POLITECHNIKA LUBELSKA

LABORATORIUM

Elektroenergetycznej Automatyki Zabezpieczeniowej

TEMAT:

Badanie rozpływu prądu ziemnozwarciowego w sieciach z izolowanym oraz uziemionym przez rezystor punktem neutralnym transformatora.

Ćwiczenie wykonali:

Data:

05.04.2013

Kursa Krzysztof

Pielok Tomasz

Skrzypek Marek

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z rozpływem prądu ziemnozwarciowego w sieci kablowej średniego napięcia zawierające linie wielotorowe, o izolowanym oraz uziemionym przez rezystor punkcie neutralnym. Rodzaje stosowanych zabezpieczeń ziemnozwarciowych, sposoby obliczania prądów rozruchu.

Schemat linii wielotorowej

Prądy bez zwarcia doziemnego:

- linia L1k1

a -2,9 A

b -1,46 A

c -1,8 A

• linia L1k2

a -0

b -1,36 A

c -1,5 A

• linia L1k3

a -2,3 A

b -1,33 A

c -0,8 A

1. Pomiar napięć fazowych i międzyprzewodowych.

Napięcie
Fazowe			Międzyprzewodowe
V
U1	U2	U3		U1-2	U2-3	U3-1
97,7	94,4	96,7		169	164,6	166,5

2. Pomiar prądów fazowych.

Całkowity prąd ziemnozwarciowy sieci Iż=37A
Kabel L1k1			Kabel L1k2	Kabel L1k3
Ia=3,74A	Ia=3,8A				Ia=4,11A
Ib=2,46A		Ib=2,26A				Ib=2,33A
Ic=0,66A		Ic=0,34A				Ic=1,51A

3. Pomiar prądów zerowych kabli.

Prądy zerowe obwodu mierzyliśmy amperomierzem cęgowym na przekładnikach ziemnozwarciowych. Pomiar rozpoczynamy od miejsca dozie mienia 0, kończymy na 10. Czynność powtarzamy dla każdego toru linii.

Miejsce doziemienia	Kabel L1k1	Kabel L1k2	Kabel L1k3	Linia 3
	Ip1	Ip2	Ip3	Ip
	mA	mA	mA	A
0	46,6	21,7	320	0,28
1	31,1	12,4	280	0,27
2	16,1	16,4	260	0,27
3	5,3	26,6	232	0,27
4	10,3	38,4	209,5	0,27
5	17,9	51	182,3	0,27
6	32,3	61,7	158,5	0,27
7	45,4	73,9	130,9	0,27
8	27,9	86,1	106,5	0,27
9	69,8	100,5	80	0,27
10	85	115	50,1	0,27

Wykres przedstawia zależność prądu w liniach, w zależności od miejsca doziemienia linii. Jest to wykres wartości skalarnych i nie przedstawia niestety zmiany kierunku przepływu prądu w linii nieuszkodzonej.

4. Pomiar prądów przy równolegle połączonych przekładnikach.

	Miejsce doziem. L1k3
	0		5	10
L1 Ip (A)		0,27	0,27	0,27
L3 Ip (A)		0,279	0,272	0,272

PF3 – 75/1 PFk (1-3) – 75/1

Przy równolegle połączonych przekładnikach prądy w każdym miejscu linii są takie same, czyli w tym przypadku rozległość linii nie ma wpływu na pomiaru wartości prądu.

5. Zabezpieczenie zerowe prądowe

Zabezpieczenie	Ir	Miejsce doziemienia kabla L1k3
	A	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
L1k3 RIgx-10	6,1	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
L2k2 RIgx- 10	6,1	-	-	+	+	+	+	+	+	+	+

Schemat podłączenia przekaźnika kierunkowego biernomocowego.

6. Zabezpieczenie kierunkowe

Zabezpieczenie	Ir	Miejsce doziemienia kabla L1k3
	A	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
L1k3 REST-13	3-5	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
L2k2 REST-13	3-5	-	-	+	+	+	+	+	+	+	+

Dobór zabezpieczeń:

• zabezpieczenie zerowe prądowe:

linia 1

Wnioski :

Zabezpieczenie zerowo-prądowe działa na pobudzenie członu rozruchowego poprzez pomiar składowej zerowej prądu. Na podstawie pomiarów możemy stwierdzić że prądy te są rzędu kilku – kilkunastu mA. Przy zadziałaniu tego zabezpieczenia wiedzieliśmy że jest zwarcie, ale nie wiedzieliśmy gdzie i w którym miejscu. Dlatego też w liniach wielotorowych nie umieszczamy przekładników Ferantiego w każdym torze, lecz przekładnik obejmuje wiązkę kabli tworzących linię. Nie jest to możliwe ze względu na wielkość linii. Istnieje możliwość połączenia przekładników równolegle, jest to mniej opłacalne, ale równie skuteczne.

- zabezpieczenie kierunkowe bierno-mocowe

Innym zabezpieczeniem od zwarć doziemnych jest zabezpieczenie kierunkowe bierno- mocowe. Jest to zabezpieczenie, które oprócz prądu zerowego mierzy napięcie zerowe oraz kąt pomiędzy tymi wartościami, czyli jest zależne od kierunku przepływu prądu.. Jednak poprawne działanie tego zabezpieczenia jest uzależnione od miejsca zwarcia. W niektórych miejscach sieci działanie jego jest niepoprawne. Wszystko zależy od rozpływu prądów ziemnozwarciowych w sieci. W kablach nieuszkodzonych linii wielotorowych będą płynęły prądy o takiej samej wartości. Wartości i kierunki prądów przepływających przez punkty pomiarowe będą zależały od miejsca zwarcia oraz od stosunku udziału prądu ziemnozwarciowego własnego jednej linii w całkowitym prądzie ziemnozwarciowym sieci. Może wystąpić taka sytuacja w której zabezpieczenie wyłączy nam linię nieuszkodzoną tzn. prądy w liniach nieuszkodzonych będą większe od wartości rozruchowej przekaźnika. Suma prądów wypadkowych płynących przez miejsca pomiarowe na kablach nieuszkodzonych i kablu uszkodzonym w danej linii wielotorowej ma wartość stałą i nie zależy od miejsca zwarcia. Zabezpieczenie mocowe działa na przepływ energii zwarciowej od szyn zbiorczych w przeciwnym kierunku przepływu zabezpieczenie to nie powinno wyłączać. W kablu uszkodzonym wypadkowy prąd przepływający przez miejsce pomiarowe zmienia swoją wartość w znacznym zakresie przy zachowaniu tego samego kierunku. W liniach z izolowanym punktem zerowym stosujemy zabezpieczenia kierunkowe bierno-mocowe ze względu największą czułość tego zabezpieczenia.