Dr inż. Andrzej Juszczyk Zabezpieczenia ziemnozwarciowe. Kryteria, dobór oraz własności.
AREVA T&D sp. z o.o. e-mail: [e-mail]
Zabezpieczenia ziemnozwarciowe w ofercie ALSTOM.
W związku ze skomplikowanymi zjawiskami zachodzącymi podczas zwarć doziemnych oraz różnymi typami
sieci, ALSTOM opracował szereg kryteriów zabezpieczeniowych, dostępnych w przekaz
nikach serii MiCOM.
Wszystkie poniższe uwagi dotyczą zabezpieczeń ALSTOM, gdyż zła konstrukcja (również
oprogramowanie) przekaz
nika zmienia własności kryteriów zabezpieczeniowych.
Do wyboru w przekaz
nikach MiCOM są następujące kryteria zabezpieczeniowe:
Kryterium Sieć izolowana Sieć Sieć z rezystorem Typ
kompensowana przekaz
nika
Io> - Zalecane przy Nie zalecane Wymagane jako P120, P121,
zabezpieczenia spełnieniu warunków dodatkowe do innych P122, P123,
nadprądowe czułości działania(ale kryteriów ze względu na P124, P125,
bezkierunkowe bez silników powyżej bezpieczeństwo P126, P127,
1MW w sieci). (przepalenie siÄ™ P139, P141,
Dla sieci gdzie bezpiecznika w P142, P143,
występują silniki obwodach Uo) PS482
powyżej 1MW należy
stosować kryteria
korzystające z napięcia
Uo
Io> - Dopuszczalne przy Nie nadaje siÄ™ Zalecane (przy P125, P126,
zabezpieczenia ustawieniu czasu ustawieniu czasu P127, P139,
nadprądowe opóz
nionego odpadu na opóz
nionego odpadu na P141, P142,
kierunkowe wartość 0,1s wartość 0,1s i P143, PS482
kÄ…towe ustawieniu kÄ…ta
maksymalnej czułości
na wartość 30°)
Io> - Zalecane przy Nie zalecane Zalecane przy P125, P126,
zabezpieczenie nastawieniu kÄ…ta ustawieniu kÄ…ta P127, P139,
nadprądowe maksymalnej czułości maksymalnej czułości P141, P142,
czynno lub P143, RPox-
na wartość 90° na wartość 30°
biernomocowe 259, RER259,
(Io"sinÕ) oraz czasie
PS482
(Io"cosÕ lub
odpadu 0,1s
Io"sinÕ)
Yo> - Doskonałe przy Doskonałe, pewne i Doskonałe, pewne i P139, P141,
zabezpieczenie spełnieniu warunków szybkie, ale w parze szybkie. Może być P142, P143,
bezkierunkowe czułości działania dla z zabezpieczeniem podstawowym PS482
admitancyjne zwarcia metalicznego Go>. Można ustawić zabezpieczeniem jeśli
(które najczęściej szybszy czas spełnione są warunki
bardzo łatwo spełnić) działania niż Go> czułości dla zwarcia
eliminujÄ…c w ten metalicznego. Ze
sposób wszelkie względu bezpieczeństwa
problemy (brak Uo) powinno być
zakłóceniowe. uzupełnione Io>
Go> Nie nadaje się Doskonałe, ale przy Bardzo dobre. Może być P139, P141,
bezkierunkowe sprawnym jako podstawowe P142, P142,
lub wymuszeniu zabezpieczenie. Ze PS482
ukierunkowane składowej czynnej względu bezpieczeństwa
dla długich linii (załączenie (brak Uo) powinno być
(duża pojemność) rezystora) uzupełnione Io>
Bo> kierunkowe Bardzo dobre jako Nie nadaje siÄ™ Nie zalecane P139, P141,
susceptancyjne zabezpieczenie P142, P143,
podstawowe. PS482
uzupełnienie go
kryterium Yo> tworzy
doskonały układ
zabezpieczeń
Po> - mocowe Nie nadaje siÄ™ Nie zalecane Nie nadaje siÄ™ P125, P126,
P127
1/3
Ocena kryteriów pod względem skuteczności działania w sytuacjach niekorzystnych dla przekaz
ników:
Kryterium Zwarcia oporowe Zwarcia metaliczne A
uk przerywany Uchyby kÄ…towe
Io> - zabezpieczenia Mała czułość Bardzo dobre Zależy od Nie wrażliwe
nadprądowe działania ze względu konstrukcji
bezkierunkowe na metodÄ™ nastawy. przekaz
nika. Można
skuteczność
poprawić
wprowadzajÄ…c czas
opóz
nienia odpadu.
Io> - zabezpieczenia Ograniczona czułość Problemy z Mała odporność Wrażliwe na
nadprądowe działania ze względu selektywnością Można skuteczność uchyby, szczególnie
kierunkowe kątowe na konieczność podczas trudnych poprawić w sieci
wysokiej nastawy w zwarć, szczególnie wprowadzając czas kompensowanej
celu poprawnego w sieci opóz
nienia odpadu
działania podczas kompensowanej
zwarć metalicznych.
