1.Definicje: przekaźnika,przekaźnika pomiarowego,pomocniczego,współczynnika powrotu, wartości rozruchowej i powrotnej,uchybu nastawienia.

Przekaźnik - przyrząd lub fragment urządzenia automatyki elektroenergetycznej przeznaczony do wykonywania skokowych zmian na wyjściu (wyjściach),pod wpływem przyłożenia lub odpowiedniej zmiany wielkości fizycznej (fizycznych) oddziaływującej (oddziaływujących) na wejściu (wejściach)

Przekaźnik pomiarowy - przekaźnik elektryczny,w którym zadziałanie następuje z określoną dokładnością,gdy wartość wielkości pomiarowej osiągnie nastawioną wartość rozruchową tej wielkości.

Przekaźnik pomocniczy - przekaźnik elektryczny przystosowany do zasilania wielkością, której wartość albo znajduje się w swoim zakresie albo jest praktycznie równa zero.

Przekaźniki pomocnicze mogą być: pośredniczące,sygnałowe i zwłoczne.

Przekaźnik pośredniczący - przekaźnik pomocniczy przeznaczony do powtarzania skokowych zmian w oddzielonych elektrycznie obwodach,zwiększania mocy łączeniowej lub zwielokrotniania liczby zestyków.

Przekaźnik sygnałowy - przekaźnik pomocniczy wyposażony w elementy sygnalizujące optycznie zmianę jego stanu.

Przekaźnik zwłoczny - przekaźnik pomocniczy,w którym czas zadziałania jest celowo wydłużony.

Wśród przekaźników zwłocznych istnieje grupa przekaźników czasowych - są to przekaźniki o normowanej dokładności czasu zadziałania.

W przekaźnikach nadmiarowych zadziałanie następuje przy wzroście wielkości pomiarowej ponad wartość rozruchową (w przybliżeniu równą nastawionej),a w niedomiarowych przy obniżeniu wielkości pomiarowej.

Rozróżnia się dwa rodzaje wielkości zasilających:

-wielkość zasilająca wejściowa -dla przekaźnika pomiarowego ta wielkość zasilająca, która albo sama jest wielkością pomiarową, albo uczestniczy w jej wytworzeniu, dla przekaźnika pomocniczego -ta wielkość zasilająca, która powoduje zadziałanie przekaźnika, gdy jest doprowadzona do niego w określony sposób i w określonych warunkach.

-wielkość zasilająca pomocnicza to każda wielkość zasilająca, która nie jest wielkością zasilającą wejściową. Wielkość zasilająca pomocnicza to najczęściej tzw. Napięcie pomocnicze stałe (bardzo rzadko w energetyce zawodowej przemienne), a wszelkie jej zmiany nie mogą spowodować zadziałania przekaźnika.

Wartość rozruchowa -wartość wielkości zasilającej lub wielkości pomiarowej, przy której następuje w określonych warunkach początek rozruchu przekaźnika.

Wartość zadziałania -wartość wielkości zasilającej wejściowej lub wielkości pomiarowej, przy której następuje oczekiwana skokowa zmiana w obwodzie wyjściowym przekaźnika.

Dla większości przekaźników wartość zadziałania jest równa wartości rozruchowej.

Wartość powrotowa - wartość wielkości zasilającej wejściowej lub wielkości pomiarowej, przy której następuje w określonych warunkach powrót przekaźnika.

Wartość zakończenia powrotu -wartość wielkości zasilającej lub wielkości pomiarowej, przy której następuje w określonych warunkach zakończenie powrotu przekaźnika-osiągnięcie stanu spoczynku lub stanu początkowego.

Współczynnik powrotu -stosunek wartości zakończenia powrotu do wartości rozruchowej.

Uchyb bezwzględny -algebraiczna różnica między wartością zadziałania wielkości pomiarowej lub czasu zadziałania a wartością nastawienia przekaźnika pomiarowego lub czasowego.

Uchyb średni normalny; uchyb podziałki -uchyb średni wyznaczony w normalnych warunkach badań.

Warunki normalne są to zdefiniowane przez normę warunki dotyczące np. temperatury, ciśnienia i wilgotności, nastawienia, odkształcenia sygnałów, położenia przekaźnika i mogą być różne dla poszczególnych rodzajów przekaźników.

2.Rodzaje elektroenergetycznej automatyki zabezpieczeniowej (EAZ)

Elektroenergetyczną automatykę zabezpieczeniową można podzielić na:

EAZ-eliminacyjną, EAZ-restytucyją, EAZ-prewencyjną.

EAZ eliminacyjna (EAZE) obejmuje procesy eliminowania z pracy w układzie elektroenergetycznym elementów dotkniętych zakłóceniami, które nie mogą być tolerowane z uwagi na warunki bezpiecznej pracy układu. Jeżeli w układzie są zwarcia, to rolę eliminacji uszkodzonych elementów spełniają zabezpieczenia zwarciowe.

EAZ restytucyjna (EAZR) obejmuje procesy samoczynnej zmiany konfiguracji układu elektroenergetycznego w celu doprowadzenia tego układu do normalnej pracy po eliminacji zakłócenia, które spowodowało naruszenie konfiguracji układu.

Do urządzeń EAZR należą między innymi:

-urządzenia do samoczynnego ponownego załączenia (SPZ)

-urządzenia do samoczynnego załączenia rezerwy (SZR)

EAZ prewencyjna (EAZP) obejmuje procesy samoczynnego zapobiegania zagrożeniu lub innym zakłóceniom w normalnej pracy układu elektroenergetycznego lub któregokolwiek

z jego elementów.

Do urządzeń EAZP należą między innymi :

-urządzenia do samoczynnego częstotliwościowego odciążenia (SCO) w przypadku deficytu mocy czynnej, wytwarzanej w tym układzie.

3.Wymagania stawiane EAZ

Dla właściwego spełnienia stawianych im zadań urządzenia EAZ powinny odpowiadać wymaganiom co do:

-szybkości działania

-wybiórczości

-czułości

-niezawodności działania

-ekonomiczności

Szybkość działania

-zwiększa bezpieczeństwo pracy personelu, ogranicza rozmiar szkód spowodowanych łukami zwarciowymi w punkcie zwarcia oraz szkód od prądów zwarciowych, zapobiega wypadnięciu z synchronizmu współpracujących prądnic itp.

Wybiórczość (selektywność)

Przez wybiórczość zabezpieczenia rozumie się jego zdolność do stwierdzenia czy uszkodzenie powstało w strefie działania tego zabezpieczenia, czy poza tą strefą. Zabezpieczenie powinno spowodować odcięcie od źródeł zasilania jedynie elementu uszkodzonego, natomiast nie powinno wyłączać z pracy elementów nieuszkodzonych, gdyż powoduje to zbędne przerwy w dostawie energii.

