Zabezpieczenia w elektroenergetyce

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia było poznanie budowy, zasady działania oraz podstawowych właściwości centralnych zabezpieczeń upływowych stosowanych w podziemnych zakładach górniczych.

2. Wprowadzenie

Do zasilania urządzeń górniczych w podziemnych zakładach górniczych zastosowane są sieci elektryczne z izolowanym punktem zerowym transformatora (sieć IT).

W sieciach tych jako ochrona przed porażeniem prądem elektrycznym stosowany jest tzw. System Uziemionych Przewodów Ochronnych (SUPO). Do systemu tego połączone są wszystkie części metalowe maszyn i urządzeń elektrycznych, normalnie nie będących pod napięciem. W sieci kopalnianej stosowany jest również bezpiecznik iskiernikowy włączony pomiędzy SUPO, a punkt neutralny uzwojenia wtórnego transformatora przed skutkami przepięć.

Ponadto nad bezpieczną wartością rezystancji izolacji sieci IT czuwają centralne zabezpieczenia upływowe (np.: CZU-220/127/II). W przypadku obniżenia poniżej dopuszczalnej wartości rezystancji izolacji sieci następuje samoczynne odłączenie zasilania.

3. Przebieg ćwiczenia

1. Badanie centralnego zabezpieczenia upływowego typu CZU-220/127/II

1. Schemat pomiarowy

2. Określenie rezystancji zadziałania (R_Z) zabezpieczenia

Ustawić potencjometr rezystancji nastawczej zadziałania zabezpieczenia (R_Z) (np. na wartość 0).

Ustawić rezystancję sieci (R_S - dekada) na wartość maksymalną. Zmniejszać rezystancję dekady do momentu zadziałania zabezpieczenia. Wynik odczytać z dekady w chwili zadziałania zabezpieczenia.

• R_Z=100Ω

• R_S=1,47kΩ

1. Dla określonej rezystancji zadziałania (R_Z) wykonać 10 pomiarów regulując rezystancję sieci (R_S-dekada) w granicach zadziałania zabezpieczenia.

Rz=100ohm
Lp.	Rs	t1	t2	t3	tśr
		kohm	ms	ms	Ms	ms
1	2,267	160	160	170	163,33
2	2,019	100	100	100	100,00
3	1,86	90	90	90	90,00
4	1,74	90	90	90	90,00
5	1,652	90	90	80	86,67
6	1,558	90	90	90	90,00
7	1,42	80	80	80	80,00
8	1,302	80	80	80	80,00
9	1,213	60	80	70	70,00
10	1,051	70	60	70	66,67
11	902	70	70	70	70,00
12	504	70	60	60	63,33
13	263	60	60	60	60,00

Tab. 1 Tabela pomiarów badania centralnego zabezpieczenia upływowego typu CZU-220/127/II

R_z - rezystancja nastawcza zadziałania zabezpieczenia;

R_S- rezystancja sieci;

t₁, t₂, t₃ - czas zadziałania zabezpieczenia;

t_śr - średni czas zadziałania zabezpieczenia;

Rys. 2 wykres zależności t_śr=f(R_S) badania centralnego zabezpieczenia upływowego typu CZU-220/127/II

2. Badanie centralnego zabezpieczenia upływowego typu RRgx-05

1. Schemat pomiarowy

Rys. 3 Schemat układu pomiarowego do badania zabezpieczenia upływowego typu RRgx-05

2. Określenie rezystancji zadziałania zabezpieczenia (R_Z) RRgx-05.

Ustawić potencjometr rezystancji nastawczej zadziałania zabezpieczenia (R_Z) (np. na wartość 0).

Ustawić rezystancję sieci (R_S-dekada) na wartość maksymalną. Zmniejszać rezystancję dekady do momentu zadziałania zabezpieczenia. Wynik odczytać z dekady w chwili zadziałania zabezpieczenia.

• R_S=11,27 kΩ /R_Z=0Ω;

1. Dla określonej rezystancji zadziałania zabezpieczenia (R_Z), oraz dowolnej wartości na potencjometrze czasu zadziałania zabezpieczenia (t_Z), wykonać 10 pomiarów regulując rezystancję sieci (R_S- dekada) w granicach zadziałania zabezpieczenia.

