KU = Kurzunterbrechung) und um die Netzlast abzuwerfen, bevor
Überlast- oder Kurzschlußauslöser die Aggregate gerade
dann blockieren, wenn sie als Notstromaggregate
dringend benötigt werden. Denn gerade bei kurzzeitigen
Netzunterbrechungen können kritische Zustände wie
Wegeilen der Phase auftreten, so daß bei Spannungswiederkehr der Generator zerstört werden kann. Das
Vektorsprungrelais erkennt diese Zustände innerhalb
kürzester Zeit und gibt nach spätestens 40 ms ein Steuersignal, was zur Netztrennung führt.
•
ein Netzausfallrelais mit potentialfreiem Schließer und
im Gerät integrierter Testeinrichtung
•
Auslösezeit bei Laständerung größer 5% von kleiner
10 ms
•
ein einphasiges Unter- und Überfrequenzrelais mit
potentialfreiem Schließer (nur VECFU10)
•
ein dreiphasiges Unter- und Überspannungsrelais mit
potentialfreiem Schließer (nur VECFU10)
•
Anzeige der Relaiszustände durch LED
Seite 1 von 3
Netz-/Generatorschutzgerät VEC100/VECFU10
Gerätebeschreibung Schutzgeräte
1-21
P S L prozessortechnik gmbh
Netz-/Generatorschutzrelais VEC100/VECFU10
Physikalische Grundlagen
Wirkungsweise Netzausfallrelais
Damit ein Synchrongenerator im Netzparallelbetrieb
Wirkleistung ins Netz "schieben" kann, eilt der Rotor des
Generators (der Phasenlage) der Netzspannung um
einige Winkelgrade voraus. Zwischen dem "starren" Netz
und dem Generatorrotor befindet sich eine "Federkraft".
Fällt jetzt das Netz aus, so springt der Rotor und mit ihm
die Generatorspannung um einige Winkelgrade nach
vorne. Dieser Phasenprung ist typisch für einen
Netzausfall, er tritt nur ein einziges Mal auf und wird vom
Netz-/Generatorschutzrelais VEC in einer Zeit kleiner
50-100 ms erfaßt.
Blinder Fleck
Bei einer gering oder unbelasteten Maschine läuft der
Rotor in Phase mit der Netzspannung. Tritt jetzt ein
Netzfehler auf, so kann der Rotor nicht "springen", was
bedeutet, daß eine Netzstörung nicht erkannt wird. Eine
Auslösung des Netz-/Generatorschutzrelais VEC erfolgt
aber auf jeden Fall bei der nächsten Laständerung im
(Insel-)Netz.
0
1
2
3
Kurzunterbrechung
Elektroversorgungsunternehmen wenden bei Netzstörungen häufig die sogenannte KU-Schaltung an. Bei
dieser Schaltung wird der betroffene Netzabschnitt bei
einer Netzstörung über das zugehörige Schutzorgan
herausgetrennt, die gestörte Stelle wird von der Speiseenergie getrennt und ein Lichtbogen kann erlöschen.
Nach der "Entionisierzeit" (ca. 200-300 ms) wird das
Netz wieder zugeschaltet. In ca. 80 % bis 90 % aller
Störfälle ist nach dieser (Zwangs-)Zuschaltung die Störung
beseitigt. Ist der Fehler noch vorhanden, so wird der
"kranke" Netzabschnitt endgültig abgetrennt. Während
dieser Trennung von Netz und Generator laufen die
Phasen der Spannungen auseinander. Das wiederkehrende Netz kann den Generator asynchron treffen.
Eine asynchrone Zusammenschaltung von Netz und
Generator kann zu sehr starken Schäden an Generator,
Kupplung und Antriebsmaschine führen.
Bei einer Netzstörung sind nicht nur die zugehörigen
Verbraucher mit dem Aggregat verbunden, sondern
ganze Netzab-schnitte bis hin zur Störungsstelle, was
für das Aggregat eine kurzschlußähnliche Last darstellen
kann. Eine umgehende Trennung des Aggregates, mit
"seinen" Verbrauchern vom Netz ist erforderlich.
