Kurze Antwort: Der Differenzialschutz f\u00fcr Transformatoren funktioniert, indem der Strom, der in den Transformator flie\u00dft, mit dem Strom verglichen wird, der den Transformator verl\u00e4sst. Wenn alles in Ordnung ist, sind die beiden Str\u00f6me gleich; jedoch, wenn der Strom unausgeglichen ist, wird das Relais ausl\u00f6sen. Der entsprechende ANSI-Code ist 87T. In vielen Systemen wird jedoch ein prozentualer, biasierter Differenzialschutzkreis verwendet, dessen Ansprechwert bei etwa 20-30% des Nennstroms des Transformators eingestellt ist.<\/p><\/blockquote>\n
![\"Differenzschutz](\"https:\/\/subian-electric.com\/wp-content\/uploads\/2026\/10\/Differential-Protection-of-Transformer.webp\")
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Die Zone, die sie sch\u00fctzt \u2014 und die Grenze, die am wichtigsten ist<\/h2>\n
Ein Differenzialschutzsystem sch\u00fctzt jede Maschine, die sich zwischen zwei S\u00e4tzen von Stromwandlern befindet. Was einen Transformator mit zwei Wicklungen betrifft, umfasst dies Wicklungen, Kern, Abzapfwechsler, interne Dr\u00e4hte und Durchf\u00fchrungen bis zum Punkt der CT-Installation. Allerdings sind abw\u00e4rts gerichtete Einspeisungen und Hochspannungsbus-Systeme, die Strom zu Transformatoren liefern, nicht in diesen Anordnungen enthalten.<\/p>\n
Deshalb ist die Platzierung der Stromwandler vielleicht der entscheidendste Aspekt beim Entwurf des gesamten Systems. Wenn der Hochspannungs-CT zu weit vom Transformator entfernt ist, wird jeder Fehler, der im Kabel zwischen dem Schaltzimmer und dem Transformator auftritt, au\u00dferhalb des Anwendungsbereichs sowohl des Differenzialrelais als auch des Transformators liegen, und zus\u00e4tzliche Erdschluss- oder \u00dcberstromschutzvorrichtungen werden ben\u00f6tigt, um diesen bestimmten Abschnitt des Kabels abzudecken. Die maximale N\u00e4he der beiden Stromwandler zum Transformator zu erm\u00f6glichen, beseitigt im Wesentlichen die L\u00fccke.<\/p>\n
Wie das Differenzialprinzip funktioniert<\/h2>\n
Das Konzept ist \u00fcberraschend einfach. Die tats\u00e4chlichen Transformatorprinzipien sind irrelevant; so einfach ist das, ein Transformator kann als ein Strom\u00fcbertragungsger\u00e4t beschrieben werden. Daher m\u00fcssen die Str\u00f6me auf der Sekund\u00e4rseite der CTs identisch sein. Das Relais \u201csucht\u201d dann nach einer Abnormalit\u00e4t oder einem Unterschied, der nicht existiert. Diese Gleichheit gilt nur, wenn die CTs selbst korrekt dimensioniert und verkabelt sind, was bedeutet, dass das Schema jeden Fehler im CT-Kreis erbt \u2014 das gemeinsame CT-Anschlussmethoden, die in Schutzschaltungen verwendet werden<\/a> sind es wert, richtig gemacht zu werden, bevor etwas anderes.<\/p>\n Der Betriebsstrom ist im Grunde die Vektorsumme der beiden sekund\u00e4ren Str\u00f6me, die von den Stromwandlern erzeugt werden:<\/p>\n Iop= |I1sek\u2013 I2sek|<\/p>\n Nach dem Auftreten eines Fehlers im Transformator erscheint eine dritte Komponente, die von den Transformatoren nicht ber\u00fccksichtigt wurde, daher konnte die Summe nicht mehr null sein. Aber es gibt zwei Faktoren, die die Situation komplizieren, da ein Transformator immer einen magnetisierenden Zweig hat, daher gibt es eine kleine Ungleichheit, die wirklich ein Spill- oder Fehlanpassungsstrom ist, selbst wenn das System ordnungsgem\u00e4\u00df funktioniert. Das Gleiche gilt f\u00fcr die Verh\u00e4ltnisse des Transformators und den Betrieb der Abgriffsausr\u00fcstung, die normalerweise auch nicht f\u00fcr alle Transformatoren, die mit der gleichen Situation konfrontiert sind, gleich sind.