I N S T Y T U T E L E K T R O E N E R G E T Y K I

Z A K Ł A D U K Ł A D Ó W I S I E C I E L E K T R O E N E R G E T Y C Z N Y C H

P

O M I A R Y I

A

U T O M A T Y K A W

E

L E K T R O E N E R G E T Y C E

Temat:

Badanie charakterystyki zabezpieczenia nadprądowego aparatem Freja.

N r ćw i czen ia :

31

Da ta w ykonania ćwi czenia :

23-04-2014

N r stanowi ska :

01

Da ta oddania sprawo zdania :

01-05-2014

G rupa:

B

W ykonał :

1.

Kosicki Łukasz

Uwagi:

O cena:

2.

Młynarkiewicz Patryk

3.

Pałucki Kamil

4.

Witt Piotr

1.

Cel ćwiczenia:

Przeprowadzone ćwiczenie miało na celu zapoznanie się z charakterystykami

czasowymi zabezpieczenia nadprądowego zwłocznego na przykładzie cyfrowego
terminala polowego typu MiCom P115 firmy AREVA.

2.

Przebieg ćwiczenia:

Badanie wykonano instrumentem current

urządzenia FREJA 300, które

generowało kolejne wartości prądu, a następnie dokonywało pomiaru czasu zwłoki
terminala MiCom.

2.1.

Charakterystyka niezależna DMT:

2.1.1.

Zestawienie wyników pomiarów i obliczeń:

Lp.

I

t

pom

t

Δt

δt

Ocena

-

[A]

[s]

[s]

[s]

[%]

-

1.

0,9

-

-

-

-

Brak

2.

1,2

1,038

1

-0,038

-3,8

+

3.

1,5

1,037

1

-0,037

-3,7

+

4.

1,8

1,028

1

-0,028

-2,8

+

5.

2,1

1,027

1

-0,027

-2,7

+

6.

2,4

1,027

1

-0,027

-2,7

+

7.

2,7

1,026

1

-0,026

-2,6

+

8.

3

1,027

1

-0,027

-2,7

+

9.

3,3

1,027

1

-0,027

-2,7

+

10.

3,6

1,027

1

-0,027

-2,7

+

11.

3,9

1,027

1

-0,027

-2,7

+

12.

4,2

1,027

1

-0,027

-2,7

+

13.

4,5

1,027

1

-0,027

-2,7

+

14.

4,8

1,027

1

-0,027

-2,7

+

15.

5,1

1,026

1

-0,026

-2,6

+

16.

5,4

1,026

1

-0,026

-2,6

+

17.

5,7

1,027

1

-0,027

-2,7

+

18.

6

1,026

1

-0,026

-2,6

+

19.

6,3

1,026

1

-0,026

-2,6

+

20.

6,6

1,027

1

-0,027

-2,7

+

21.

6,9

1,026

1

-0,026

-2,6

+

22.

7,2

1,027

1

-0,027

-2,7

+

23.

7,5

0,396

0,3

-0,096

-32

-

24.

7,8

0,375

0,3

-0,075

-25

-

25.

8,1

0,356

0,3

-0,056

-18,667

-

26.

8,4

0,355

0,3

-0,055

-18,333

-

27.

8,7

0,356

0,3

-0,056

-18,667

-

28.

9

0,346

0,3

-0,046

-15,333

-

29.

9,3

0,345

0,3

-0,045

-15

-

30.

9,6

0,326

0,3

-0,026

-8,667

-

31.

9,9

0,336

0,3

-0,036

-12

-

Przykładowe obliczenia dla pkt 2:

𝑡

𝑝𝑜𝑚

= 1,038 𝑠

𝑡

𝑛𝑎𝑠𝑡

= 1 𝑠

∆𝑡 = 𝑡

𝑛𝑎𝑠𝑡

− 𝑡

𝑝𝑜𝑚

= 1,038 − 1 = 0,038 𝑠

𝛿𝑡 =

∆𝑡

𝑡

𝑛𝑎𝑠𝑡

∙ 100% = −

0,038

1

∙ 100% = −3,8 %

|𝛿𝑡| < 5 %

2.1.2. Wyznaczona charakterystyka DMT:

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0

2

4

6

8

10

12

t, t

pom

[s]

I [A]

tpom

t

2.2.

Charakterystyka zależna IEC SI:

2.2.1.

Zestawienie wyników pomiarów i obliczeń:

Lp.

I

t

pom

t

Δt

δt

Ocena

-

[A]

[s]

[s]

[s]

[%]

-

1.

