ABB RET316*4 HESG448750M2 Transformator-Schutzrelais | IEC 60255

ABB RET316*4 Numerisches Transformator-Schutzrelais – Fortschrittliche Differenzschutzlösung

Der ABB RET316*4 (HESG448750M2) steht für modernste numerische Schutztechnik, die für die umfassende Fehlererkennung und -isolation bei Transformatoren entwickelt wurde. Dieses mikroprozessorbasierte Relais bietet schnellen, selektiven Differenzschutz für Zwei- und Dreispulen-Leistungstransformatoren, Autotransformatoren und Blockgenerator-Transformator-Einheiten in Versorgungsumspannwerken, industriellen Energieverteilungen und erneuerbaren Energieanlagen, die IEC 60255-konforme Schutzschemata erfordern.

Technische Spezifikationen

Differenzialschutz-Technologie

Prozentuale Differenzial-Algorithmus: Das RET316*4 implementiert eine ausgefeilte prozentuale Differenzialschutzfunktion (87T), die Stromstärken und Phasenwinkel zwischen den Transformatorwicklungen vergleicht. Das Relais berechnet den Differenzialstrom (Auslösegröße) und den Sperrstrom (Stabilisierungsgröße), um zwischen internen Fehlern, die eine sofortige Auslösung erfordern, und externen Fehlern oder Einschaltströmen, die ignoriert werden sollten, zu unterscheiden.

Oberschwingungsunterdrückung: Fortschrittliche Algorithmen zur Unterdrückung der zweiten Oberschwingung verhindern Fehlauslösungen beim Einschalten des Transformators, wenn der Magnetisierungs-Einschaltstrom das 8- bis 10-fache des Nennstroms erreichen kann. Das Relais analysiert den Oberschwingungsgehalt in Echtzeit und blockiert Auslösesignale, wenn die zweite Oberschwingung konfigurierbare Schwellenwerte (typischerweise 15-20 % der Grundschwingung) überschreitet.

CT-Sättigungserkennung: Eingebaute Algorithmen erkennen die Sättigung des Stromwandlers (CT) während starker Fehlerströme und verhindern Fehlabschaltungen aufgrund von CT-Fehlern. Diese Funktion gewährleistet den Schutz bei externen Fehlern und sichert gleichzeitig die Zuverlässigkeit bei internen Fehlern.

Schutzfunktionen & Fähigkeiten

Restriktiver Erdschluss (REF): Bietet empfindliche Erdschluss-Erkennung für Stern-verbundene Transformatorwicklungen durch Vergleich des Neutralstroms mit der Summe der Phasenströme. Dieses Nullsequenz-Differenzschema erkennt Erdschlüsse geringer Stärke innerhalb der geschützten Zone, die den Hauptdifferenzschutz möglicherweise nicht auslösen.

Überstromschutz (50/51): Zeitverzögerte und sofortige Überstromelemente bieten Rückfallebene für Transformator- und nachgeschaltete Fehler. Konfigurierbare ANSI/IEC-Kennlinien (normal invers, sehr invers, extrem invers) koordinieren mit vorgelagerten und nachgelagerten Schutzgeräten.

Thermischer Überlastschutz (49): Thermisches Replikat-Algorithmus modelliert die Transformatorwicklungs-temperatur basierend auf Laststrom und Umgebungsbedingungen. Voralarm- und Auslösephasen verhindern Isolationsschäden durch anhaltende Überlast.

Spannungsschutz (27/59): Über- und Unterspannungselemente schützen vor abnormalen Systemzuständen, einschließlich Lastverlust, Ferroresonanz und Spannungsreglerausfällen. Dreiphasen- und Einphasenüberwachung mit einstellbaren Zeitverzögerungen.

Industrielle Anwendungen

Versorgungs-Umspannwerke: Schützt Verteilungs- und Übertragungstransformatoren von 10 MVA bis 500 MVA in Versorgungsnetzen. Das Relais mit hohem Verfügbarkeitsdesign (mittlere Betriebszeit nahe 1,0) gewährleistet kontinuierlichen Schutz für kritische Netzinfrastruktur.

