1. Klasyfikacja elektroenergetycznej automatyki
zabezpieczeniowej (EAZ):
Podział urządzeń elektroenergetycznej automatyki
zabezpieczeniowej:
a) EAZP (prewencyjna) - samoczynne zapobieganie zagro\
eniom i
zakłóceniom w normalnej pracy elementów systemu
elektroenergetycznego.
Zadania EAZP - likwidacja lub sygnalizacja zakłóceń takich jak:
- przeciÄ…\
enia prÄ…dowe (cieplne, dynamiczne),
- przeciÄ…\
enia mocÄ… czynnÄ…,
- kołysania mocy,
- nadmierne odchyłki napięcia,
- nadmierne odchyłki częstotliwości,
- zjawiska ferrorezonansu.
b) EAZE (eliminacyjna) eliminacja z pracy w systemie
elektroenergetycznym elementów dotkniętych zakłóceniami.
c) EAZR (restytucyjna) samoczynna zmiana konfiguracji syst. el. en.
w celu doprowadzenia go do normalnej pracy po eliminacji
zakłócenia.
1
Klasyfikacja zakłóceń:
" zaburzenia uniemo\
liwiające pracę elementów systemu
elektroenergetycznego,
" zagro\
enia, przy których praca SE przez określony czas jest
dopuszczalna (np. przeciÄ…\
enie transformatora).
Przyczyny zwarć:
" własności materiałów (zmęczenie, starzenie),
" błędy fabryczne i monta\
owe (wady izolacji, niestaranny monta\
),
" omyłki łączeniowe,
" wpływy klimatyczne, atmosferyczne i geologiczne,
" przyczyny spowodowane przez rośliny i zwierzęta,
" skutki działalności człowieka (roboty ziemne i in.),
" wpływy elektryczne i magnetyczne (długotrwałe przecią\
enia,
przepięcia).
Skutki zwarć: nieszczęśliwe wypadki z ludz
mi, uszkodzenia
aparatury i konstrukcji, przerwy w dostawie energii elektrycznej.
2
Podział zwarć:
" zwarcia bezpośrednie i pośrednie,
" zwarcia symetryczne i niesymetryczne,
" zwarcia pojedyncze, podwójne i wielokrotne.
Zwarciom w sieciach elektroenergetycznych towarzyszÄ…
obni\
enia napięcia w uszkodzonych i nieuszkodzonych odcinkach
sieci.
Inne zakłócenia:
" praca niepełnofazowa,
" zwarcia z jednoczesnÄ… przerwÄ… w fazie.
3
Rodzaje zakłóceń w sieciach:
Zakłócenia w liniach
Sieć wysokiego napięcia:
Sieć średniego napięcia izolowana
Sieć średniego napięcia kompensowana
4
Sieć średniego napięcia uziemiona przez rezystor
Zakłócenia w maszynach elektrycznych:
Zakłócenia w transformatorze:
5
Zwarcia międzyzwojowe
Zwarcia międzyfazowe
Zwarcia uzwojenia do rdzenia
Zwarcia uzwojenia GN do uzwojenia DN
Przyczyny wzrostu prÄ…du w elementach SE:
- wzrost zapotrzebowania na moc czynnÄ… lub biernÄ…,
- zmiana konfiguracji SE,
- niewłaściwa praca niektórych urządzeń (np. regulatorów),
- obni\
enie się napięcia w sieci zasilającej silniki elektryczne.
Przyspieszenie procesu starzenia siÄ™ izolacji.
Rola urządzeń EAZ: na podstawie uzyskanych informacji o pracy
urzÄ…dzenia postawienie diagnozy dotyczÄ…cej stanu zagro\
enia,
powzięcie decyzji, co do dalszego postępowania oraz sterowanie
realizacjÄ… decyzji.