Czułość

Czułość zabezpieczenia może być określona jako zdolność tego zabezpieczenia do reagowania na możliwie niewielkie zmiany parametrów charakterystycznych dla pracy zabezpieczanego obiektu.

Duża czułość zabezpieczeń reagujących na zwarcia jest wymagana, gdy wartość parametru, charakteryzująca pojawienie się zwarcia, np. prądu lub impedancji, niewiele się różni od wartości tego parametru występującej w warunkach normalnej pracy systemu elektroenergetycznego.

Niezawodność działania

Niezawodność działania może być zdefiniowana, jako prawdopodobieństwo, że zabezpieczenie będzie spełniło swą funkcję prawidłowo przez określony czas, w określonych warunkach pracy. Zabezpieczenia powinny działać z dużą niezawodnością w przypadkach zakłóceń, do których wykrywania są przeznaczone. Nie powinny natomiast działać zbędnie z jakichkolwiek innych przyczyn.

Ekonomiczność

Zabezpieczenie tańsze konkuruje z droższym, jeżeli nie jest to związane z pogorszeniem jego własności technicznych.

4.Rodzaje zakłóceń w systemie elektroenergetycznym i kryteria ich wykrywania.

Rodzaj zakłócenia	Kryteria wykrywania
Zwarcie(ogólnie)	wzrost prądu; obniżenie się lub zanik napięcia, zmniejszenie się impedancji; pojawienie się prądu różnicowego
Zwarcie niesymetryczne	pojawienie się: składowej przeciwnej prądu, składowej przeciwnej napięcia, mocy przeciwnej
Zwarcie doziemne	pojawienie się; napięcia zerowego, prądu zerowego, mocy zerowej
Przeciążenie cieplne	wzrost prądu, wzrost temperatury części prąd wiodących
Asymetria prądowa	pojawienie się składowej przeciwnej prądu
Przerwa w jednej z faz	pojawienie się składowej przeciwnej prądu
Deficyt mocy czynnej	zmniejszenie się częstotliwości
Nadwyżka mocy czynnej	wzrost częstotliwości
Kołysanie mocy	szybkość zmiany amplitudy prądu fazowego, szybkość zmiany impedancji ruchowej

5.Obwody napięcia pomocniczego -zadania, źródła, rodzaje

Napięcie pomocnicze używane jest w stacjach do:

-sterowania łącznikami

-zasilania urządzeń EAZ

-zasilania napędów łączników

Napięcie pomocnicze zawsze pochodzi z baterii akumulatorów kwasowych 220V lub110V

24V -tylko do obwodów telemechaniki klasycznej.

6.Współpraca zabezpieczeń z wyłącznikiem

Zabezpieczenia współpracują z wyłącznikami w ten sposób, że impuls elektryczny wysyłany przez zabezpieczenia jest przekształcany na impuls mechaniczny lub pneumatyczny. Wyzwalacze elektromechaniczne lub elektropneumatyczne działają na mechanizm zamka w wyłącznikach, powodując otwarcie zestyków wyłącznika i przerwę w zabezpieczanym obwodzie.

7.Przekładniki prądowe-dobór parametrów znamionowych z punktu widzenia zabezpieczeń.

Przekładniki prądowe stosuje się w celu dopasowania parametrów obwodu pierwotnego do obwodu wtórnego, oddzielania galwanicznego obwodu pierwotnego i wtórnego.

Ze względów zabezpieczeniowych przekładniki prądowe dobiera się na:

Napięcie znamionowe które musi być większe od największego napięcia fazowego w warunkach awaryjnych.

napięcie znamionowe przekładnika U_n - najwyższa skuteczna wartość napięcia międzyprzewodowego, która może występować w normalnych warunkach pracy; powinno być ono nie mniejsze niż napięcie znamionowe sieci, w której przekładnik ma pracować;

Prąd znamionowy pierwotny który musi być większy od największego prądu roboczego urządzenia zabezpieczanego.

znamionowy prąd pierwotny I_1n - wartość skuteczna prądu pierwotnego, na którą przekładnik został wykonany i oznaczony;

Prąd znamionowy wtórny wybiera się 5A lub 1A ; mniejsza z tych wartości stosowana jest w sytuacjach kiedy jest duża odległość od miejsca zainstalowania przekładnika do zabezpieczenia ( większa niż 100m )

znamionowy prąd wtórny I_2n - wartość skuteczna prądu wtórnego, na którą przekładnik został wykonany i oznaczony; znamionowymi wartościami prądu wtórnego przekładników prądowych są: 5A oraz 1A lub 2A,

Klasa dokładności wybierana z 5P i 10P

klasa dokładności - oznaczenie związane umownie z dopuszczalnymi błędami przekładnika prądowego w określonych warunkach pracy;

Moc znamionowa powinna być większa od sumy mocy pobieranej przez przyłączone urządzenie w stanie normalnej pracy. Przy doborze mocy znamionowej należ wziąć pod uwagę układ połączeń

moc znamionowa S_n - moc pozorna, którą przekładnik jest zdolny zasilać obwód wtórny przy znamionowym prądzie wtórnym i przy znamionowym obciążeniu S_n = Z_n (I_2n)² ;

Liczba przetężeniowa powinna być taka aby przekładnik prawidłowo działał podczas zwarć o największym prądzie lub przy największych nastawach zabezpieczeń prądowych.

Dla celów zabezpieczeniowych stosuje się przekładniki o liczbach przetężeniowych >10 możliwie dużych.

znamionowy współczynnik graniczny dokładności FE - jest to stosunek znamionowego prądu pierwotnego granicznego do znamionowego prądu pierwotnego, przy czym znormalizowanymi wartościami są: 5 - 10 - 15 - 20 - 30.

Klasa dokładności przekładników prądowych do zabezpieczeń jest oznaczana przez największy dopuszczalny procentowy błąd całkowity ΔI_w przy znamionowym prądzie pierwotnym granicznym, przypisanym danej klasie dokładności, poprzedzający literę P. Znormalizowanymi klasami dokładności przekładników prądowych do zabezpieczeń są: 5P i 10P.

Mając na uwadze powyższe można stwierdzić, że znamionowy współczynnik graniczny dokładności FE (dotyczący tylko przekładników zabezpieczeniowych) jest to krotność znamionowego prądu pierwotnego przekładnika przy znamionowym obciążeniu strony wtórnej, przy której błąd całkowity przekładnika prądowego wynosi 5% lub 10%.