0,9

-

-

-

-

Brak

2.

1,2

-

-

-

-

Brak

3.

1,5

16,958

17,194

0,236

1,374

+

4.

1,8

11,747

11,839

0,092

0,779

+

5.

2,1

9,328

9,365

0,037

0,394

+

6.

2,4

7,908

7,926

0,018

0,226

+

7.

2,7

6,977

6,978

0,001

0,011

+

8.

3

6,298

6,302

0,004

0,062

+

9.

3,3

5,807

5,793

-0,014

-0,236

+

10.

3,6

5,399

5,395

-0,004

-0,073

+

11.

3,9

5,079

5,074

-0,005

-0,105

+

12.

4,2

4,827

4,808

-0,019

-0,393

+

13.

4,5

4,607

4,584

-0,023

-0,494

+

14.

4,8

4,417

4,393

-0,024

-0,549

+

15.

5,1

4,247

4,227

-0,020

-0,476

+

16.

5,4

4,107

4,081

-0,026

-0,631

+

17.

5,7

3,976

3,952

-0,024

-0,599

+

18.

6

3,867

3,837

-0,030

-0,777

+

19.

6,3

3,756

3,734

-0,022

-0,599

+

20.

6,6

3,659

3,640

-0,019

-0,525

+

21.

6,9

3,586

3,555

-0,031

-0,885

+

22.

7,2

3,499

3,476

-0,023

-0,650

+

23.

7,5

0,396

0,300

-0,096

-32,000

-

24.

7,8

0,376

0,300

-0,076

-25,333

-

25.

8,1

0,356

0,300

-0,056

-18,667

-

26.

8,4

0,356

0,300

-0,056

-18,667

-

27.

8,7

0,356

0,300

-0,056

-18,667

-

28.

9

0,326

0,300

-0,026

-8,667

-

29.

9,3

0,326

0,300

-0,026

-8,667

-

30.

9,6

0,327

0,300

-0,027

-9,000

-

31.

9,9

0,326

0,300

-0,026

-8,667

-

Przykładowe obliczenia dla pkt 10:

𝑡 = 𝑡

𝑛𝑎𝑠𝑡

⋅ (

𝛽

(

𝐼

𝐼

𝑛𝑎𝑠𝑡

)

𝛼

− 1

+ 𝐿)

𝛼 = 0,02

𝛽 = 0,14

𝐿 = 0

𝑡

𝑛𝑎𝑠𝑡

= 1 𝑠

𝐼

𝑛𝑎𝑠𝑡

= 0,2 ∙ 𝐼

𝑛

= 1 𝐴

𝑡 = 1 ⋅ (

0,14

(

3,6

1 )

0,02

− 1

+ 0) = 5,395 𝑠

𝑡

𝑝𝑜𝑚

= 5,399 𝑠

∆𝑡 = 𝑡 − 𝑡

𝑝𝑜𝑚

= 5,395 − 5,399 = −0,004 𝑠

𝛿𝑡 =

∆𝑡

𝑡

∙ 100% = −

0,004
5,395

∙ 100% = −0,073 %

|𝛿𝑡| < 5 %

Przykładowe obliczenia dla pkt 31:

𝑡

𝑝𝑜𝑚

= 0,326 𝑠

𝑡

𝑛𝑎𝑠𝑡

= 0,3 𝑠

∆𝑡 = 𝑡

𝑛𝑎𝑠𝑡

− 𝑡

𝑝𝑜𝑚

= 0,3 − 0,326 = −0,026 𝑠

𝛿𝑡 =

∆𝑡

𝑡

𝑛𝑎𝑠𝑡

∙ 100% = −

0,026

0,3

∙ 100% = −8,667 %

|𝛿𝑡| > 5 %

2.2.2. Wyznaczona charakterystyka IEC SI:

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0

2

4

6

8

10

12

t, t

pom

[s]

I [A]

tpom

t

2.3.

Charakterystyka bardzo silnie zależna IEC EI:

2.3.1.

Zestawienie wyników pomiarów i obliczeń:

Lp.

I

t

pom

t

Δt

δt

Ocena

-

[A]

[s]

[s]

[s]

[%]

-

1.

0,9

-

-

-

-

Brak

2.

1,2

-

-

-

-

Brak

3.

1,5

-

-

-

-

Brak

4.

1,8

-

-

-

-

Brak

5.

2,1

23,187

23,460

0,273

1,165

+

6.

2,4

16,628

16,807

0,179

1,063

+

7.

