VGB-Standard Elektrischer Blockschutz VGB-S-025-00-2012-11-DE Erste Ausgabe 2012 Herausgeber: VGB PowerTech e.v. Bezugsadresse: VGB PowerTech Service GmbH Verlag technisch-wissenschaftlicher Schriften Klinkestr. 27-31, 45136 Essen Tel. +49 201 8128-200 Fax +49 201 8128-329 E-Mail: mark@vgb.org ISBN 978-3-86875-403-2 Jegliche Wiedergabe ist nur mit vorheriger Genehmigung des VGB gestattet. www.vgb.org
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Vorwort Der vorliegende VGB-Standard Elektrischer Blockschutz wurde durch die gleichnamige VGB-Projektgruppe neu erstellt. Sie setzt die im Jahre 1985 vom VDEW heraus gegebenen Richtlinien für den elektrischen Blockschutz weiter fort und integriert die neuen Möglichkeiten und Anforderungen bei Einsatz von digitalen Schutzgeräten in multifunktionaler Ausführung. Weiterhin entstand der Bedarf zur Neuausgabe durch die Anpassung auf neue Normen und Regelwerke. Der VGB-Arbeitskreis Elektrische Maschinen und Anlagen setzte die Projektgruppe Blockschutz ein, die sich aus Experten europäischer Kraftwerksbetreiber zusammensetzte. Nach der Erarbeitung eines vorläufigen Entwurfs wurde dieser mit Herstellern von Schutzgeräten besprochen und gemeinsam weiterentwickelt. Der vorliegende VGB-Standard wurde nach bestem Fachwissen erstellt, erhebt jedoch nicht den Anspruch auf Vollständigkeit. Dem Wesen nach ist dies eine Empfehlung und kann daher nicht den Sachverstand der Anwender ersetzen. Essen, im Januar 2012 VGB PowerTech e.v. 4
An der Ausarbeitung dieses VGB-Standards haben maßgeblich mitgewirkt: Autorenverzeichnis Marcel Bakkers Essent Energie B.V., Geertruidenberg, (NL) Peter Demuth ANDRITZ HYDRO GmbH, Wien, (A) Dr. Udo Drechsler Vattenfall Europe PowerConsult GmbH, Vetschau Ralf Drews ABB AG, Mannheim Jörg Emmerich EnBW Kraftwerke AG, Stuttgart Thorsten Fricke swb Erzeugung GmbH & Co. KG, Bremen Alexa Hausmann, RWE Technology GmbH, Essen Dr. Hans-Joachim Herrmann Siemens AG, Nürnberg Jörg Kaiser VGB PowerTech e.v., Essen Reiner Lohe Schneider Electric Energy GmbH, Mülheim Michael Mühl STEAG Energy Services GmbH, Essen Alexander Muth Vattenfall Europe PowerConsult GmbH, Vetschau Bernhard Nöcker E.ON New Build & Technology GmbH, Gelsenkirchen Jan Pedersen Dong Energy, Fredericia, (DK) Matthias Pairits ANDRITZ HYDRO GmbH, Wien, (A) Sören Sturm swb Netze GmbH & Co. KG, Bremen Dieter Willems RWE Rhein-Ruhr Netzservice GmbH, Pulheim Der VGB dankt allen an der Erstellung dieses VGB-Standards beteiligten Unternehmen und den mit der Arbeit beauftragten Mitarbeitern. Hinweise nimmt die VGB-Geschäftsstelle jederzeit gern entgegen. 5
