Netzschutz - Schutzfunktionen und Schutzanalyse

Das Netzberechnungsprogramm ATPDesigner ist speziell für die Nachbildung elektrischer Netze aller Spannungsebenen und der darin eingesetzte Netzschutztgeräte ge­eig­net. Die in ATPDesigner implementierten numerischen Modelle von Schutzfunktionen sind generische, d.h. herstellerneutrale Modelle.

Die Abbildung zeigt das Anrege- und Auslöseverhalten von Distanzschutzgeräten in einem 110.kV-Hochspannungsnetz im Falle eines 3-poligen Kurzschlusses.  

Hauptschutzfunktionen

  • Überstromzeitschutz
  • Überstromzeitschutz mit Kurzschlussrichtung
  • Distanzschutz mit U/I-Anregung und Polygon- oder Kreiskennlinie mit 8 Distanzzonen
  • Differentialschutz für 2 oder 3 Strommessorte
  • Schmelzsicherungen (NH- und HH-Sicherungen)
  • Niederspannungs-Leistungsschalter
  • Signalvergleichschutz
  • Über- und Unterspannungsschutz
  • Unterimpedanzanregung
  • AMZ-Schutz
Die Abbildung zeigt den Einstelldialog des Betriebsmittels Mess/Schutzgerät. In der Registerarte Dist: Z< können bis zu 8 Distanzzonen des Distanzschutzgerätes eingestellt werden.

Erdschlussortung

Erdschlussortung in kompensiert (RESPE) und isolierten (OSPE) Stromnetzen

  • Wattmetrische Erdschlussortung (cos φ - Verfahren)
  • sin φ - Verfahren
Die Abbildung zeigt den Einstelldialog des Betriebsmittels Mess/Schutzgerät. In der Registerarte Erdschluss kann die Wattmetrische Erdschlussortung eingestellt werden.

Zusatzfunktionen

  • Schutzlogik z.B. für Signalvergleich

Netzschutzgeräte - herstellerneutrale Modelle

Netzschutzgeräte und Netzschutzfunktionen werden in ATPDesigner durch  generische, d.h. hersteller­unab­hängige Modelle nach­ge­bildet. Dadurch ist es möglich, die Ergebnisse, die mit ATPDesigner erarbeitet werden,  auf bestehende Netzschutzkonzepte unabhängig von der produkttechnischen  Ausprägung anzuwenden. Die generischen Modelle der Netzschutzgeräte  sichern auch eine einfache und rückwärts kompatible Erweiter­bar­keit der Netzschutzkonzepte und die Anwendung auch für zukünftige Aufgaben in  der Netzschutztechnik.

Aufgabe des Netzschutzes

Die Aufgabe des Netzschutzes ist es, den physikalischen Netzzustand kontinuierlich zu überwachen, unzulässige Netzzustände zu erkennen und  in angemessener Zeit das Stromnetz wieder in einen zulässigen Betriebszustand zurückzuführen. Kurzschlüsse sind eine der kritischsten unzulässigen Netzzustände, da die im Kurzschlussfall auftretenden sehr großen Kurzschlussströme Personengefährdungen sowie unzulässige mechanische und thermische Belastungen der Betriebsmittel verursachen können. Das Grundprinzip des Netzschutzes ist der Selektivschutz. Fehler als Ursache unzulässiger Netzzustände werden fehlerortselektiv und fehlerartselektiv erkannt und die Fehler verursachenden oder Fehler betroffenen Betriebsmittel allpolig und allseitig vom Stromnetz getrennt. Dieser Vorgang wird im Kurzschlussfall i.a. als Kurzschlussauslösung oder kurz Auslösung bezeichnet. Nach der Auslösung ist das Stromnetz wieder fehlerfrei im Normalbetrieb und steht für die Versorgungsaufgabe zur Verfügung.

Anrege- und Auslösediagramme

Die Ergebnisse der Netzschuitzanalyse können in Netzschutzdiagrammen dargestellt werden.

Distanzschutz: Zeitstaffelkennlinie der Distanzzonen mit Kurzschluss (rote gestrichelte vertikale Linie)