<\/p>\n Daher k\u00f6nnte das einzige n\u00fctzliche Relais, das man heute entwickeln kann, voreingenommen sein. Es ist erw\u00e4hnenswert, dass jeder Stromwandler den Hemmstrom unter Verwendung des gr\u00f6\u00dferen Wertes der beiden Str\u00f6me (oder deren Durchschnitt) erzeugt. Das bedeutet, dass unter normalen Bedingungen, selbst wenn es eine kleine Differenz gibt, der Strom innerhalb der Grenzen des Hemmstroms bleibt. Wenn ein echter Fehler vorliegt, funktioniert das Relais perfekt.<\/p>\n Dar\u00fcber hinaus enthalten die meisten Relais auch ein spezielles Element, das sofort auf sehr hohe Stromniveaus (bis zu 20-mal mehr als das Niveau der Abgriffsausr\u00fcstung) reagiert. Dieses Element ist notwendig, da bei sehr hohen Fehlerstr\u00f6men der Stromwandler auf einer der Seiten so stark s\u00e4ttigen kann, dass die voreingenommene Messung fehlschl\u00e4gt.<\/p>\n Die Handb\u00fccher f\u00fcr Relais zeigen eine enorme Variation, die nicht sehr hilfreich ist, wenn man mit einer Inbetriebnahme-Checkliste f\u00fcr Relais konfrontiert ist. Hier sind die Einstellungen, die in der Praxis am h\u00e4ufigsten f\u00fcr ein Standard-87T-Relais verwendet werden:<\/p>\n Die Einstellung des zweiten harmonischen Signals verdient ebenfalls eine Warnung. Konventionelles Blockieren scheint die Anwesenheit der zweiten Harmonischen im Einschaltstrom vorauszusetzen. Traditionelle Kerntechnologie, die hochsiliziumhaltigen Stahl verwendet, basiert auf dieser Annahme, aber fortschrittliche Transformator-Kerntechnologien, wie amorphe Metalle, haben die Anwesenheit der zweiten Harmonischen im Einschaltstrom dramatisch reduziert. Daher kann das Blockieren des Relais bei 15% an solchen Transformatoren zu Fehltrips nach dem Einschalten f\u00fchren. H\u00e4ufige L\u00f6sungen beinhalten Kreuzblockierung oder wellenbasierte Erkennung f\u00fcr Einschaltstr\u00f6me. Wenn Sie also die Relais f\u00fcr einen Transformator mit niedrigen Verlusten spezifizieren, fragen Sie unbedingt, welche Methode der Anbieter verwendet.<\/p>\n Hier k\u00f6nnen wir den Unterschied zwischen klassischen und modernen Schaltungen sowie die Quelle vieler Inbetriebnahmefehler sehen.<\/p>\n In klassischen elektromechanischen Schaltungen ist der CT-Anschluss derselbe wie der Anschluss des Transformators. Bei Dyn11-Transformatoren haben die Hochspannungsseite CTs einen Sternanschluss und die Niederspannungsseite CTs einen Deltaanschluss. Der Deltaanschluss l\u00f6st zwei Probleme auf einmal: Er hebt die 30-Grad-Phasenverschiebung auf, die durch die Deltawicklung des Transformators verursacht wird, und blockiert den Nullfolgenstrom, der durch das Relais flie\u00dft, wenn ein externer Erdschluss vorliegt.<\/p>\n In einem numerischen Relais sind alle CTs mit Sternanschluss verbunden. Die Phasenverschiebung, das Verh\u00e4ltnis und die Nullfolgenfilterung werden durch Software durchgef\u00fchrt. Die Verkabelung wird dadurch einfacher und die Pr\u00fcfung leichter, jedoch entsteht auch ein Punkt, der oft \u00fcbersehen wird: Das Relais muss den Nullfolgenstrom durch Software blockieren, genau wie der Deltaanschluss es in der Hardware tat. Das Nichtaktivieren dieses Filters kann dazu f\u00fchren, dass der CT-Kreis unter dem Einfluss des externen Erdschlusses arbeitet, was das Relais zum Ausl\u00f6sen bringt. Stellen Sie sicher, dass Sie die Einstellungen \u00fcberpr\u00fcfen; die Mehrheit der Unternehmen bietet dies an, aber es ist nicht immer standardm\u00e4\u00dfig aktiviert.