Inhalt 1 Geltungsbereich... 9 1.1 Einleitung... 9 1.2 Anwendungsbereich... 9 2 Beschreibung der Schutzfunktionen... 11 2.1 Schutz des Generators... 11 2.1.1 Überstrom-Zeitschutz... 11 2.1.2 Impedanzschutz... 11 2.1.3 Schieflastschutz (Unsymmetrieschutz)... 12 2.1.4 Überspannungsschutz... 13 2.1.5 Unterspannungsschutz... 13 2.1.6 Unterfrequenzschutz... 13 2.1.7 Kraftwerksentkupplungsschutz... 14 2.1.8 Überfrequenzschutz... 14 2.1.9 Polschlupfschutz (Außertrittsfallschutz)... 14 2.1.10 Differentialschutz... 15 2.1.11 Erdfehlerdifferentialschutz... 16 2.1.12 Windungsschlussschutz für Bestandsanlagen... 16 2.1.13 Ständererdschlussschutz... 16 2.1.14 Läufererdschlussschutz... 18 2.1.15 Untererregungsschutz... 19 2.1.16 Läuferüberlastschutz... 19 2.1.17 Rückleistungsschutz... 20 2.1.18 Schalterversagerschutz... 20 2.1.19 Besonderheiten bei Drehrichtungsumkehr der Generatoren... 21 2.2 Schutz des Maschinentransformators... 21 2.2.1 Differentialschutz... 21 2.2.2 Distanzschutz... 21 2.2.3 Erdschlussschutz auf der Oberspannungsseite des Maschinentransformators... 22 2.2.4 Anfahrerdschlussschutz (Erdschlussschutz auf der Unterspannungsseite des Maschinentransformators)... 22 2.2.5 Überregungsschutz (U/f)... 22 2.2.6 Buchholzschutz... 23 2.2.7 Kesselschutz (Tank Ground Protection)... 23 2.2.8 Sonstige Schutz- und Überwachungseinrichtungen des Maschinentransformators... 23 2.3 Schutz des Eigenbedarfstransformators... 23 2.3.1 Differentialschutz... 23 2.3.2 Überstrom Zeitschutz auf der OS-Seite (Generatorseite)... 24 2.3.3 Buchholzschutz... 24 2.3.4 Überstrom-Zeitschutz auf der US-Seite (EB-Seite)... 24 2.4 Schutz des Fremdnetztransformators... 24 6
2.5 Eigenbedarfsschutz... 24 3 Funktionsschema des Schutzes... 26 4 Aufbau und Ausführung des Schutzes... 29 4.1 Schutzfunktionsumfang und -aufteilung... 29 4.2 Maßnahmen gegen Unter- und Überfunktion... 30 4.3 Maßnahme beim Versagen des Generatorleistungsschalters... 31 4.4 Hilfsspannungsversorgung... 31 4.5 Auslösekreise... 37 4.6 Schutzschränke... 38 4.7 Räumliche Unterbringung... 39 4.8 Hilfs- und Koppelrelais... 39 4.9 Klemmleisten... 39 4.10 Kabel... 43 5 Sonstige Einrichtungen und Funktionen... 44 5.1 Stromwandler... 44 5.2 Spannungswandler... 45 5.3 Überwachung der Wandlerkreise... 45 5.4 Kondensatoren auf der Unterspannungsseite des Maschinentransformators... 45 5.5 Überspannungsableiter... 45 5.6 Schaltorgane und Schalteinrichtungen... 46 5.6.1 Generatorschalter... 46 5.6.2 Netzleistungsschalter... 47 5.6.3 Entregungseinrichtungen... 47 5.6.4 Eigenbedarfsumschaltautomatik... 47 5.6.5 EB-Leistungsschalter... 47 5.6.6 Schnellschlussventile... 47 5.7 Einkopplung von externen Signalen... 48 5.8 Informationsaustausch, Auslöseverständigung... 49 5.9 Meldeeinrichtungen... 49 5.10 Sprühflutanlage... 50 5.11 Überwachung der Generatorkreisläufe... 50 5.12 Überwachung der Erregeranlagen... 50 6 Prüfung des Schutzes... 51 6.1 Allgemeines... 51 6.2 Organisation der Prüfung... 51 6.2.1 Prüfungen im Herstellerwerk... 51 6.2.2 Erstinbetriebsetzung... 51 6.2.2.1 Vorprüfung... 51 6.2.2.2 Inbetriebsetzungsprüfungen... 52 6.2.3 Wiederholungsprüfungen... 56 6.2.3.1 Primärprüfungen... 56 7
6.2.3.2 Sekundärprüfungen... 56 6.3 Geräte für die Prüfungen... 57 6.3.1 Transportable Prüf- und Messgeräte... 57 6.3.2 Stationäre Prüfeinrichtungen... 57 7 Literatur... 59 8 Abkürzungen... 62 Anhang 8