Liczba przetężeniowa rzeczywista jest równa

8.Przekładniki prądowe - układy połączeń

Układ pełnej gwiazdy

Z_P- impedancja przekaźnika R_P- rezystancja przewodu

Układ nadaje się do wszystkich rodzajów zabezpieczeń niezależnie od sposobu pracy punktu neutralnego. Otrzymuje się w nim również składową zerową prądu.

Układ niepełnej gwiazdy

Stosowany do zabezpieczeń nadprądowych w sieciach 1-60 kV

Układ Holmgreen'a

Układ Holmgreen'a jest filtrem składowej zerowej prądu. Składowa zerowa pojawia się w sieci wyłącznie podczas zwarć doziemnych.

Przekładnik Ferrantiego

Jest również filtrem składowej zerowej prądu.

9. Parametry znamionowe przekładników napięciowych.

napięcie znamionowe pierwotne U_1n - jest to wartość skuteczna napięcia pierwotnego, na którą przekładnik został zbudowany i oznaczony - napięcia znamionowe pierwotne przekładników napięciowych tworzą znormalizowany szereg znamionowych napięć międzyprzewodowych, przy czym dla przekładników w wykonaniu z jednym biegunem uziemionym, napięcie znamionowe pierwotne jest równe wartości ze znormalizowanego szeregu podzielonej przez √3;

napięcie znamionowe wtórne U_2n - jest to wartość skuteczna napięcia wtórnego, na którą przekładnik został zbudowany i oznaczony - napięcie znamionowe wtórne dla przekładników z pełną izolacją obu biegunów wynosi 100V, natomiast dla przekładników z jednym biegunem uziemionym wynosi 100 : √3 V; napięcia znamionowe wtórne dla uzwojeń dodatkowych mogą wynosić 100V, 100 : √3 V, 100 : 3 V;

moc znamionowa S_n - moc pozorna, którą przekładnik jest zdolny zasilać obwód wtórny przy znamionowym napięciu wtórnym i przy znamionowym obciążeniu S_n = Y_n (U_2n)² ;

klasa dokładności- 3P lub 6P

Wartości graniczne błędów przekładników napięciowych do zabezpieczeń
Klasa	Błąd napięciowy		Błąd kątowy dla wartości napięć
dokład-	dla wartości napięć		0,02 Un		(0,05 - kN) Un
ności	0,02 Un	(0,05 - kN) Un	minuty	centyrad.	minuty	centyrad.
3P	6	3	240	7	120	3,5
6P	12	6	480	14	240	7

10. Filtry składowych zerowych prądu i napięcia

Filtry składowych zerowych prądu to:

-układ pełnej gwiazdy

-układ Holmgreen'a

-przekładnik Ferrantiego

Filtry składowych zerowych napięcia to:

Układ otwartego trójkąta

układ pełnej gwiazdy

11.Przekaźniki pomiarowe jednowielkościowe - prądowe, napięciowe i częstotliwościowe.

Przekaźniki prądowe

Do zadziałania przekaźnika dochodzi gdy wartość prądu przekroczy wartość nastawioną.

Przekaźnik nadprądowy ma za zadanie zamknąć zestyki i podać impuls na otwarcie wyłącznika, gdy prąd płynący przez jego uzwojenie przekroczy wartość nastawioną. Przekaźnik taki powróci do położenia początkowego, gdy prąd ten odpowiednio się zmniejszy.

Najmniejszą wartość prądu, która wywoła zmianę stanu przekaźnika nazywamy prądem rozruchowym I_r . Największą wartość prądu przy której następuje powrót przekaźnika do stanu początkowego, nazywamy prądem powrotowym I_p.

Stosunek prądu powrotowego do prądu rozruchowego nazywamy

współczynnikiem powrotu k_p

Wyróżniamy przekaźniki nadprądowe zwłoczne i bezzwłoczne.

Przekaźniki napięciowe

Budowa przekaźników napięciowych - tak jak i prądowych - jest oparta na komparatorach amplitudy.

Wśród przekaźników napięciowych rozróżnia się przekaźniki podnapięciowe, reagujące na wartości napięcia mniejsze od wartości nastawionej oraz nadnapięciowe, reagujące na wzrost napięcia ponad wartość nastawioną. Najczęściej przekaźniki nadnapięciowe reagują na wartości większe od wartości znamionowej.

Przekaźniki częstotliwościowe

Przekaźniki częstotliwościowe reagują na zmniejszanie się częstotliwości (podczęstotliwościowe ) lub na jej wzrost (nadczęstotliwościowe). Budowa jest oparta na komparatorach fazy lub amplitudy. Na rysunku poniżej przedstawiono rozwiązanie oparte na komparatorze fazy. Jedna z wielkości zasilających komparator jest doprowadzona z obwodu niewrażliwego na zmiany częstotliwości (np. z obwodu o przewadze rezystancji ). Druga z obwodu LC, w którym występuje zmiana kąta fazowego przy zmianie częstotliwości. Przy zmniejszeniu się częstotliwości poniżej nastawionej wartości rozruchowej występuje zmiana stanu obwodu wyjściowego komparatora fazy.

12.Charakterystyki czasowe przekaźników pomiarowych

Rozróżniamy trzy charakterystyki

• niezależną od prądu

• częściowo zależną

• zależną

Ch. Niezależna Ch. częściowo zależna

Ch.zależna

13.Przekaźnik kierunkowy

W automatyce zabezpieczeniowej przekaźniki kątowe stosuje się jako elementy rozróżniające kierunek przepływu energii. Znajdują one zastosowanie w zabezpieczeniach nadprądowych, ziemnozwarciowych, odległościowych. Ze względu na ich funkcje nazywane są również przekaźnikami kierunkowymi.

Symbole graficzne

- symbol ogólny

- przekaźnik reagujący na moc czynną

- przekaźnik nadprądowy zwłoczny z blokadą kierunkową

Budowa komparatora fazy czasowego

Charakterystyka przekaźnika na płaszczyźnie impedancji zespolonych ma kształt linii prostej, a prostopadła do tej linii, przechodząca przez początek układu, wskazuje kierunek największej czułości przekaźnika. Kąt α_W zależy od konstrukcji przekaźnika i jako wewnętrzna cecha ustroju pomiarowego jest nazywany kątem wewnętrznym. Charakterystyki przekaźnika przedstawiane są również w formie zależności U_r = f(ϕ) przy I = constans

U_r - napięcie rozruchowe przekaźnika

U₀ - najmniejsza wartość napięcia rozruchowego

ϕ - kąt fazowy

α_W - kąt wewnętrzny przekaźnika

Charakterystyka przekaźnika na płaszczyźnie impedancji zespolonych

Charakterystyka U_r = f(ϕ)

Do zabezpieczeń ziemnozwarciowych w sieciach średnich napięć niekompensowanych, gdzie prąd I₀ opóźnia się o 90° względem napięcia U₀, stosuje się przekaźniki kierunkowe o kącie wewnętrznym α_W = 90°(sinusowe), a do sieci kompensowanych przekaźniki cosinusowe. Przekaźniki kątowe charakteryzują się czasem zadziałania. Czas ten zależy od nadwyżki mocy doprowadzonej ponad moc rozruchową.