Rz=220ohm
Lp.	Rs	t1	t2	t3	tśr
		kΩ	ms	Ms	ms	ms
1.	13,46	510	500	500	503,33
2.	13,32	500	480	490	490,00
3.	13,24	490	490	490	490,00
4.	13,17	490	480	490	486,67
5.	13,14	480	480	480	480,00
6.	13,07	480	470	480	476,67
7.	13,04	480	470	480	476,67
8.	12,92	480	470	470	473,33
9.	9,94	330	330	330	330,00
10.	5,97	170	180	170	173,33
11.	3,98	120	130	130	126,67
12.	0,902	105	110	110	108,33
13.	0,306	110	100	110	106,67
14.	0,1	100	110	110	106,67

Tab.2 Tabela pomiarów badania centralnego zabezpieczenia upływowego typu RRgx-05

R_z - rezystancja nastawcza zadziałania zabezpieczenia;

R_S- rezystancja sieci;

t₁, t₂, t₃ - czas zadziałania zabezpieczenia;

t_śr - średni czas zadziałania zabezpieczenia;

Rys.4 wykres zależności t_śr=f(R_S) badania centralnego zabezpieczenia upływowego typu RRgx-05

/

2.5 Ustawić dowolną wartość na potencjometrze regulacji czasu zadziałania zabezpieczenia (t_z) oraz rezystancję sieci R_s=0 kΩ. Wykonać 10 pomiarów czasu zadziałania zabezpieczenia (t₁, t₂, t₃) regulując nastawczą rezystancję zadziałania (R_Z)

Rs=0ohm
	Rz	t1	t2	t3	tśr
Lp.	ohm	ms	Ms	ms	ms
1	0	90	100	100	96,67
2	10	100	90	100	96,67
3	20	100	100	100	100,00
4	30	100	100	110	103,33
5	40	90	90	90	90,00
6	50	100	100	100	100,00
7	60	90	100	90	93,33
8	70	100	90	100	96,67
9	80	110	100	100	103,33
10	90	100	90	100	96,67

Tab. 3 Tabela wyników pomiarów czasów zadziałania zabezpieczenia typu RRgz-05

R_Z - rezystancja nastawcza zadziałania zabezpieczenia (odczytywana ze skali potencjometru),

R_S - rezystancja sieci,

t₁, t₂, t₃ - czas zadziałania zabezpieczenia;

t_śr - średni czas zadziałania zabezpieczenia;

Rys. 5 Wykres zależności t_śr=f(R_Z) pomiarów czasów zadziałania zabezpieczenia typu RRgx-05

4. Wnioski

W wykonanym ćwiczeniu zajmowaliśmy się zabezpieczeniami upływowymi dwóch typów: CZU-220/127/II i RRgz-05. Pomiary były wykonywane przy dwóch typach załączonych obciążeń : 127V i 500V. Po załączeniu układu (przełącznik załączający i wyłączający układ pomiarowy) należało odczytać czas zadziałania t₁, t₂, t₃ oraz prąd upływowy, którego nie mięliśmy możliwości zmierzyć ze względu na braki sprzętowe. Dla każdej wartości rezystancji sieci (R_S) wykonywaliśmy po 3 pomiary czasu zadziałania (t₁, t₂, t₃), a następnie obliczaliśmy czas średni t_śr.

Podczas wykonywania ćwiczenia po każdorazowym zadziałaniu zabezpieczenia CZU-220/127/II należało je skasować poprzez naciśnięcie przycisku „kasowanie” na płycie czołowej zabezpieczenia.

Po wykonaniu ćwiczenia można było zauważyć, że prawa dotyczące zabezpieczeń energetycznych są całkiem inne w przemyśle górniczym niż w instalacjach na co dzień spotykanych. Związane jest to przede wszystkim z tym, iż sieci elektryczne wykorzystywane w podziemnych zakładach górniczych są z izolowanym punktem zerowym transformatora (czyli sieci IT) tzn., że urządzenia elektroenergetyczne mogą być izolowane od Ziemi lub połączone poprzez impedancję o dostatecznie dużej wartości. Połączenie to może być wykonywane w punkcie neutralnym układu zasilania albo w sztucznym punkcie gwiazdowym.

































































































































































































































---