GE M-Pact Plus Operating & Installation Instructions Manual page 54

6 Pr 6 Protection 6 Pr otection otection otection
6 Pr 6 Pr otection
6.1 6.1 6.1 Ear Earth F Ear th F th F th Fault Pr ault Pr ault Pr ault Pr otection otection otection otection
6.1 6.1 Ear Ear th F ault Pr otection
M-PRO trip units measur e up to three types of earth fault , depending on which
type of trip unit is purchased and the number of poles in the electrical system.
The earth faults are differentiated as:
- Unrestricted earth fault , UEF.
- Restricted ear th fault, REF.
- Standby earth fault, SEF.
The phase currents are measured by Rogowsk i coils and are fitted to every
breaker. In or der to realise multiple combinations of earth fault protection a
neutral Rogowski coil and / or earth leg current transformer (CT) may be provided.
Data Acquisition Data Acquisition Data Acquisition Data Acquisition Data Acquisition
Analogue signals from three / four Rogowski coils are integrated by analogue
circuitry to provide a signal, proportional to the instantaneous current , to an
analogue to digital converter (ADC). The three phases and neutral measurement
use the same configurations of analogue circuit. The out-of-balance current ,
Ioob, is derived by a summing amplifier which also integrates the summed
Rogowski signals.
The input circuit for the CT is identical to the Rogowski inputs except that it does
not integrate the signal, the CT output is proportional to the instantaneous current.
The ADC can therefore process up to six input signals: Red, yellow, blue and
neutral phases, the earth leg CT and the sum input (sum of red, yellow, blue and
neutral phases).
The different types of earth fault are detailed in the following sections.
Unrestricted ear Unr Unr Unr Unr estricted ear estricted earth fault estricted ear estricted ear th fault th fault th fault th fault
Unrestricted earth fault is protection that does not apply to a defined zone. It is,
therefore, time graded to provide discrimination betw een circuit breakers in the
system. The fault currents flowing when an unrestricted ear th fault occurs are
shown in figure 3.
Figur Figure 3 - Unr Figur Figur Figur e 3 - Unr e 3 - Unr e 3 - Unrestricted ear e 3 - Unr estricted ear estricted ear estricted earth fault curr estricted ear th fault curr th fault curr th fault currents th fault curr
where, Ir = red phase current
Iy = yellow phase current
Ib = blue phase current
Ioob = out of balance current
If = earth fault current
An unrestricted earth fault therefore exists when:
+ + +
≠
I (I ) I I I
r y f b oob
The unrestricted neutral curr ent measurement device will be mounted
downstream of the neutral to earth connection; defined as the 'unrestricted
neutral' position. If a fault occurs anywhere downstream of the ACB, the M-
PRO will measure the fault current on the specific phase, but the fault current
will not return to the source through the neutral measurement device. Thus, an
imbalance will be produced in the earth fault detection arrangement (the
summed input).
ETU
ACB
Ir
Iy + If
Ib
Ioob + If
If
- represents measurement coil
ents ents ents ents
6 Schutz 6 Schutz 6 Schutz
6 Schutz 6 Schutz
6.1 Einleitung 6.1 Einleitung 6.1 Einleitung 6.1 Einleitung 6.1 Einleitung
Der Mpro Auslöser unterstützt drei verschiedene Arten von Erdschlussmessung,
abhängig von der Art des Auslösers und des vorliegenden Netzes. Dir Drei Varianten
sind:
UEF (unrestricted Earth fault = Abgangseitiger Er dschlussschutz)
REF (R estricted Erthfault = Einspeiseseitiger Erdschlussschutz)
SEF (S tandby Earth fault = Beidseitiger Erdschlussschutz)
Die Phasenströme werden v on Rogowski Spulen gemessen, die auf allen Phasen
vorhanden sind. Um die unterschiedlichen Erdschlussmessungen zu ermöglichen,
ist es notw endig je nach gewünschter Messung eine Neutralleitermessspule und/
oder einen Nullsummenstromwandler einzusetzen.
Signalv Signalv Signalv Signalv Signalverarbeitung erarbeitung erarbeitung erarbeitung erarbeitung
Die 3 oder 4 Rogowsk i Spulen liefern eine dem Strom proportionale Spannung,
Diese Spannung wird mit einen A/D W andler in ein digitales Signal umgewandelt.
Die 3 Phasen Messungen und die Neutralleitermessung benutzen die gleichen
Spulen und Schaltkreise. Aus diesen Messsignalen wird der Summenstrom
ermittelt .
Der Anschluss für den Summenstromwandler ist ähnlich der, der Rogowski
Spulen, mit dem Unterschied das der Summenstromwandler ein Stromsignal und
kein Spannungssignal liefert, w elches dem tatsächlichen Summenstrom
proportional ist .
Dem Auslöser liegen 6 ver schiedene Signale zu Verarbeitung v or : 3
Phasenströme, Neutralleiterstr om, Summe dieser Ströme und der Summenstrom.
Die unterschiedlichen Ar ten der Erdschlussschutzen sind in den folgenden
Abschnitten beschrieben.
Ioob
- r - r - r - r - r epr epresents measur epr epr esents measur esents measur esents measurement coil ement coil ement coil ement coil
epr esents measur ement coil
Figur Figur Figure 3 -Abgangsseitiger Er e 3 -Abgangsseitiger Erdschlussschutz e 3 -Abgangsseitiger Er e 3 -Abgangsseitiger Er
Figur Figur e 3 -Abgangsseitiger Er
Mit Ir = Str om L1
Iy = S trom L2
Ib = Strom L3
Ioob = Neutralleiter stom
If = Erdschlussstrom
Ein abgangsseitiger Erdschluss liegt vor wenn:
+ + +
≠
I (I ) I I I
r y f b oob
Der Messwandler für den Neutralleiter Str om wird Abgangsseitig von der
Neutralleiter-Erde Verbindung angebracht . Tritt nun ein Abgangsseitig ein Fehler
auf, misst der Auslöser den Strom der fehlerbehafteten Phase, aber der Fehlerstrom
kommt nicht über den Neutralleiter zurück . So ergibt sich eine Ungleichheit die
dem Erdschlussstrom entspricht.
54
dschlussschutz dschlussschutz dschlussschutz
dschlussschutz