14.Przekaźnik różnicowy, zabezpieczenie różnicowe wzdłużne zasada działania podczas zwarć zewnętrznych i wewnętrznych.

Zabezpieczenia różnicowe wzdłużne linii elektroenergetycznych działają na zasadzie porównania dwóch prądów, płynących w obydwu krańcach zabezpieczanego odcinka linii. Zabezpieczenia różnicowe wymagają stosowania łącza pilotowego, którego zadaniem jest stworzenie obwodu różnicowego, umożliwiającego porównanie prądów na obydwu końcach zabezpieczanego odcinka.

Istnieją dwa zasadnicze układy zabezpieczeń różnicowych wzdłużnych:

1. układ o połączeniu obwodów wtórnych przekładników prądowych w sposób zgodny

2. o połączeniu tych obwodów przeciwsobnie, zwany również układem o porównywaniu napięć

Układy te różnią się względem siebie z uwagi na pracę łącza. W stanie normalnej pracy linii lub w przypadku zwarcia zewnętrznego ( punkt K₂ ) w przewodach łącza o układzie jak na rys.1 istnieje cyrkulacja prądu równego prądowi wtórnemu obydwu przekładników prądowych P₁ i P₂, wobec czego przez przekaźniki nadprądowe RI₁ i RI₂ prąd nie płynie. Natomiast w przewodach łącza jak na rys.2 występują wtedy na opornikach R₁ i R₂ spadki napięcia równe sobie i przeciwnie skierowane, wobec czego prąd przez przewody łącza nie płynie. W żadnym z tych układów zabezpieczenie nie zadziała.

W przypadku zwarcia wewnętrznego ( punkt K₁ ) w obwodzie wtórnym jednego z przekładników nastąpi zanik prądu lub zmiana kierunku prądu na przeciwny, wobec czego nastąpi zadziałanie zabezpieczenia - zarówno w układzie z rys.1 jak i w układzie z rys.2 i obydwa wyłączniki zostaną W₁ i W₂ otwarte.

Rysunek 1

Rysunek 2

15.Stabilizacja w przekaźnikach różnicowych

Przekaźniki różnicowe stosowane w zabezpieczeniach wzdłużnych, są oparte na komparatorach amplitudy o dwu wejściach. Przekaźniki takie mają nazwę różnicowych stabilizowanych. Do przekaźnika doprowadza się dwa prądy.

Zależność I_r = f(I_h) przekaźnika różnicowego nazywa się charakterystyką stabilizacji. Taką charakterystykę wprowadza się, aby uzyskać czułe zabezpieczenie niewrażliwe na zwarcia zewnętrzne, poza zabezpieczanym obiektem.

16.Przyczyny pojawiania się prądów w gałęzi poprzecznej zabezpieczenia różnicowego, szczególnie w przypadku zastosowania go do transformatora.

Przyczyną pojawiania się prądu w gałęzi poprzecznej zabezpieczenia różnicowego, przy zastosowaniu go do transformatora są udary prądu magnesującego występujące podczas włączania transformatora pod napięcie. Zjawisko to eliminuje się stosując w przekaźnikach samoczynną zmianę współczynnika stabilizacji przy pojawieniu się prądu o zawartości drugiej harmonicznej powyżej 20%, powodującej zablokowanie przekaźnika przy wystąpieniu prądu magnesującego, a zadziałanie przy wystąpieniu prądu zwarciowego, charakteryzującego się mniejszą zawartością drugiej harmonicznej.

17.Definicja i charakterystyka czasowa zabezpieczenia odległościowego.

Zabezpieczenie odległościowe jest to zabezpieczenie, w którym czas zadziałania jest funkcją elektrycznej odległości miejsca zwarcia od miejsca przyłączenia zabezpieczenia. Jako miejsce przyłączenia zabezpieczenia uważa się przekładniki prądowe. Miarą odległości elektrycznej jest impedancja dla składowej zgodnej. Podstawowym elementem każdego zabezpieczenia odległościowego jest przekaźnik impedancyjny. Jest to taki przekaźnik, który działa jeśli wektor mierzonej przez niego impedancji leży wewnątrz założonej charakterystyki.

Charakterystyka czasowa

18. Budowa zabezpieczenia odległościowego

Człon rozruchowy stwierdza powstanie zwarcia, określa jego rodzaj i uruchamia wszystkie pozostałe człony, a z będących do dyspozycji napięć i prądów wybiera te które najlepiej charakteryzują rodzaj zwarcia i przekazuje je do członu pomiarowego i ewentualnie kierunkowego.

Człon czasowy (T) - przełącza zabezpieczenie na poszczególne strefy.

Człon pomiarowy (P) -stwierdza czy mierzona impedancja leży wewnątrz założonej charakterystyki i od tego uzależnia swoje zadziałanie.

Człon kierunkowy (K) jest instalowany tylko w tych zabezpieczeniach, w których człon pomiarowy nie posiada charakterystyki kierunkowej.

Człon wyłączający (W) w zależności od otrzymywanych sygnałów z członu pomiarowego, kierunkowego wysyła impuls na działanie wyłącznika.

Budowa zabezpieczenia odległościowego elektromechanicznego

Konstrukcja zabezpieczeń cyfrowych

19.Charakterystyki zabezpieczenia odległościowego we współrzędnych R, jX. Położenie w stosunku do char. linii zabezpieczanej i odbioru.

Charakterystyka poligonalna zabezpieczenia odległościowego

20.Wpływ rezystancji przejścia w miejscu zwarcia na działanie zabezpieczeń odległościowych

Z_L - impedancja linii

R_Ł - rezystancja łuku

R_P - rezystancja przejścia

Z_P - impedancja przejścia

Zjawisko to może prowadzić do błędnego działania zabezpieczeń odległościowych.