2,7

12,587

12,719

0,132

1,035

+

8.

3

9,927

10,000

0,073

0,730

+

9.

3,3

8,037

8,089

0,052

0,643

+

10.

3,6

6,637

6,689

0,052

0,777

+

11.

3,9

5,588

5,630

0,042

0,743

+

12.

4,2

4,797

4,808

0,011

0,222

+

13.

4,5

4,158

4,156

-0,002

-0,052

+

14.

4,8

3,637

3,630

-0,007

-0,199

+

15.

5,1

3,197

3,199

0,002

0,054

+

16.

5,4

2,857

2,841

-0,016

-0,566

+

17.

5,7

2,537

2,540

0,003

0,137

+

18.

6

2,287

2,286

-0,001

-0,056

+

19.

6,3

2,077

2,068

-0,009

-0,449

+

20.

6,6

1,888

1,880

-0,008

-0,442

+

21.

6,9

1,727

1,716

-0,011

-0,619

+

22.

7,2

1,588

1,574

-0,014

-0,917

+

23.

7,5

0,396

0,300

-0,096

-32,000

-

24.

7,8

0,376

0,300

-0,076

-25,333

-

25.

8,1

0,356

0,300

-0,056

-18,667

-

26.

8,4

0,357

0,300

-0,057

-19,000

-

27.

8,7

0,356

0,300

-0,056

-18,667

-

28.

9

0,326

0,300

-0,026

-8,667

-

29.

9,3

0,327

0,300

-0,027

-9,000

-

30.

9,6

0,326

0,300

-0,026

-8,667

-

31.

9,9

0,326

0,300

-0,026

-8,667

-

Przykładowe obliczenia dla pkt 5:

𝑡 = 𝑡

𝑛𝑎𝑠𝑡

⋅ (

𝛽

(

𝐼

𝐼

𝑛𝑎𝑠𝑡

)

𝛼

− 1

+ 𝐿)

𝛼 = 2

𝛽 = 80

𝐿 = 0

𝑡

𝑛𝑎𝑠𝑡

= 1 𝑠

𝑡 = 1 ⋅ (

80

(

2,1

1 )

2

− 1

+ 0) = 23,460 𝑠

𝑡

𝑝𝑜𝑚

= 23,187 𝑠

∆𝑡 = 𝑡 − 𝑡

𝑝𝑜𝑚

= 23,460 − 23,187 = 0,273 𝑠

𝛿𝑡 =

∆𝑡

𝑡

∙ 100% =

0,273

23,460

∙ 100% = 1,165 % < 5 %

Przykładowe obliczenia dla pkt 31:

𝑡

𝑝𝑜𝑚

= 0,326 𝑠

𝑡

𝑛𝑎𝑠𝑡

= 0,3 𝑠

∆𝑡 = 𝑡

𝑛𝑎𝑠𝑡

− 𝑡

𝑝𝑜𝑚

= 0,3 − 0,326 = −0,026 𝑠

𝛿𝑡 =

∆𝑡

𝑡

𝑛𝑎𝑠𝑡

∙ 100% = −

0,026

0,3

∙ 100% = −8,667 %

|𝛿𝑡| > 5 %

2.3.2. Wyznaczona charakterystyka IEC EI:

3.

Wnioski i uwagi końcowe:



W przeprowadzonym ćwiczeniu zbadano odpowiedzi czasowe zabezpieczenia
nadprądowego zwłocznego MiCom P115 na wymuszenia prądowe aparatem FREJA
300

, ze względu na typ realizowanej charakterystyki.



Wyznaczono kolejno następujące charakterystyki: niezależną DMT, zależną IEC SI,
a także bardzo silnie zależną IEC EI.



Z wykonanych pomiarów oraz obliczeń wynika, iż w przypadku charakterystyki DMT
zabezpieczenie zadziałało od wartości prądu 1,2 A. W przypadku członu zwłocznego
I

>

wszystkie wartości zmierzone mieszczą się w granicy błędu ±5% wartości

0

5

10

15

20

25

0

2

4

6

8

10

12

t, t

pom

[s]

I [A]

tpom

t

nastawionej

– błędy zawierają się w przedziale 2,6

÷ 3,6%. Jeśli chodzi o człon

bezzwłoczny I

>>

żadna ze zmierzonych wartości nie spełnia warunku granicy błędu

±5% wartości nastawionej – błędy zawierają się w przedziale 8,667

÷ 32%.