Io> - zabezpieczenie Ograniczona czułość Problemy z Mała odporność, ale Wrażliwe na uchyby
nadprądowe czynno działania ze względu selektywnością lepsza od kątowego. szczególnie w sieci
lub biernomocowe na konieczność podczas trudnych Można skuteczność kompensowanej
wysokiej nastawy w zwarć, szczególnie poprawić
(Io"cosÕ lub
celu poprawnego w sieci wprowadzajÄ…c czas
Io"sinÕ)
działania podczas kompensowanej opóz
nienia odpadu
zwarć metalicznych
Yo> - Doskonała czułość Doskonała Doskonała Nie wrażliwe
zabezpieczenie ograniczona jedynie selektywność pod selektywność pod
bezkierunkowe progiem warunkiem warunkiem gdy
rozruchowym Uo> wprowadzenia współczynnik
prawidłowych czułości jest większy
nastaw. od 3 (dla Uo=100V)
Go> bezkierunkowe Doskonała czułość Doskonała Bardzo dobra Mało wrażliwe
lub kierunkowe dla ograniczona jedynie selektywność bez selektywność.
długich linii (duża progiem konieczności Szczególnie, gdy
pojemność) rozruchowym Yo> wprowadzania współczynnik
nastaw (nastawa czułości jest większy
fabryczna) od 3 (dla
3Uo=100V)
(najczęściej nastawa
fabryczna zapewnia
uzyskanie takiej
czułości)
Bo> kierunkowe Doskonała czułość Doskonała Bardzo dobra Mało wrażliwe
susceptancyjne ograniczona jedynie selektywność pod selektywność.
progiem warunkiem Szczególnie, gdy
rozruchowym Uo> wprowadzenia współczynnik
prawidłowych czułości jest większy
nastaw (stosowanie od 3 (dla
podstawowych 3Uo=100V)
reguł)
Po> - mocowe Bardzo mała czułość Dobra selektywność Wrażliwe na te Mniej wrażliwe od
zjawisko kÄ…towych i
czynnomocowych
2/3
UWAGI:
- Wybór kryteriów powinien być wynikiem analizy konkretnej sieci.
- Zastosowanie odpowiednich kryteriów dla danej sieci zapewnia 100% potwierdzoną przez użytkowników
skuteczność działania, jeżeli tylko:
- Jest dostateczny poziom Uo, zezwalający na działanie kryteriom zabezpieczeniowym (zwarcia
oporowe),
- czasy opóz
nienia działania nie są zbyt długie (możliwość gaśnięcia łuku przed odmierzeniem czasu
opóz
nienia i ponowny zapłon po dłuższym czasie),
- Przekładnik Ferrantiego jest prawidłowo zamontowany
- Kierunkowość jest dobrze ustawiona (kierunkowość nie dotyczy Io>, Yo>, Go>)
- Próg Uo może być przy dobrze dobranych kryteriach ustawiony dość nisko: 5V dla uziemienia przez
rezystor, 10V dla sieci kompensowanej, 15V dla sieci izolowanej ( wartości wtórne 3Uo)  co daje bardzo
wysokooporowe zwarcia dla tych sieci.
- Nie należy stosować długich czasów opóz
nienia niż wynika to z konieczności stopniowania czasowego.
Długie czasy opóz
nień były kiedyś stosowane w celu uzyskania selektywności działania. Obecnie powodują
wręcz odwrotny skutek. Czasy opóz
nienia 0,2s są dostateczne długie ze względu na selektywność działania
skutecznych kryteriów (admitancyjne). Stosowanie krótkich czasów zmniejsza prawdopodobieństwo
zgaszenia łuku i jego ponownego zapłonu.
- Szybkie eliminowanie zwarć doziemnych powoduje brak degradacji innych kabli (zwarcia podwójne,
naruszenie izolacji a potem po wygrzaniu następne doziemienie w innym kablu) zwłaszcza w sieciach z
izolowanym punktem gwiazdowym, gdzie współczynnik przepięć jest bardzo duży.
- Zaleca się, jeżeli jest to tylko możliwe, stosowanie najprostszych kryteriów. Najlepiej bezkierunkowych.
Jeżeli nie zapewnia się przy pomocy tych kryteriów działania w każdych warunkach, to należy ustawiać je
jako rezerwowe, najlepiej z krótszym czasem działania (np. 0,1s), niż bardziej wyrafinowane zabezpieczenia
(szczególnie gdy korzystają z kierunku).
- W wielu kryteriach nastawy wpływają na selektywność działania, dlatego dla weryfikacji nastaw oraz
kierunku zaleca się stosowanie wbudowanych rejestratorów zakłóceń, które mogą być wyzwalane przez
bardzo nisko nastawione zabezpieczenia nadprądowe Io> działające z krótkim czasem opóz
nienia (nie
powiązane oczywiście z przekaz
nikami wyjściowymi). Przy takim nastawieniu podczas zwarcia
doziemnego na jakiejkolwiek linii następuje wyzwolenie rejestratorów zakłóceń w każdej linii. Najbardziej
cenne z
ródło informacji stanowią przebiegi z linii niedoziemionych. Powyższa rejestracja pozwala na
doskonałe zweryfikowanie nastaw (Yo, Bo, Go, Io>, Io_czynne, Io_bierne) oraz wprowadzenia korekcji
kątowej uchybów przekładników Ferrantiego. Korekcja kątowa wszelkich uchybów jest dostępna w
przekaz
nikach P139 oraz P141, P142, P143. W przypadku braku wiedzy dotyczącej obróbki sygnałów
pochodzących z rejestratorów zakłóceń firma ALSTOM służy w tej materii pomocą.
3/3