21. Dobór nastaw zabezpieczeń odległościowych dla linii promieniowej.

W nastawach zabezpieczeniowych odległościowych stosuje się współczynnik 0,85

Zasięgu stref nie ustawia się dokładnie na długość linii ponieważ:

1. występują uchyby przekładników prądowych i napięciowych

2. występują uchyby samego zabezpieczenia

3. nie są dokładnie znane parametry linii

22.Rodzaje zabezpieczeń linii elektroenergetycznych (typ zakłócenia-rodzaj zabezpieczenia)

Linie o napięciu 110kV i wyższym zabezpiecza się od skutków zwarć międzyfazowych i doziemnych tymi samymi zabezpieczeniami tzn. odległościowymi, porównawczofazowymi, nadprądowymi(tylko rezerwowe i coraz rzadziej), kierunkowe

W liniach o długości >15km (długie) jako podstawowe stosuje się zabezpieczenie odległościowe lub porównawczofazowe z łączem wysokiej częstotliwości(220 i 400kV) .

W liniach krótkich do 15km jako podstawowe stosuje się zabezpieczenie porównawczofazowe z łączem kablowym lub kierunkowe. Coraz częściej pojawiają się zabezpieczenia różnicowoprądowe wzdłużne z łączem światłowodowym.

Linie o napięciu 1 - 60kV zabezpiecza się od skutków zwarć :

I międzyfazowych zabezpieczeniami

• nadprądowymi (99%)

• odległościowymi

• ewentualnie uzupełnione blokadą kierunkową

II doziemnych zabezpieczeniami

• zerowo - napięciowymi

• zerowo - prądowymi

• admitancyjnymi

• kierunkowymi

Dobór zabezpieczeń jest silnie związany z rodzajem pracy punktu neutralnego.

23.Zabezpieczenie linii od skutków zwarć międzyfazowych ( schemat, nastawy prądowe i czasowe, działanie )

Zabezpieczenie obecnie stosowane

Nastawa prądowa (wartość nastawcza ) przekaźnika nadprądowego

I_max - maksymalny prąd roboczy zabezpieczanej linii

I_Zmin - minimalny prąd zwarciowy na końcu zabezpieczanego odcinka linii

k_b - współczynnik bezpieczeństwa uwzględniający uchyby zabezpieczenia i przekładników (1,05-1,2)

k_r- współczynnik samorozruchu silników asynchronicznych (1-6)

k_p- współczynnik powrotu najczęściej :

1. 0,95- dla zabezpieczeń statycznych

2. 0,85- dla zabezpieczeń elektromechanicznych

k_C- współczynnik czułości :

1. 1,5 dla zabezpieczeń podstawowych

2. 1,2 dla zabezpieczeń rezerwowych

ϑ_i-przekładnia przekładnika prądowego

Dobór nastawy czasowej

t_n-1 - poprzednie szyny zbiorcze

Przykład

Zabezpieczenie nadprądowe zwarciowe ( bezzwłoczne )

Wadą zabezpieczenia nadprądowego zwłocznego jest to że w miarę zbliżania się do źródła mocy co jest związane ze wzrostem prądu zwarciowego wydłuża się czas jego działania . Wynika to z potrzeby zachowania selektywności. W niektórych sytuacjach można zastosować zabezpieczenie nadprądowe zwarciowe o czasie działania 0,1-0,3 s dawniej nazywane bezzwłocznym.

k_b- współczynnik bezpieczeństwa 1,3-1,6

I_Zmax- maksymalny prąd zwarcia trójfazowego na szynach zbiorczych przed następnym zabezpieczeniem zwłocznym

Nastawa musi być tak dobrana aby zabezpieczenie zwarciowe zainstalowane w stacji A nie miało rozruchu przy wszelkich zwarciach na szynach B ( co jest praktycznie jednoznaczne ze zwarciem za miejscem zainstalowania zabezpieczenia I>T w stacji B)

Zwykle nastawa powinna być tak dobrana aby zasięg zabezpieczenia wynosił 20-40% długości linii.

Zabezpieczenia linii równoległych-nadprądowe

Linie równoległe to takie linie które są galwanicznie połączone na początku i na końcu.

Linie równoległe są niekorzystne dla systemu elektroenergetycznego głównie ze względu na zwiększanie mocy zwarciowej na szynach B oraz trudności z zabezpieczeniem.

Zabezpieczenia przy wyłącznikach W2 i W4 uzupełnione są blokadą kierunkową która działa w ten sposób że pozwala na działanie zabezpieczenia gdy kierunek prądu zwarciowego jest zgodny z kierunkiem założonym, czyli przepływ następuje od szyn zbiorczych w kierunku linii.

Przy zwarciu w torze L2 występuje sytuacja:

1. zabezpieczenie przy W2 nie działa ponieważ prąd zwarciowy płynie w kierunku do szyn zbiorczych

2. zadziała zabezpieczenie przy W4 ponieważ prąd zwarciowy płynie od szyn zbiorczych w kierunku linii.

W tym układzie występują dwa problemy:

1. Podczas zwarć 3fazowych w pobliżu szyn B napięcie na nich jest zbliżone do zera w związku z tym przekaźniki kierunkowe nie są w stanie określić kierunku przepływu prądu zwarciowego. Jest to zjawisko strefy martwej.

2. podczas zwarć w pobliżu szyn A prawie cały prąd zwarciowy płynie jedną gałęzią i nie występuje rozruch prądowy w gałęzi drugiej np. przy zwarciu w punkcie k prawie cały prąd zwarciowy płynie od A do k początkiem linii L2 dopiero po otwarciu wyłącznika w gałęzi krótkiej istnieje możliwość rozruchu zabezpieczeń w gałęzi o dużej impedancji, zjawisko to nazywamy kaskadowym działaniem zabezpieczeń.

24.Zabezpieczenia linii od skutków zwarć doziemnych (rodzaj, zakres zastosowania w zależności od sposobu pracy punktu neutralnego)

Zabezpieczenie zerowo - napięciowe

Nastawy (15 - 25)V w sieci kompensowanej (5 - 15)V w sieci uziemionej przez rezystor.

Zabezpieczenie to jest całkowicie nie wybiórcze nie potrafi wskazać linii doziemionej ponieważ składowa zerowa napięcie podczas zwarcia doziemnego jest jednakowa w całej sieci przyłączonej do wspólnych szyn zbiorczych. Zabezpieczenie jest wykorzystywane do sygnalizacji zwarć doziemnych jako element rozruchowy dla innych zabezpieczeń bez względu na sposób pracy punktu neutralnego. Nastawa musi być większa od tak zwanego napięcia asymetrii, które występuje w stanie bezzwarciowym sieci a wynika z jej pojemnościowej asymetrii. Największe napięcie asymetrii występuje w sieciach kompensowanych a najmniejsze w sieciach uziemionych przez rezystor.