<\/p>\n Unabh\u00e4ngig von der Technologie m\u00fcssen drei Regeln beachtet werden:<\/p>\n Wenn Sie die Verkabelung an einem unbekannten Ger\u00e4t durchgehen, wird diese Anleitung wie man Transformator-Deltaverbindungen und Sternverbindungen verkabelt<\/a> die Wickelseite des gleichen Problems abdecken, was n\u00fctzlich ist, wenn Sie Zeichnungen mit dem Typenschild vergleichen.<\/p>\n Die eingeschr\u00e4nkte Erdschluss\u00fcberwachung, die auch als ANSI 64REF oder einfach REF bezeichnet wird, gilt als \u201cdie Differenzial\u00fcberwachung einer Wicklung\u201d. Das ist durchaus zutreffend, da REF ein Hochimpedanzschema ist, das den Strom misst, der zum Sternpunkt einer Wicklung flie\u00dft, im Vergleich zu dem Strom, der durch die Phasen-CTs zur\u00fcckflie\u00dft. Da es nur den Strom in einer Wicklung erkennt, ist es viel empfindlicher als das gesamte Differenzialschema und in der Regel etwa zehnmal empfindlicher.<\/p>\n Warum werden beide ben\u00f6tigt? Weil im Falle eines Erdschlusses, der in der N\u00e4he des Neutralpunkts einer Sternwicklung auftritt, der Strom gering sein wird und der Gro\u00dfteil davon im Inneren der Wicklung zirkuliert, anstatt durch die Differenzialzone zu flie\u00dfen. Das gesamte 87T-Relais kann dies nicht erkennen. REF kann es.<\/p>\n Wir sollten die wesentlichen Nachteile der Differenzial\u00fcberwachung aufz\u00e4hlen, da sie die Einstellungen bestimmen:<\/p>\n Um einen \u00dcberblick dar\u00fcber zu erhalten, wie die Erdschluss\u00fcberwachung auf einem anderen Prinzip basiert, ist der Kernbalancestromtransformator<\/a> ein n\u00fctzlicher Kontrast: Er erkennt den Reststrom anstelle des Differenzialstroms und wird verwendet, wenn ein Kabel- oder Motorerdschluss vorliegt, wo keine Differenzialzone existiert.<\/p>\n Bei der Installation eines Differenzialrelais ist es wichtig, Inbetriebnahmepr\u00fcfungen durchzuf\u00fchren, um sp\u00e4tere Probleme zu vermeiden. Die folgenden Mindestanforderungen sind w\u00e4hrend der Pr\u00fcfungen zu erf\u00fcllen:<\/p>\n Nach der Inbetriebnahmephase des Relais umfassen die routinem\u00e4\u00dfigen \u00dcberpr\u00fcfungen sehr einfache Schritte: Messen und speichern Sie den Spillstrom jedes Jahr, \u00e4ndern Sie die Aufzeichnungen des Relais f\u00fcr jeden Durchfehler und \u00fcberwachen Sie, ob neue Lasten zur freien CT-Spule hinzugef\u00fcgt werden. F\u00fcr einen umfassenderen \u00dcberblick dar\u00fcber, was sonst noch zur j\u00e4hrlichen Transformator-Routine geh\u00f6rt, ist dies Wartungscheckliste f\u00fcr Transformatoren<\/a> eine angemessene Vorlage, die an Ihren eigenen Standort angepasst werden kann.<\/p>\n Dies ist ein Schutzplan, der die Menge an Elektrizit\u00e4t misst, die in den Transformator flie\u00dft, im Vergleich zu der, die herausflie\u00dft. Wenn beide Energien \u00fcbereinstimmen, bedeutet dies, dass kein Kurzschluss vorliegt; wenn es eine Abweichung \u00fcber dem f\u00fcr den Schutz definierten Schwellenwert gibt, wird ein interner Fehler erkannt und das Relais sendet das Ausl\u00f6sesignal an die Leistungsschalter des Transformators \u00fcber das Blockierrelai.<\/p>\n Das Differenzialrelais f\u00fcr Transformatoren erh\u00e4lt die Nummer 87T. W\u00e4hrend 87 der allgemeine Code f\u00fcr alle Differenzialrelais ist, zeigt 87T an, dass es speziell f\u00fcr den Einsatz mit einem Transformator entwickelt wurde. Einige andere Codes, die auf demselben Panel gefunden werden k\u00f6nnen, sind 87G oder 64REF in Bezug auf eingeschr\u00e4nkten Erdschluss, 87B f\u00fcr Busbar-Differenzial, 50\/51 f\u00fcr zeitgesteuerte \u00dcberstromsicherung, Buchholz oder pl\u00f6tzlicher Druck 63, 49 f\u00fcr thermische und 24 f\u00fcr \u00dcbererregung.<\/p>\n F\u00fchren Sie den Prozess in f\u00fcnf Phasen durch. Als Beispiel nehmen wir einen 10 MVA, 33\/11 kV, Dyn11 Transformator.