Obliczenia zwarciowe

Zakres tematyczny



Przekładniki prądowe



Parametry



Dobór



Przykładowe rozwiązania



Przekładniki napięciowe



Parametry



Dobór



Przykładowe rozwiązania

Wiadomości ogólne

Przekładnikami  nazywamy  aparaty  elektryczne  zmniejszające  w
stałym  stosunku  znaczne  wartości  wielkości  elektrycznych  (prąd,
napięcie).  Przenoszenie  sygnału  ze  strony  pierwotnej  na  wtórną
następuje
w wyniku sprzężenia magnetycznego tych obwodów najczęściej przy
wykorzystaniu  rdzeni  magnetycznych  umożliwiających  znaczne
wzmocnienie.

Przekładniki stosuje się w celu:



Pomiaru różnych wielkości elektrycznych w obwodach pierwotnych



Tworzenia układów zabezpieczeń i automatyki

Rodzaje przekładników:



Pomiarowe – duża dokładność transformacji w stanach ustalonych



Zabezpieczeniowe – wierna transformacja prądów i napięć

głównie w stanach nieustalonych

Wiadomości ogólne

Zalety stosowania przekładników:



Bezpieczna

obsługa

przyrządów

pomiarowych,

regulacyjnych i zabezpieczeniowych dzięki odizolowaniu
obwodów wtórnych od obwodów wysokiego napięcia,



Stosowanie jednakowych przyrządów pomiarowych
dzięki transformowaniu prądów i napięć o różnych
wartościach pierwotnych na wartości znormalizowane,



Zmniejszenie

niebezpieczeństwa

uszkodzenia

przyrządów wskutek elektrodynamicznego i cieplnego
oddziaływania prądów zwarciowych,



Oddzielenie nastawni od rozdzielni,



Rozszerzenie zakresu przyrządów pomiarowych,



Zdalny pomiar

Przekładniki prądowe



Przekładnia prądowa (zwojowa)



Błąd prądowy



Błąd kątowy () – jest to kąt między odwróconym

wektorem prądu wtórnego I

a wektorem prądu I



Błąd całkowity (

) – wartość skuteczna różnicy

wartości

chwilowych:

prądu

wtórnego

przemnożonego przez przekładnię oraz prądu

pierwotnego i





100



















100



Przekładniki prądowe

Parametry znamionowe:



Napięcie znamionowe

od 0,5 kV



Prąd znamionowy pierwotny i wtórny
(5-10-15-20-30-50-75)
A*10/5 lub 1



Moc znamionowa

2,5-5-10-15-30 VA



Klasa dokładności

0,1-0,2-0,5-1-3-5 (3P,

5P)



Znamionowy prąd bezpieczny przyrządu I



Współczynnik bezpieczeństwa przyrządu (FS)



Cieplna wytrzymałość zwarciowa



Dynamiczna wytrzymałość zwarciowa

Przekładniki prądowe

Parametry znamionowe:



Moc znamionowa S

przekładnika jest to taka wartość mocy pozornej

= I

2sN

obcN

), którą przekładnik może zasilać obwód wtórny, przy

czym błędy transformacji nie przekraczają klasy dokładności
przekładnika.



Znamionowy prąd bezpieczny przyrządu I

oznacza najmniejszą

wartość prądu pierwotnego, przy której, przy znamionowym obciążeniu
przekładnika jego błąd całkowity jest równy lub większy niż 10%.



Znamionowy  współczynnik  bezpieczeństwa  FS  jest  równy
stosunkowi  znamionowego  prądu  bezpiecznego  przyrządu  do
znamionowego  prądu  pierwotnego  przekładnika;  bezpieczeństwo
przyrządów  zasilanych  przez  przekładnik  jest  większe,  gdy  wartość
współczynnika bezpieczeństwa FS jest mniejsza.