Industrielle Energieverteilung: Sichert Werks-transformatoren in Chemieanlagen, Stahlwerken, Bergbaubetrieben und Fertigungsanlagen, bei denen Transformatorausfälle Produktionsverluste in Millionenhöhe verursachen. Schnelle Fehlerbeseitigung minimiert Geräteschäden und Lichtbogenrisiken.

Erneuerbare Energieanlagen: Schützt Aufwärtstransformatoren in Windparks und Solarkraftwerken und koordiniert mit Generatorenschutz und Netzanschlussanforderungen. Unterstützt Low-Voltage Ride-Through (LVRT) und Frequency Ride-Through (FRT) Konformität.

Generator-Transformator-Einheiten: Bietet Einheitsschutz für Block-Generator-Transformator-Konfigurationen in GuD-Kraftwerken, Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen und unabhängigen Energieerzeugern. Integrierter Schutz eliminiert die Notwendigkeit separater Generator- und Transformatorrelais.

Anwendungen für Autotransformatoren: Bewältigt komplexe Schutzanforderungen für Autotransformatoren, einschließlich Schutz der Tertiärwicklung, Kompensation des Neutralstroms und Filterung des Nullsequenzstroms.

Systemintegration & Konfiguration

Der RET316*4 verfügt über eine modulare Softwarearchitektur, die kundenspezifische Schutzschemata durch Parameterkonfiguration anstelle von Hardwareänderungen ermöglicht. Die Engineering-Software (typischerweise ABBs PCM600 oder ältere Tools) bietet eine grafische Benutzeroberfläche für Einstellungsvorgaben, Logikanpassungen und Ereignisanalyse.

CT-Verhältnis-Kompensation: Softwarebasierte CT-Verhältnisangleichung eliminiert die Notwendigkeit von Zwischenübertragern, wenn Primär- und Sekundär-CT-Verhältnisse unterschiedlich sind. Das Relais führt digitale Skalierung durch, um Ströme vor der Differenzberechnung zu normalisieren.

Vektorgruppenkompensation: Automatische Phasenwinkelkompensation für Transformator-Vektorgruppen (Dyn11, Yy0, Yd1 usw.) gewährleistet korrekte Differenzstromberechnung unabhängig von Wicklungsanschlüssen. Konfigurierbare Einstellungen unterstützen alle Standard- und Nicht-Standard-Transformator-Konfigurationen.

Kommunikationsintegration: Serielle Kommunikationsports ermöglichen Integration mit SCADA-Systemen, Unterstationsautomationsplattformen und Fernüberwachungsanwendungen. Ereignisprotokolle, Fehlerberichte und Oszillographiedaten sind über Kommunikationsschnittstellen zugänglich.

Diagnose- & Überwachungsfunktionen

• Kontinuierliche Selbstüberwachung: Mikroprozessor-Watchdog-Timer, Speicherprüfungen und I/O-Überwachung erkennen interne Relaisfehler und lösen Alarm-Ausgänge sowie ausfallsichere Auslöse-Logik aus, wenn konfiguriert
• Ereignisaufzeichnung: Zeitgestempelte Ereignisprotokolle erfassen Schutzoperationen, Alarmzustände und Einstellungsänderungen mit 1ms Auflösung für Fehlernachanalyse
• Oszillographie: Digitaler Fehlerrekorder erfasst Spannungs- und Stromwellenformen während Störungen und liefert Daten für Fehlerortung und Systemanalyse
• Messfunktionen: Echtzeit-Anzeige von Phasenströmen, Spannungen, Leistung und Energie für Betriebsüberwachung und Lastmanagement
• LED-Anzeigen: Frontplatten-LEDs zeigen Relaisstatus, Schutzelementoperationen und Alarmzustände für lokale Fehlersuche an
• Testmodus: Eingebaute Testfunktionen ermöglichen Inbetriebnahmeüberprüfung und periodische Funktionstests ohne Ausbau des Relais aus dem Betrieb

Installation & Inbetriebnahme

Das RET316*4 wird in Standard-19"-Relaisplatten mit 4U-Rack-Montagehardware eingebaut. Rückseitig montierte Klemmenblöcke nehmen CT-Sekundärkreise (1A oder 5A Nennwert), VT-Eingänge, Binäreingänge sowie Auslöse-/Alarm-Ausgänge auf. Abnehmbare Klemmenblöcke erleichtern Vorverdrahtung und Hot-Swap-Austausch während der Wartung.