Zabezpieczenie zerowo - prądowe

Nastawa

k_b - współczynnik bezpieczeństwa 1,05-1,2

k_p - współczynnik powrotu

I_pl - pojemnościowy prąd zwarcia z ziemią zabezpieczanej linii

ϑ_i - przekładnia filtru składowej zerowej prądu

Zabezpieczenie kierunkowe

Stosuje się:

1. W sieci z izolowanym punktem neutralnym przekaźniki kierunkowe biernomocowe o kącie wewnętrznym π/2

2. W sieciach uziemionych przez rezystor przekaźniki czynnomocowe

3. W sieciach kompensowanych przekaźniki czynnomocowe w połączeniu z automatyką wymuszania składowej czynnej w granicach (15 - 25)A. W sieci tej dławik całkowicie zmienia rozpływ składowej biernej prądu zwarciowego i jej kierunek nie może stanowić kryterium; trzeba badać kierunek składowej czynnej.

Zabezpieczenie admitancyjne

Zakres zastosowania

G₀ > - w sieciach kompensowanych i uziemionych przez rezystor

Nastawa jest zależna jedynie od rodzaju filtra składowej zerowej i wynosi 0,8 - 1ms dla układu Ferrantiego 2,5 - 3 ms dla układu Holmgreen'a

Zabezpieczenie admitancyjne

Y₀ > - w sieciach z izolowanym punktem neutralnym i uziemionym przez rezystor

Zabezpieczenie

B₀ - w sieciach z izolowanym punktem neutralnym, w sieciach kompensowanych musi być również stosowane AWSCz

25.Sposoby pracy punktu neutralnego sieci od i do 60kV ( skutecznie i nieskutecznie uziemiony )

Sieci o napięciu 110 - 400kV pracują z punktem neutralnym skutecznie uziemionym, oznacza to że podczas zwarcia doziemnego jednej z faz napięcie względem ziemi faz nieuszkodzonych nie wzrasta powyżej 0,8 znamionowego napięcia przewodowego.

Żeby te warunki były spełnione musi zachodzić:

1)

2)

3)

1 i 2 to warunki skuteczności, 3 ma spowodować aby w sieci prąd zwarcia jednofazowego nie był większy niż zwarcia trójfazowego bo na to drugie dobiera się aparaturę.

Relacje X₀ i X₁ w sieci są regulowane przez liczbę transformatorów pracujących z uziemionym punktem neutralnym.

Sieci o napięciu od 1 - 60kV pracują z punktem neutralnym nieskutecznie uziemionym to oznacza, że podczas zwarć doziemnych w fazach nieuszkodzonych napięcie względem ziemi może wzrastać do wartości napięcia przewodowego.

W sieci z nieskutecznie uziemionym punktem neutralnym prądy ziemnozwarciowe są wielokrotnie mniejsze niż w sieci z punktem neutralnym bezpośrednio ( skutecznie ) uziemionym.

Podstawowe sposoby pracy punktu neutralnego w sieciach 1 - 60kV:

1. izolowany

2. uziemiony przez dławik gaszący ( sieć kompensowana )

3. uziemiony przez rezystor

Pojemnościowe prądy zwarć doziemnych w przeciętnych sieciach 15 i 20kV są rzędu 20 do 180 A.

Początkowo celem takiego sposobu pracy punktu neutralnego była możliwość pracy z nie wyłączonym zwarciem doziemnym.

Jednym z celów utrzymywania małego prądu zwarcia doziemnego jest gaszenie zwarć łukowych. W sieciach 15 -20kV granicznym prądem jest 20 -30 A.

26.Sposoby pracy punktu neutralnego sieci średniego napięcia - izolowany, uziemiony przez dławik lub rezystor, zakres zastosowania, wady i zalety.

W sieci z izolowanym punktem neutralnym obowiązują graniczne wartości prądu ziemnozwarciowego 50A w sieciach kablowych oraz 15A w sieciach 15kV i 20kV napowietrznych i kablowo - napowietrznych. zabezpieczenia ziemnozwarciowe linii promieniowych w sieci izolowanej wykonuje się jako nadprądowe reagujące na skladową zerową prądu. w sieciach o bardziej złożonej strukturze stosuje się zabezpieczenia reagujące na składową zerową mocy z przekaźnikami kierunkowymi bierno - mocowymi.

Wadami sieci izolowanych są:

• zmniejszona możliwość samolikwidacji zwarć przy znacznych wartościach prądów ziemnozwarciowych

• wysoki poziom i wielokrotność przepięć, często prowadzących do zwarć podwójnych i wielokrotnych

• utrudniona lokalizacja doziemionej linii napowietrznej przy małych wartościach prądu

• zagrożenie porażeniowe przy dłuższym utrzymywaniu się doziemienia w sieci napowietrznej

Sieć kompensowana ( ok. 80% całkowitej długości linii SN ) - głównie sieci napowietrzne

Zalety:

• zmniejszenie rozmiarów uszkodzeń izolacji i powłok kabli

• możliwość zasilania odbiorców pomimo występującego pojedynczego zwarcia z ziemią

• zmniejszenie zagrożenia porażeniowego

• zmniejszenie szkodliwego oddziaływania prądów ziemnozwarciowych

• w sieciach napowietrznych możliwość likwidacji znacznej liczby zwarć przemijających, zarówno samoistnie jak i dzięki automatyce podwójnego SPZ

Sieci kompensowane charakteryzują się podobnymi wadami jak sieci izolowane, w stopniu zależnym od prądu resztkowego.

Zabezpieczenia ziemnozwarciowe w sieci kompensowanej rozwiązuje się jako reagujące na składową zerową mocy z użyciem przekaźników kierunkowych czynno-mocowych. W celu zwiększenia czułości i dokładności zabezpieczeń stosuje się sztuczne zwiększenie wartości składowej czynnej prądu, zwane wymuszaniem składowej czynnej.

Sieć uziemiona przez rezystor ( głownie sieci kablowe )

Uziemienie przez rezystor powoduje zmniejszenie poziomu nieustalonych przepięć ziemnozwarciowych oraz skrócenie czasu występowania przepięć. Dzięki znacznym wartościom prądu zwarciowego ulegają uproszczeniu zabezpieczenia. Stosuje się odrębne zabezpieczenie do zwarć jednofazowych z ziemią zarówno nadprądowe, reagujące na składową zerową prądu, jak i kierunkowe czynno-mocowe. Stopień ograniczenia przepięć zależy od wartości prądu ziemnozwarciowego, a ten od rezystancji uziemienia punktu neutralnego. Ograniczenie wartości przepięć ziemnozwarciowych do wartości 2,0 osiąga się przy prądzie 500A. Jest to wartość graniczna prądu dla tzw. układów o małym prądzie zwarcia doziemnego. Duże wartości prądu ziemnozwarciowego ( do 500A ) w sieciach kablowych nie stwarzają zagrożenia porażeniem. Napięcie rażenia jest kilkakrotnie mniejsze od dopuszczalnego dzięki działaniu powłok metalowych i żył powrotnych kabli.

