Sie entscheiden sich für einen Rückstromschutz für ein Stromaggregat und stellen fest, dass eine einzige Einstellung nicht alle Nennleistungen abdecken kann? Von einem 10-kW-Mikrodiesel bis hin zu einem 2.000-kW-Industriekraftwerk variieren Trägheit, Rückstromfestigkeit und Netzanschlussverhalten so stark, dass sich Schutz- und Messstrategien mit der Anlagengröße ändern müssen. Dieser Leitfaden geht durch den gesamten Leistungsbereich und verdeutlicht die Rolle, die eine genaue Messung der Netzqualität bei jedem Schritt spielt.
Warum eine Einstellung nie für alle passt
Rückleistung entsteht, wenn ein Generator Wirkleistung aus dem Netz aufnimmt und als Motor arbeitet, der die Antriebsmaschine antreibt. Bei einem Dieselmotor kann dies zu einer nahezu -augenblicklichen Überdrehzahl führen; Bei einer Gasturbine besteht die Gefahr eines Kompressorstoßes. Der Schutz muss die Größe der Rückleistung messen und nach einer festgelegten Zeitverzögerung auslösen, aber die Ansprecheinstellung und die Verzögerung werden durch Rotationsträgheit, Lastschwankungen und Synchronisierungstransienten beeinflusst. Ein kleiner Satz hat eine geringe Trägheit und seine Geschwindigkeit steigt schnell an -er muss schnell ausgelöst werden. Ein großer Satz hat eine höhere Trägheit und kann einen sehr kurzen, kleinen umgekehrten Stromfluss tolerieren, allerdings ist eine Fehlauslösung, die eine ganze Station stromlos macht, weitaus kostspieliger. Darüber hinaus können Messfehler wie CT-Phasenwinkelfehler bei niedrigen Strömen oder harmonische Störungen die Richtungsentscheidung umkehren und dazu führen, dass sich der Schutz unvorhersehbar verhält. Ein zuverlässiges Rückstromsystem muss daher auf präzisen Messungen der Netzqualität aufbauen.
10 kW–50 kW: kleine Stromaggregate
Dieses Segment umfasst mobile Notstromversorgung, Telekommunikations-Backup und kleine Solar-{0}}Speicher-Mikronetze. Mit einem leichten Schwungrad beschleunigt ein Dieselmotor hier bei einem Rückwärtsgang nahezu augenblicklich, Geschwindigkeit ist also alles. Stellen Sie die Rückstromaufnahme zwischen 8 % und 15 % der Nennleistung ein, mit einer Zeitverzögerung von 0,3 bis 0,5 Sekunden. Das ist schnell genug, um einen echten Fehler zu beheben, ohne durch den vorübergehenden Schock der Synchronisierung ausgelöst zu werden. Da die Kapazität gering und die Sekundärströme gering sind, ist die Richtungsunterscheidung fehleranfällig. Verwenden Sie einen dreiphasigen Leistungswandler mit hoher-Empfindlichkeit oder ein kompaktes Leistungsrelais mit integriertem-Rückleistungsschutz. Ein Wandler der Klasse 0,5, der die Stromrichtung bei 1 % des Nennstroms korrekt bestimmt, vermeidet sowohl Fehlauslösungen als auch Fehlauslösungen bei schwachen Signalpegeln. Wenn PV-Wechselrichter im System vorhanden sind, überprüfen Sie auch den Rückleistungsschwellenwert unter Inselbildungsbedingungen, damit er nicht mit dem Inselbildungsschutz in Konflikt gerät.
50 kW–500 kW: mittelgroße Stromaggregate
In diesen Bereich fallen die meisten industriellen Standby- und Hauptstromanwendungen, bei denen häufig mehrere Einheiten parallel oder kurzzeitig parallel mit dem Versorgungsunternehmen betrieben werden, um die Last zu übertragen. Die Versorgungskontinuität ist von entscheidender Bedeutung, daher sind die Kosten einer falschen Rückstromauslösung hoch. Stellen Sie den Impulsgeber auf 5 % bis 10 % der Nennleistung ein und verlängern Sie die Zeitverzögerung auf 0,5–2 Sekunden. Dies ist auf Leistungsschwankungen während der Synchronisierung und kurzzeitige Rückleistung zurückzuführen, die durch große Motorstarts verursacht wird. Ein verfeinerter Ansatz beinhaltet eine dreiphasige Analyse der Stromqualität: Wirkleistung, Blindleistung und Leistungsfaktor werden gleichzeitig überwacht, um einen echten Ausfall der Antriebsmaschine von der von der Last zurückgespeisten regenerativen Leistung zu trennen. Ein im Schaltschrank montierter Multifunktionsanalysator kann einen zweistufigen Rückleistungsschutz-einen niedrigen-Alarm und einen oberen-Auslösewert implementieren-und Leistungswellenformen vor und nach dem Ereignis zur Fehlerverfolgung erfassen. Wenn das Verteilungssystem über eine hohe Konzentration an Frequenzumrichtern oder USV-Geräten verfügt, verfälscht die Oberschwingungsleistung die Richtungsbeurteilung. Das Gerät muss in der Lage sein, Oberschwingungsleistungen zu messen und Grundfrequenzen zu trennen. Andernfalls können Oberschwingungsströme leicht zu Fehlauslösungen führen.
500 kW–2.000 kW: große Stromaggregate
Einzelne Einheiten der Megawattklasse werden typischerweise in Rechenzentren, Bergbaubetrieben oder kleinen Kraftwerken eingesetzt. Die Netzanschlussspannungen sind höher und ein Rückstromvorfall kann äußerst zerstörerisch sein. Große Maschinen akzeptieren im Allgemeinen für einige Sekunden einen kleinen Rückwärtsstromfluss, aber sobald die Grenze überschritten wird, muss das Gerät endgültig getrennt werden. Es wird ein Schema mit zwei-Ebenen empfohlen: ein niedrig-eingestelltes Element bei 3 % bis 5 % der Nennleistung mit einer Verzögerung von 3- bis 5-Sekunden für den Alarm und ein hoch-eingestelltes Element bei 8 % bis 10 % der Nennleistung mit einer Verzögerung von 1- bis 2 Sekunden für die Auslösung. Dieser Bereich erfordert die höchste Messgenauigkeit – Richtungstotzone und Nullpunktdrift müssen minimal sein. Ein hochpräziser bidirektionaler Leistungswandler der Klasse 0,2 mit einer minimalen Richtungsreaktion von nur 0,1 % des Nennwerts erfüllt die strengen Schutzanforderungen großer Einheiten. Gleichzeitig verhindert die Verwendung schneller FFT-Algorithmen zur Trennung niederfrequenter Schwingungskomponenten Fehlauslösungen, die durch Leistungsschwankungen aufgrund von Netzfrequenzstörungen verursacht werden. Wenn extreme Redundanz erforderlich ist, setzen Sie zwei unabhängige Rückstromschutzsysteme ein, die von separaten Messwandlerwicklungen gespeist werden, um eine vollständig duplizierte Konfiguration zu erhalten.