CT-Anschlussanforderungen: Unterstützt Stern- oder Dreieck-CT-Anschlüsse mit softwareseitig wählbarer Polarität. CT-Last typischerweise <0,5 VA pro Phase bei Nennstrom. Mindest-CT-Genauigkeitsklasse: 5P20 für Differenzschutz, 10P20 für Überstrom-Backup.

Inbetriebnahmeverfahren: Umfasst CT-Polaritäsprüfung, Verhältnisprüfungen, Differenzsteigungsprüfung und Harmonische Sperrvalidierung. Sekundärinjektionstests bestätigen die Schutzelementeinstellungen und Auslöselogik vor der Inbetriebnahme.

Qualität & Konformität

Hergestellt nach ISO 9001 Qualitätsstandards, durchläuft jedes RET316*4 Relais Werksprüfungen einschließlich:

• Überprüfung der Genauigkeit des Differenzelements über den Betriebsbereich
• Validierung der Oberschwingungsunterdrückungscharakteristik
• Zeitgenauigkeitsprüfungen für alle Schutzelemente
• Umweltbelastungstests (Temperaturzyklen, Vibration)
• EMV-Immunitätstests gemäß IEC 61000-4 Serie

Typprüfung: Entspricht den IEC 60255 Seriennormen für Messrelais und Schutzeinrichtungen, einschließlich Dielektrischer Festigkeit, Impulsspannung und elektromagnetischer Verträglichkeit.

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Wartung & Lebensdauer

Das RET316*4 verfügt über ein Halbleiterdesign ohne bewegliche Teile außer den Ausgangsrelais-Kontakten, was den Wartungsaufwand minimiert. Empfohlene Inspektionsintervalle umfassen jährliche Sichtprüfungen, zweijährige Funktionstests und eine umfassende Inbetriebnahmeüberprüfung alle 5 Jahre.

Mittlere Zeit zwischen Ausfällen (MTBF): Über 50 Jahre basierend auf Zuverlässigkeitsdaten der Komponenten und Praxiserfahrung. Das Design mit hoher Verfügbarkeit sorgt dafür, dass die Zuverlässigkeit des Schutzsystems nahezu 100 % erreicht.

Firmware-Updates: Software-Upgrades über ABB-Servicekanäle verfügbar, um Funktionalität zu verbessern, Funktionen hinzuzufügen oder feldidentifizierte Probleme zu beheben. Abwärtskompatibilität für bestehende Installationen gewährleistet.

Warum Industrial Control Hub wählen?

Wir sind spezialisiert auf ABB-Schutzrelais-Systeme mit umfassendem Lagerbestand an Alt- und aktuellen Produkten. Jedes RET316*4-Relais wird mit Installationsdokumentation, Einstellungsberechnungshilfen und technischem Support geliefert. Unser Engineering-Team bietet Unterstützung bei Schutzkoordinationsstudien, Relais-Einstellungsberechnungen und Inbetriebnahme.

Notfallverfügbarkeit: Expressversand für kritische Umspannwerksausfälle, die einen sofortigen Ersatz erfordern. 24/7 technische Hotline besetzt mit Schutzingenieuren, die mit ABB-Relaisplattformen und Versorgungs-Schutzstandards vertraut sind.

Qualitätssicherung: Alle Relais durchlaufen vor dem Versand eine Wareneingangsprüfung und Funktionstests. Wir halten Bestände in mehreren Vertriebszentren vor, um eine schnelle Lieferung für Notfallersatz und geplante Projekte zu gewährleisten.

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