27.Zjawiska w stacji SN/nn podczas zwarcia po stronie SN, wpływ na wymaganą rezystancję uziemienia stacji.

Dwojakie oddziaływanie na sieć:

1.zmiana wysokości napięcia U_F

2.występuje napięcie między przewodem PEN a ziemią

R_E - przyjmuje się 10Ω

R_E - minimalna wartość zwarcia przewodu fazowego niskiego napięcia z częścią przewodzącą nie połączoną z przewodem PE

- wpływ na wymaganą rezystancję

I_E = I_Z * r r = 0,5 - 0,8

Zjawisko to jest łagodzone przez:

• powłoki ochronne i żyły powrotne kabli SN zasilających stację

• połączenie przez powłoki ochronne i żyły powrotne z uziomami sąsiednich stacji

- dodatkowe uziomy przewodu PEN w głębi sieci niskiego napięcia

28.Cel stosowania kompensacji lub uziemienia przez rezystor, związane z tym wady i zalety.

Celem kompensacji jest zmniejszenie wartości prądu ziemnozwarciowego do poziomu resztkowego przez wprowadzenie do sieci prądu indukcyjnego w czasie zwarcia jednej fazy z ziemią. U zyskuje się to uziemiając punkt neutralny uzwojenia średniego napięcia transformatora przez dławik gaszący.

Zalety:

• zmniejszenie rozmiarów uszkodzeń izolacji i powłok kabli

• możliwość zasilania odbiorców pomimo występującego pojedynczego zwarcia z ziemią

• zmniejszenie zagrożenia porażeniowego

• zmniejszenie szkodliwego oddziaływania prądów ziemnozwarciowych

• w sieciach napowietrznych możliwość likwidacji znacznej liczby zwarć przemijających, zarówno samoistnie jak i dzięki automatyce podwójnego SPZ

Wady:

• zmniejszona możliwość samolikwidacji zwarć przy znacznych wartościach prądów ziemnozwarciowych

• wysoki poziom i wielokrotność przepięć, często prowadzących do zwarć podwójnych i wielokrotnych

• utrudniona lokalizacja doziemionej linii napowietrznej przy małych wartościach prądu

• zagrożenie porażeniowe przy dłuższym utrzymywaniu się doziemienia w sieci napowietrznej

Sieć uziemiona przez rezystor ( głownie sieci kablowe )

Uziemienie przez rezystor powoduje zmniejszenie poziomu nieustalonych przepięć ziemnozwarciowych oraz skrócenie czasu występowania przepięć. Dzięki znacznym wartościom prądu zwarciowego ulegają uproszczeniu zabezpieczenia. Stosuje się odrębne zabezpieczenie do zwarć jednofazowych z ziemią zarówno nadprądowe, reagujące na składową zerową prądu, jak i kierunkowe czynno-mocowe. Stopień ograniczenia przepięć zależy od wartości prądu ziemnozwarciowego, a ten od rezystancji uziemienia punktu neutralnego. Ograniczenie wartości przepięć ziemnozwarciowych do wartości 2,0 osiąga się przy prądzie 500A. Jest to wartość graniczna prądu dla tzw. układów o małym prądzie zwarcia doziemnego. Duże wartości prądu ziemnozwarciowego ( do 500A ) w sieciach kablowych nie stwarzają zagrożenia porażeniem. Napięcie rażenia jest kilkakrotnie mniejsze od dopuszczalnego dzięki działaniu powłok metalowych i żył powrotnych kabli.

29.Zabezpieczenia transformatorów od różnych rodzajów zakłóceń.

Transformatory zabezpiecza się od skutków:

- zwarć zewnętrznych zabezpieczeniami nadprądowymi zwłocznymi a duże transformatory powyżej 100 MVA odległościowymi

- zwarć wewnętrznych zabezpieczeniami nadprądowymi bezzwłocznymi a powyżej 5 MVA różnicowymi

- przeciążeń zabezpieczeniami nadprądowymi zwłocznymi

(wystarczy w 1 fazie) a duże transformatory modelem cieplnym

- zwarć doziemnych tylko podwyższając napięcie, korzysta się z kryterium I₀, U₀

- zabezpieczenie temperaturowe, które może działać na wyłączenie lub na sygnalizację

- zabezpieczenie gazowo-przepływowe od skutków obniżenia poziomu oleju oraz skutków zwarć wewnętrznych w kadzi

30.Zabezpieczenie gazowo-przepływowe ( Bucholtz )

Posiada dwa człony, pierwszy działa na sygnalizację przy niewielkim obniżeniu poziomu oleju, drugi na wyłączenie przy silnym obniżeniu poziomu oleju lub przepływem oleju z kadzi do transformatora. Obniżenie poziomu oleju następuje nie tylko podczas jego wycieku ale przede wszystkim podczas zwarć wewnętrznych. Zjawisko to związane jest z powierzchniowym przepływem prądu po izolacji transformatora powodującym rozkład oleju na cząsteczki gazu co obniża poziom.

31.Zabezpieczenie nadprądowe zwłoczne transformatora od skutków zwarć zewnętrznych.

Transformator jako element układu el-en musi być zaopatrzony w zabezpieczenie stanowiące rezerwę zabezpieczeń własnych i elementów sąsiednich. Zabezpieczeniem takim jest zabezpieczenie nadprądowe zwłoczne ( które może być wyposażone w blokadę napięciową lub kierunkową ) lub zabezpieczenie odległościowe. Zabezpieczenie to powinno zadziałać w przypadku zwarć powstałych na szynach zbiorczych.

Zabezpieczenie od zwarć zewnętrznych wykonane jako nadprądowe zwłoczne, jest zasilane z przekładników prądowych zainstalowanych od strony źródła zasilającego lub w przypadku zasilania dwustronnego od strony charakteryzującą się większą mocą zwarciową.