4
5
6
7
8
9
Sammelschiene
NL1.1
NL1.1
NL2.1
NL2.1
NL3.1
NL3.1
Generatorschütz
Netzschütz
Netzschalter
Freigabe
-1K1
-1K9
-1A2
13
GL
-1K1
VEC
-1A2
-1K9
NL
14
NL1
NL2
NL3
-1A2
23
VECFU
F<>
NN
24
-1A2
33
U<>
34
Netzschalter
(Synchron)
ein
-1K9
A1
-1K9
NN
A2
NN
G
3
Netz
Generator
0
Rev.
Änderung
1
Datum
Name
3
2
4
5
Datum
7
8
Vektorsprungrelais
Bearb.
Anschlußplan VECFU
VECFU
Gepr.
Norm
6
Urspr.
VECFU-p.000
gez. v.
SC
gez. D.
LM06
9
=
+
Blatt
1
von
1
Bl.
Seite 2 von 3
1-22
Gerätebeschreibung Schutzgeräte
Netz-/Generatorschutzgerät VEC100/VECFU10
P S L prozessortechnik gmbh
Netz-/Generatorschutzrelais VEC100/VECFU10
Technische Daten
Bauform:
Kunstoffgehäuse auf 35 mm Hutschiene
nach DIN EN 46277
Abmessungen:
104 mm x 68 mm x 110 mm (BxHxT)
Gewicht:
ca. 410 g
Nennspannung:
100 V/110 V/231 V/400 V
Nennfrequenz:
50/60 Hz
Leistungsaufnahme:
ca. 7 VA
Einschaltdauer:
100 % ED
Kontaktbelastbarkeit:
250 V AC/2 A, 30 V DC/0,5 A
Auslösezeit VEC:
<10 % bei 5 % bei Laständerung
Auslösezeit FU:
<50 ms
Hysterese FU:
1%
Anschlußklemmen:
für Drahtanschluß bis 2,5 mm2
Schutzart:
Gehäuse IP 40
Klemmen IP 20
Umgebungstemperatur:
-20 °C bis +50 °C
Einbaulage:
beliebig
Allgemeine Bestimmungen: VDE 0435, T303; VDE 0843, T1-4;
VDE 0160; IEC 255-4; BS142
Klimafestigkeit:
Konstantklima 40/92 DIN 50015
Wechselklima FW 24 DIN 50016
Rüttelfestigkeit:
nach VDE 0160, besser 2,5 g
Wartung:
wartungsfrei
Einstellung
Funktionstest
Werkseitig erfolgt eine Einstellung auf:
Sprungwinkel: 8 °
Einschaltverzögerung: 10 s
Unterspannung: 375 V Überspannung: 415 V
Unterfrequenz: 48 Hz Überfrequenz: 52 Hz
a) Das Gerät ist in Funktion, wenn bei anliegender Meßpannung alle vier Leuchtdioden leuchten.
'Betätigen Taste',
'Test 10 Grad'
Diese Einstellungen sind bei den meisten Anwendungsfällen ausreichend; eine Anpassung ist jederzeit möglich.
b) Netzausfallrelais
Einstellung Sprungwinkel auf 12 °: Keine Auslösung
Einstellung Sprungwinkel auf 8 °: Auslösung
Inbetriebnahme
c) Spannungs- und Frequenzrelais:
Verstellen des Schaltpunktes bewirkt eine Auslösung.
Der Ausgangskontakt wird sofort mit Anliegen der Meßspannung betätigt. Die eingebaute Einschaltverzögerung
startet bei anliegender Meßspannung. Beim Aufschalten
der Meßspannung "synchronisiert" der Phasenmeßkreis
die interne Referenz auf die Meßspannung. Nach Ablauf
der "Einschaltverzögerung" übernimmt der Phasenmeßkreis die Kontrolle über den Ausgangskontakt.
Bestelldaten
Gerätebezeichnung
Netz-/Generatorschutzgerät (Vektorsprungrelais)
Netz-/Generatorschutzgerät (Vektorsprungrelais) mit <U>, <F>
Nennspannung
Nennfrequenz
bei Bestellung
angeben
bei Bestellung
angeben
"
"
Type
VEC100
VECFU10
Technische Änderungen, Irrtümer und Druckfehler vorbehalten (EM01)
Seite 3 von 3
Netz-/Generatorschutzgerät VEC100/VECFU10
Gerätebeschreibung Schutzgeräte
1-23