<\/p>\n Es gibt in der Praxis Variationen, abh\u00e4ngig von der Versorgungsstelle und der Bedeutung der Einheit, aber die folgenden Grenzen werden allgemein eingehalten. F\u00fcr weniger als etwa 1 MVA k\u00f6nnen Sicherungen und \u00dcberstromschutzrelais verwendet werden. F\u00fcr Werte von etwa 1 bis 5 MVA wird der differenzielle Schutz in kritischen Einheiten und Transformatoren, die die Anlage speisen, eingesetzt. F\u00fcr Werte \u00fcber 5 und insbesondere f\u00fcr solche \u00fcber etwa 10 MVA wird die Installation eines differenziellen Schutzes obligatorisch. Es gibt zwei Ausnahmen von dieser Regel. Eine M\u00f6glichkeit ist, wenn ein Transformator von der Art ist, bei der der Austausch eine sehr komplexe und\/oder kostspielige Operation darstellt. Ein weiterer Grund kann ein niedriges Niveau von Fehlerstr\u00f6men im Vergleich zur Transformatorleistung sein.<\/p>\n Der differenzielle Schutz an sich ist einfach: Vergleichen Sie den Eingang mit dem Ausgang und passen Sie die Schwelle so an, dass die normalen Abweichungen Ihren Schutz nicht aktivieren. Das Problem liegt in den Details: korrekte Platzierung des CT, Verh\u00e4ltnisabgleich, Nullfolgenfilter, Verwendung eines harmonischen Blocks und Abgriffbereich des Abgriffswechselrichters. Vorausgesetzt, diese Details sind korrekt, w\u00fcrde das differenzielle Schutzrelais \u00fcber einen langen Zeitraum hinweg perfekt funktionieren und nur dann aktiv werden, wenn es notwendig ist. Wenn diese Details falsch sind, w\u00fcrden sie sich als fehlerhaft erweisen, sobald der Transformator unter Spannung steht.<\/p>\n Falls der betreffende Transformator derjenige ist, den Sie beschaffen und nicht sch\u00fctzen m\u00f6chten, stellen wir \u00f6lgetauchte Transformatoren und trockene Ger\u00e4te her, die mit allen relevanten Testdokumentationen ausgestattet sind, sodass Sie alle notwendigen Typenschildinformationen f\u00fcr die CT-Auswahl und die Relaiskonfiguration haben, bevor der Transformator versandt wird. Sie k\u00f6nnten ein Angebot f\u00fcr den Transformator einschlie\u00dflich des Pr\u00fcfberichts, der Zeichnungen und des Abgriffbereichs anfordern; in den meisten F\u00e4llen reicht dies f\u00fcr den Schutzingenieur aus, um die Relais-Einstellungen ohne zus\u00e4tzliche E-Mails abzuschlie\u00dfen.<\/p>\n <\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":" When you ask one of the experienced relay engineers which protective relay will never be taken out of service on a power transformer, the answer will always be differential relay. 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<\/p>\nProzentuale voreingestellte Einstellungen, die tats\u00e4chlich verwendet werden<\/h2>\n
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CT-Anschl\u00fcsse f\u00fcr Delta-, Stern- und Zickzackwicklungen<\/h2>\n
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<\/p>\nDifferentialschutz versus REF \u2014 und wo das Schema versagt<\/h2>\n
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Inbetriebnahme und laufende Pr\u00fcfungen<\/h2>\n
\n
H\u00e4ufig gestellte Fragen<\/h2>\n
Was ist der Differenzialschutz f\u00fcr Transformatoren?<\/h3>\n
Was ist der ANSI-Code f\u00fcr den Differenzialschutz von Transformatoren?<\/h3>\n
Wie berechnet man den Differenzialschutz f\u00fcr Transformatoren?<\/h3>\n
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F\u00fcr welche Nennleistung des Transformators wird eine differenzielle Schutzma\u00dfnahme empfohlen?<\/h3>\n
Referenzen<\/h2>\n
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Fazit<\/h2>\n