6
Symbole stosowane w EAZ
I >
człon nadprądowy
I >>
człon nadprądowy (o du\
ej krotności nastawienia)
U >
człon nadnapięciowy
U<
człon podnapięciowy
człon kierunkowy
Z<
człon podimpedancyjny
Transformatory i przekładniki
(K)
(k)
P1
S1
B,N
A
(N)
(M)
S2
P2
(l)
(L)
b,n
a
(n)
(m)
7
Zestyki
Zestyki
Zestyki
Zestyki
przekaz
ników
przekaz
ników
styczników
bezzwłocznych
zwłocznych
A
Ä…czniki
Wyłącznik sch. jednobiegunowy otwarty zamknięty
Odłącznik sch. jednobiegunowy otwarty zamknięty
8
Rozłącznik sch. jednobiegunowy otwarty zamknięty
Sterowanie wyłącznikiem i stycznikiem
Z
Yz
Z
Yz
Zamek
W
W
Yw
Napęd
Yw
Sterowanie wyłącznikiem
9
Z
W K
Napęd
K
W Z
K
Sterowanie stycznikiem
10
Wymagania stawiane zabezpieczeniom
" Szybkość działania
a) Zwiększenie bezpieczeństwa pracy personelu obsługującego
urzÄ…dzenia elektroenergetyczne oraz ludzi postronnych
b) Ograniczenie do minimum szkód
c) Uniknięcie przekształcania się zwarć doziemnych w zwarcia
międzyprzewodowe
d)
" Wybiorczość
Zabezpieczenia powinny spowodować odcięcie od z
ródeł zasilających
jedynie elementu uszkodzonego, natomiast nie powinny wyłączać z
pracy elementów nieuszkodzonych
" Czułość
Zdolność do reagowania na najmniejsze nawet zakłócenie
" Niezawodność
Zabezpieczenie powinno działać niezawodnie i jedynie w przypadku
zakłóceń, do których wykrywania są przeznaczone
" Pobór mocy
Zabezpieczenia powinny się charakteryzować mo\
liwie małym
poborem mocy gdy\
koszt przekładników prądowych i napięciowych
zale\
y od mocy którą powinny dostarczać
" Ekonomiczność
11
Klasyfikacja przekaz
ników i zabezpieczeń
Przekaz
nik - reaguje na zmianę wielkości mierzonej, przy czym jego
zestyk zmienia poło\
enie sterując dalszą częścią obwodu
Wyzwalacz - zmiana wielkości mierzonej powoduje mechaniczne
oddziaływanie na napęd łącznika powodując otwarcie lub zamknięcie
tego łącznika. Mogą być pierwotne lub wtórne.
Zamek
Napęd
K
Yw
Przekaz
nik
Wyzwalacz
12
Niektóre sposoby zastosowania wyzwalaczy i przekaz
ników
Yw Yw Yw
K
I>
Układ z wyzwalaczem Układ z wyzwalaczem Układ z przekaz
nikiem
prądowym pierwotnym prądowym wtórnym nadprądowym i wyzwalaczem
napięciowym
13
Podział przekaz
ników
Przekaz
niki
Pomiarowe Czasowe Pomocnicze
PrÄ…dowe Nadmiarowe
Napięciowe
Niedomiarowe
Częstotliwościowe
Mocowe
Kierunkowe
Impedancyjne
Admitancyjne
Porównawczo-fazowe
14
We We
Wp
Wr
Wr
Wp
t
t
Wy Wy
1
1
0
0
t
t
Wy
Wy
1
1
0 0
We
Wr
Wp
Wp
Wr
We
Niedomiarowe
Nadmiarowe
Współczynnik powrotu
Wp Wp
k = < 1 k = > 1
Wr Wr
15
Obliczanie prądów zwarciowych
x" U2
k% n
Reaktancja generatora XG = Å"
100 Sn
xk% U2
n
Reaktancja transformatora XT = Å"
100 Sn
k Å" U2
n
Reaktancja sieci XS =
Sk
Reaktancja linii XL = l Å" xkm
xkm = 0,4 &! / km dla linii napowietrznej
xkm = 0,1 &! / km dla linii kablowej SN
U1 2
ëÅ‚ öÅ‚
Przeliczanie reaktancji na inny poziom napiÄ™cia XU1 = XU2 Å"
ìÅ‚ ÷Å‚
U2
íÅ‚ Å‚Å‚
Przykład
SkA=2,5 GVA
B C D
A 15 kV
110 kV
30 km nap. 15 km nap.
Sn=16 MVA
uk=11%
Obliczyć prądy zwarciowe w linii CD i AB oraz napięcia na szynach
D, C i B przy zwarciu 3-fazowym i 2-fazowym na szynach D
16