W przypadku realizacji charakterystyki zależnej IEC SI zabezpieczenie zadziałało od
wartości prądu 1,5 A. Z obliczeń wynika, iż dla członu zwłocznego I

>

wszystkie wartości

zmierzone

mieszczą się w granicy błędu ±5% wartości nastawionej – błędy zawierają

się w przedziale 0,011

÷ 1,374%. Jeśli chodzi o człon bezzwłoczny I

>>

żadna ze

zmierzonych wartości nie spełnia warunku granicy błędu ±5% wartości nastawionej –
błędy zawierają się w przedziale 8,667

÷ 32%.



Realizując charakterystykę bardzo silnie zależną IEC EI zabezpieczenie zadziałało
dopiero od wartości prądu 2,1 A. Podobnie jak dla wcześniejszych charakterystyk,
z obliczeń wynika, iż dla członu zwłocznego I

>

wszystkie wartości zmierzone mieszczą

się w granicy błędu ±5% wartości nastawionej – błędy zawierają się w przedziale 0,056
÷ 1,165%. Jeśli chodzi o człon bezzwłoczny I

>>

żadna ze zmierzonych wartości nie

spełnia warunku granicy błędu ±5% wartości nastawionej – błędy zawierają się
w przedziale 8,667

÷ 32%.



Człon zwłoczny zabezpieczenia zadziałał najszybciej dla charakterystyki DMT,
najwolniej zaś dla charakterystyki IEC EI.



Jednakże im dłuższy jest czas zadziałania członu zwłocznego, tym mniejsze wartości
mają błędy pomiarowe – dla charakterystyki IEC EI są najmniejsze, największe zaś dla
charakterystyki niezależnej DMT.



W przypadku członów bezzwłocznych I

>>

nastawione

wartości czasu zadziałania są

bardzo małe. W związku z tym nawet niewielkie wartości uchybów, związane
z czasa

mi własnymi urządzeń, są relatywnie duże w porównaniu z wartością

nastawioną. Wyjaśnia to, dlaczego mimo natychmiastowego zadziałania
zabezpieczenia we wszystkich przypadkach charakterystyk

błędy pomiarowe członów

bezzwłocznych I

>>

są tak duże.

4. Wykorzysta

ne przyrządy pomiarowe:



Terminal polowy MiCom P115 firmy AREVA,



Aparat pomiarowy FREJA 300,



2 komputery do sterowania i komunikacji z powyższymi urządzeniami.

5.

Oświadczenie autorskie:

Oświadczam, że Łukasz Kosicki jako autor sprawozdania z ćwiczeń laboratoryjnych,
opracowanie to wykonałem samodzielnie nie korzystając z materiałów przygotowanych
przez inne osoby w całości lub w części.

01-05-2014

data, czytelny podpis

6.

Załączniki:

2014-04-23

Freja Report

Page 1

Approved by

Signature

Remarks

Rev.B

Type

Model

Manufacturer

Serial No

Company

Test type

P115

Operator

Date: 2014-04-23

Description

Program

1. Relay ID

2. Test ID

3. Config

Frequency :

50.000 Hz

Network Model : 3PZSTD2A

Current Direction : LI->NI

4. Summary

I > Pickup

Time test

AN:

Time: 16:32:32

FAIL

ŁK

Prądowy

Lab

Current

©

P

ro

g

ra

m

m

a

E

le

ct

ri

c

A

B

FAIL

2014-04-23

Freja Report

t

I

1.2

2.4

3.6

4.8

6.0

7.2

8.4

9.6

10.8

3

6

9

12

15

18

21

24

27

-1.2

Time test AN

Page 2

©

P

ro

g

ra

m

m

a

E

le

ct

ri

c

A

B

Time test (AN)

No.

I

(A)

Trip time

Theoretical

time

Time

tol. (%)

Time

tol. (ms)

Time

diff. (%)