Znamionowy krótkotrwały prąd cieplny I

thN

– określa cieplną

wytrzymałość zwarciową przekładnika i wynosi I

thN

= (60250)I



Znamionowy prąd dynamiczny I

– określa wytrzymałość

dynamiczną przekładnika i jest równy 2,5 I

thN

Przekładniki prądowe

Krzywe zależności prądu wtórnego od prądu pierwotnego

przekładników prądowych o współczynniku bezpieczeństwa FS 5 oraz 10

Rzeczywista wartość FS (oznaczona n

)

zależy od obciążenia strony wtórnej
przekładnika według zależności:

– moc znamionowa,

– moc własna przekładnika

równa
(0,05-0,2 S

)

– obciążenie strony wtórnej





Przekładniki prądowe

Przekrój

przekładnika

prądowego

trójrdzeniowego, olejowego na napięcie 245 kV:

1 – zaciski uzwojenia pierwotnego
2 – obudowa aluminiowa
3 – izolator przepustowy
4 – izolacja wysokonapięciowa
5 – uzwojenie strony pierwotnej
6 – rdzenie przekładnika z uzwojeniami strony

wtórnej (np. różnej klasy)
7 – skrzynka z zaciskami uzwojeń wtórnych
8 – zbiornik

Przekrój

bieguna

przekładnika

kombinowanego

o izolacji z SF

1 – płytka (membrana) bezpieczeństwa
2 – zbiornik (głowica)
3 – uzwojenie pierwotne przekładnika

napięciowego
4 – obudowa rdzeni i uzwojeń wtórnych

przekładnika prądowego
5 – przewód (uzwojenie) pierwotne

przekładnika prądowego
6 – izolator kompozytowy
7 – rura izolacyjna z przewodami obwodów

wtórnych
8 – skrzynka zaciskowa
9 – zacisk przyłączeniowy płaski

Przekładniki prądowe

Przekładnik prądowy typu

J110-4a (ABB)

Przekładniki

prądowe

J110-4a

przeznaczone są do zasilania
układów

pomiarowych

zabezpieczeniowych
w

urządzeniach

elektroenergetycznych

najwyższym  napięciu  pracy  do
123  kV  i  częstotliwości  50Hz.
Przekładniki  przystosowane  są  do
pracy  na  powietrzu,  w  warunkach
klimatu

umiarkowanego

lub

tropikalnego, w atmosferze o
znacznym zanieczyszczeniu.

Przekładniki prądowe

Przekładnik

prądowy

typu

J123a (ABB)
Przekładniki prądowe typu J123
przeznaczone są do zasilania
układów

pomiarowych

zabezpieczających
w sieciach elektroenergetycznych
o napięciu roboczym do 123 kV
i

częstotliwości

Hz.

Przeznaczone są do pracy w
sieciach ze skutecznie uziemionym
oraz

izolowanym

punktem

zerowym.

Przekładniki

przystosowane są do pracy w
warunkach

klimatu

umiarkowanego  w  temperaturze
otoczenia  od  -30°C  do  +40°C,
wilgotności  względnej  do  100%
przy  temperaturze  +30°C,  na
wysokości

nie

przekraczającej

1000 m n.p.m.

Przekładniki prądowe

Przekładniki typu IBZ 12a

Służą do zasilania przyrządów
pomiarowych

oraz

obwodów

zabezpieczeniowych

urządzeń

elektroenergetycznych

najwyższym

napięciu

dopuszczalnym

sieci:

12 kV przy częstotliwości 50 Hz.
Zakres

znamionowych

prądów

pierwotnych
400-3000A.

Przekładniki prądowe

Przekładniki typu IMZ

Przekładniki

prądowe,

wsporcze,

jednofazowe

izolacji żywicznej typu IMZ 10
służą do zasilania przyrządów
pomiarowych oraz obwodów
zabezpieczeniowych
urządzeń
elektroenergetycznych

najwyższym

napięciu

roboczym  sieci  do  12  kV  i
częstotliwości
50  Hz.  Zakres  znamionowych
prądów  pierwotnych:  5  ÷
1500

i 2 × 15 ÷ 2 × 600 A.
Wykonanie: jedno, dwu lub
trzyrdzeniowe.