Pass/

Fail

1

0,900

----

----

10

100

----

x

2

0,900

----

----

10

100

----

x

3

0,900

----

----

10

100

----

x

4

1,200

1,038

----

10

100

----

·

5

1,200

----

----

10

100

----

x

6

1,200

----

----

10

100

----

x

7

1,500

1,037

----

10

100

----

·

8

1,500

16,958

----

10

100

----

·

9

1,500

----

----

10

100

----

x

10

1,800

1,028

----

10

100

----

·

11

1,800

11,747

----

10

100

----

·

12

1,800

----

----

10

100

----

x

13

2,100

1,027

----

10

100

----

·

14

2,100

9,328

----

10

100

----

·

15

2,100

23,187

----

10

100

----

·

16

2,400

1,027

----

10

100

----

·

17

2,400

7,908

----

10

100

----

·

18

2,400

16,628

----

10

100

----

·

19

2,700

1,026

----

10

100

----

·

20

2,700

6,977

----

10

100

----

·

21

2,700

12,587

----

10

100

----

·

22

3,000

1,027

----

10

100

----

·

23

3,000

6,298

----

10

100

----

·

24

3,000

9,927

----

10

100

----

·

25

3,300

1,027

----

10

100

----

·

26

3,300

5,807

----

10

100

----

·

27

3,300

8,037

----

10

100

----

·

28

3,600

1,027

----

10

100

----

·

29

3,600

5,399

----

10

100

----

·

30

3,600

6,637

----

10

100

----

·

31

3,900

1,027

----

10

100

----

·

32

3,900

5,079

----

10

100

----

·

2014-04-23

Freja Report

Page 3

©

P

ro

g

ra

m

m

a

E

le

ct

ri

c

A

B

Time test (AN)

No.

I

(A)

Trip time

Theoretical

time

Time

tol. (%)

Time

tol. (ms)

Time

diff. (%)

Pass/

Fail

33

3,900

5,588

----

10

100

----

·

34

4,200

1,027

----

10

100

----

·

35

4,200

4,827

----

10

100

----

·

36

4,200

4,797

----

10

100

----

·

37

4,500

1,027

----

10

100

----

·

38

4,500

4,607

----

10

100

----

·

39

4,500

4,158

----

10

100

----

·

40

4,800

1,027

----

10

100

----

·

41

4,800

4,417

----

10

100

----

·

42

4,800

3,637

----

10

100

----

·

43

5,100

1,026

----

10

100

----

·

44

5,100

4,247

----

10

100

----

·

45

5,100

3,197

----

10

100

----

·

46

5,400

1,026

----

10

100

----

·

47

5,400

4,107

----

10

100

----

·

48

5,400

2,857

----

10

100

----

·

49

5,700

1,027

----

10

100

----

·

50

5,700

3,976

----

10

100

----

·

51

5,700

2,537

----

10

100

----

·

52

6,000

1,026

----

10

100

----

·

53

6,000

3,867

----

10

100

----

·

54

6,000

2,287

----

10

100

----

·

55

6,300

1,026

----

10

100

----

·

56

6,300

3,756

----

10

100

----

·

57

6,300

2,077

----

10

100

----

·

58

6,600

1,027

----

10

100

----

·

59

6,600

3,659

----

10

100

----

·

60

6,600

1,888

----

10

100

----

·

61

6,900

1,026

----

10

100

----

·

62

6,900

3,586

----

10

100

----

·

63

6,900

1,727

----

10

100

----

·

64

7,200

1,027

----

10

100

----

·

65

7,200

3,499

----

10

100

----

·

66

7,200

1,588

----

10

100

----

·

67

7,500

0.396

----

10

100

----

·

68

7,500

0.396

----

10

100

----

·

69

7,500

0.396

----

10

100

----

·

70

7,800

0.375

----

10

100

----

·

71

7,800

0.376

----

10

100

----

·

72

7,800

0.376

----

10

100

----

·

73

8,100

0.356

----

10

100

----

·

74

8,100

0.356

----

10

100

----

·

75

8,100

0.356

----

10

100

----

·

76

8,400

0.355

----

10

100

----

·

77

8,400

0.356

----

10

100

----

·

78

8,400

0.357

----

10

100

----

·

79

8,700

0.356

----

10

100

----

·

80

8,700

0.356

----

10

100

----

·

81

8,700

0.356

----

10

100

----

·

82

9,000

0.346

----

10

100

----

·

83

9,000

0.326

----

10

100

----

·

84

9,000

0.326

----

10

100

----

·

85

9,300

0.345

----

10

100

----

·

2014-04-23

Freja Report

Page 4

©

P

ro

g

ra

m

m

a

E

le

ct

ri

c

A

B

Time test (AN)

No.

I

(A)

Trip time

Theoretical

time

Time

tol. (%)

Time

tol. (ms)

Time

diff. (%)

Pass/

Fail

86

9,300

0.326

----

10

100

----

·

87

9,300

0.327

----

10

100

----

·

88

9,600

0.326

----

10

100

----

·

89

9,600

0.327

----

10

100

----

·

90

9,600

0.326

----

10

100

----

·

91

9,900

0.336

----

10

100

----

·

92

9,900

0.326

----

10

100

----

·

93

9,900

0.326

----

10

100

----

·