Przekładniki prądowe

Przekładniki

przepustowe

typu IPZ...A

Przekładniki

prądowe,

przepustowe,  jednofazowe  w
izolacji  żywicznej  typu  IPZ....A
służą  do  zasilania  przyrządów
pomiarowych  oraz  obwodów
zabezpieczeniowych  urządzeń
elektroenergetycznych
o  najwyższych  dopuszczalnych
napięciach sieci 12 i 24 kV oraz
częstotliwości  50  Hz.  Zakres
znamionowych

prądów

pierwotnych 200 do 2000 A.

Przekładniki prądowe

Przekładniki szynowe

typu ISZ...A

Przekładniki

prądowe

szynowe, jednofazowe typu
ISZ 10-2A, ISZ 10-3A służą do
zasilania

przyrządów

pomiarowych oraz obwodów
zabezpieczeniowych
urządzeń
elektroenergetycznych
o

najwyższym

napięciu

dopuszczalnym sieci 12 kV
i częstotliwości 50 Hz.
Zakres

znamionowych

prądów pierwotnych 2000 ÷
5000 A. Znamionowe prądy
wtórne 5 A lub 1 A.

Przekładniki prądowe

Przekładniki

ziemnozwarciowe

typu IFW

Przekładniki
ziemnozwarciowe, trójfazowe
o izolacji żywicznej typu IFW...
z dzielonym rdzeniem służą do
zasilania obwodów prądowych
zabezpieczeń
ziemnozwarciowych

sieciach  średniego  napięcia
o  częstotliwości  50  [Hz].
Pełnią  funkcję  ochronną  sieci
i

urządzeń

elektroenergetycznych

skutków zwarć doziemnych.
Zakres znamionowych prądów
pierwotnych
ziemnozwarciowych: 0,1 - 150
[A].

Przekładniki prądowe

Przekładniki prądowe niskie
go napięcia typu IMW, IMP,
IMS, ISW, INSOS

Przekładniki

prądowe

typu:

IMW,  IMP,  IMS,  ISW,  INSOA
służą  do  zasilania  przyrządów
pomiarowych,  oraz  obwodów
zabezpieczeniowych  urządzeń
elektroenergetycznych
o

najwyższym

napięciu

roboczym
0,72 kV i częstotliwości 50 Hz.
Przekładniki są wykonywane na
prądy wtórne 1A i 5A.

Przekładniki prądowe

Przekładniki prądowe, kab
lowe, wnętrzowe niskiego
napięcia typu KOLMA, KOLA
i IHDA

Przekładniki typu KOLMA i
KOLA są przystosowane do
pomiaru

sumy

prądów

trójfazowych w kablu 3–
fazowym. Służą m.in. do
sygnalizowania

lokalizowania

zwarć

doziemnych.

Przekładniki

prądowe typu IHDA 05 są
przystosowane do pomiaru
prądów

fazowych

rozdzielnicach

niskiego

napięcia.

Jako

przewód

pierwotny służy nieizolowana
szyna zbiorcza lub kabel
niskiego napięcia.

Przekładniki

napięciowe



Przekładnia napięciowa (zwojowa)



Błąd napięciowy



Błąd kątowy () – jest kąt między wektorem napięcia

wtórnego

a wektorem napięcia pierwotnego U





100









Przekładniki

napięciowe

Parametry znamionowe:



Napięcie znamionowe pierwotne



Napięcie znamionowe strony wtórnej

100 V i V

lub 110, 200



Moc znamionowa przy cos=0,8

10-15-25-30-50-75-100-150

-200-300-400-500 VA



Cieplna moc graniczna



Klasa dokładności 0,1-0,2-0,5-1-3-5 (3P, 6P)



Znamionowy współczynnik napięciowy

100

Przekładniki

napięciowe

Parametry znamionowe:



Cieplna

moc

graniczna

przekładnika

określa

największe

dopuszczalne  długotrwałe  obciążenie  strony  wtórnej  przy  napięciu
znamionowym,  przy  którym  przyrosty  temperatury  uzwojeń  ani
żadnych  innych  części  przekładnika  nie  są  wyższe  niż  wartości
graniczne dopuszczalne.



Znamionowy  współczynnik  napięciowy  jest  to  iloraz  największej
wartości  napięcia  pracy  i  napięcia  znamionowego,  przy  którym
przekładnik  powinien  zachować  wymaganą  wytrzymałość  cieplną  w
określonym  czasie  oraz  wymaganą  dokładność  transformacji  napięcia
pierwotnego.  Wymagane  wartości  współczynników  napięciowych
zależą  od  typu  sieci  i  sposobu  uziemienia  uzwojenia  pierwotnego
przekładnika i wynoszą:



1,5/30 s w sieciach o skutecznie uziemionym punkcie neutralnym



1,9/30 s w sieciach o izolowanym punkcie neutralnym oraz w sieciach
kompensowanych z samoczynnym wyłączaniem zwarć doziemnych



1,9/8 h w sieciach o izolowanym punkcie neutralnym oraz w sieciach
kompensowanych bez samoczynnego wyłączania zwarć doziemnych.

Przekładniki napięciowe

pojemnościowe

Przekładnik napięciowy pojemnościowy stanowi połączenie
przekładnika indukcyjnego z pojemnościowym dzielnikiem napięcia,
wykonywane w celu ograniczenia kosztów, szczególnie związanych
z izolacją.

Dzielnik pojemnościowy:
Zalety:



Niższe koszty budowy



Możliwość przystosowania do dowolnej wartości napięcia przez

zmianę C



Zmniejszenie stromości narastania fal przepięciowych

Wady:



Zależność błędów od częstotliwości



Zależność pojemności od temperatury, co dodatkowo wpływa na

błędy





Przekładniki

napięciowe WN

Przekładnik napięciowy typu
UO 123

Przekładniki przeznaczone są do
zasilania obwodów napięciowych
mierników i przekaźników w
układach

pomiarowych

zabezpieczeniowych

sieci

elektroenergetycznych

najwyższym  napięciu  roboczym
do
123  kV  o  częstotliwości  50  Hz,
do  włączania  między  przewód
fazowy
a  ziemię.  Przystosowane  są  do
pracy  na  wolnym  powietrzu  w
warunkach

klimatu

umiarkowanego

oraz

atmosferze

znacznym

zanieczyszczeniu.

Przekładniki

napięciowe WN

Przekładnik napięciowy typu

UO110C

Przekładniki napięciowe UO110C
przeznaczone są do zasilania
Obwodów

napięciowych

mierników
i

przekaźników

układach

pomiarowych

zabezpieczeniowych

sieci

elektroenergetycznych

najwyższym napięciu roboczym
72,5 kV i 123 kV i częstotliwości
50Hz

włączania

między

przewód

fazowy

ziemię.

Przekładniki przystosowane są do
pracy

urządzeniach

napowietrznych, w warunkach
klimatu

umiarkowanego

lub

tropikalnego,
w

atmosferze

znacznym

zanieczyszczeniu.

Przekładniki

napięciowe SN

Przekładniki napięciowe

typu: UMZ 12, UMZ 17, UMZ

Przekładniki

UMZ

przystosowane są do pracy na

wysokości do 1000 m n.p.m.

Mogą pracować w zakresie

temperatur otoczenia od -10 C

55 C. Klasa dokładności: 0,2;

0,5; 1; oraz 3P; 6P.

Przekładniki

napięciowe SN

Przekładniki napięciowe typu: UMZ 12, UMZ 17, UMZ 24

Przekładniki UMZ przystosowane są do pracy na wysokości do

1000 m n.p.m. Mogą pracować w zakresie temperatur otoczenia

-10

55 C. Klasa dokładności: 0,2; 0,5; 1; oraz 3P; 6P.

Document Outline