I_max- maksymalny prąd obciążenia transformatora

I_Zmin- minimalny prąd zwarciowy na końcu linii o największej impedancji zasilanej przez transformator

k_C- współczynnik czułości który powinien wynosić 2

32.Zabezpieczenia silników asynchronicznych od różnych rodzajów zakłóceń (typ zakłócenia - rodzaj zabezpieczenia)

Silniki asynchroniczne zabezpiecza się przed skutkami:

1. zwarć wewnętrznych międzyfazowych

2. zwarć doziemnych

3. skutków obniżenia napięcia

4. przeciążeń

Ad.1W zabezpieczeniach od skutków zwarć wewnętrznych międzyfazowych stosuje się:

1. bezpieczniki topikowe - tylko w starszych rozwiązaniach

2. elementy nadprądowe bezzwłoczne w podzespołach instalacyjnych

3. zabezpieczenia nadprądowe bezzwłoczne

4. zabezpieczenia różnicowe wzdłużne - stosowane tylko w silnikach wysokiego napięcia

Ad.2 Zabezpieczenie od skutków zwarć doziemnych

W silnikach niskiego napięcia ze względu na to, że silnik pracuje w sieci TN(TT) zabezpieczenie jest realizowane przez zabezpieczenie od skutków zwarć międzyfazowych, zabezpieczenie to ma ścisły związek z dodatkową ochroną przeciwporażniową przez szybkie wyłączenie zasilania.

W silnikach w sieciach 6kV stosuje się tylko wówczas, gdy znane są prądy zwarć doziemnych. Stosuje się wyłącznie zabezpieczenie zerowoprądowe.

Ad.3 Od skutków obniżenia napięcia

Stosuje się zabezpieczenie podnapięciowe zwłoczne, przeważnie jako wspólne dla grupy silników zasilanych z tych samych szyn zbiorczych. Zabezpieczenie nie chroni przed zanikiem 1 - fazy.

Ad.4 od przeciążeń

Do zabezpieczenia stosujemy

1. czujniki temperatury umieszczone na uzwojeniach silnika

2. zabezpieczenia pierwotne i wtórne o charakterystyce zależnej (model cieplny silnika)

33.Zabezpieczenia silników asynchronicznych od skutków zwarć wewnętrznych międzyfazowych.

W zabezpieczeniach od skutków zwarć wewnętrznych międzyfazowych stosuje się:

1. bezpieczniki topikowe - tylko w starszych rozwiązaniach

b) elementy nadprądowe bezzwłoczne w podzespołach instalacyjnych

3. zabezpieczenia nadprądowe bezzwłoczne

4. zabezpieczenia różnicowe wzdłużne - stosowane tylko w silnikach wysokiego napięcia o mocy rzędu megawatów, silnik musi mieć wyprowadzone początki i końce uzwojeń. Zabezpieczenie to jest nieczułe na prądy rozruchu a także udary pradu przy zwarciach poza silnikiem.

k_b - współczynnik bezpieczeństwa 1,4 - 2

k_c - współczynnik czułości ( 2 )

ϑ_i - przekładnia przekładników prądowych

I_rs - największa wartość składowej okresowej prądu rozruchowego silnika (1,3 - 7,5 I_N)

I_Zmin - najmniejszy prąd zwarcia dwufazowego na zaciskach silnika

34.Zabezpieczenia silników asynchronicznych od skutków zwarć doziemnych.

W silnikach niskiego napięcia ze względu na to, że silnik pracuje w sieci TN(TT) zabezpieczenie jest realizowane przez zabezpieczenie od skutków zwarć międzyfazowych, zabezpieczenie to ma ścisły związek z dodatkową ochroną przeciwporażniową przez szybkie wyłączenie zasilania.

W silnikach w sieciach 6kV stosuje się tylko wówczas, gdy znane są prądy zwarć doziemnych. Stosuje się wyłącznie zabezpieczenie zerowoprądowe.

Ogólna zasada jest taka, że jeśli prąd zwarcia doziemnego jest większy od 10A to zabezpieczenie powinno działać na wyłączenie, do 10A powinno działać na sygnał.

-prąd zwarcia doziemnego w sieci zasilającej

k_c >2

35.Zabezpieczenia silników asynchronicznych od skutków przeciążeń.

Przeciążenie silnika to taki stan gdy prąd obciążenia jest większy od prądu znamionowego. Kryterium oceny przeciążenia jest wartość temperatury.

Do zabezpieczenia stosujemy

5. czujniki temperatury umieszczone na uzwojeniach silnika

6. zabezpieczenia pierwotne i wtórne o charakterystyce zależnej (model cieplny silnika)

36.Zabezpieczenia silników asynchronicznych od skutków obniżenia lub zaniku napięcia.

Stosuje się zabezpieczenie podnapięciowe zwłoczne, przeważnie jako wspólne dla grupy silników zasilanych z tych samych szyn zbiorczych. Zabezpieczenie nie chroni przed zanikiem 1 - fazy.

37.Rodzaje automatyk elektroenergetycznych i cel ich stosowania ( SPZ, SZR i SCO )

SPZ ( Samoczynne Ponowne Załączenie ) jest stosowane w liniach napowietrznych, ewentualnie napowietrzno kablowych w celu gaszenia zwarć nazywanych przemijającymi. Zwarcia przemijające mogą być wywołane przez gałęzie, ptaki, wiatr. Automatyka działa w ten sposób, że zabezpieczenie wyłącza linię a SPZ po określonym czasie podejmuje próbę ponownego załączenia. Łuk elektryczny jest skutecznie gaszony jeśli czas przerwy beznapięciowej nie jest krótszy niż 0,3 s ( w Polsce stosuje się 0,4 - 0,4 s ). SPZ gasi około 80% zwarć .

SZR ( Samoczynne Załączenie Rezerwy ) stosuje się wszędzie tam gdzie niezbędny jest duży stopień niezawodności zasilania ważnych odbiorów np. rozdzielnie elektrowniane, rozdzielnie sieci elektroenergetycznych, szpitalach, zakładach przemysłowych w których przerwy w zasilaniu mogłyby spowodować zniszczenie urządzeń (huta szkła ).

Rozróżniamy dwa rodzaje SZR tzw. rezerwa jawna i rezerwa ukryta. W automatyce SZR czasy przełączeń 0,2 - 0,4 s są zabronione. SZR dzieli się na: szybkie do 0,2 s i powolne - powyżej 0,4 s.

Rezerwa jawna

Rezerwa ukryta

SCO (Samoczynne Częstotliwościowe Odciążanie) jest to automatyka, która działa jeśli w systemie elektroenergetycznym występuje niedobór mocy czynnej wytwarzanej. SCO nie obejmuje stanów wzrostu obciążenia, powinno zadziałać wówczas kiedy nastąpi nagłe zmniejszenie częstotliwości wywołane wypadnięciem dużej mocy wytwórczej lub wydzieleniem z systemu podsystemu o niezbilansowanej mocy. W Polsce jest 6 stopni SCO nastawianych od 49,5 Hz co 0,5 Hz w dół. Działają one na wyłączenie odbiorców najczęściej na poziomie napięć średnich.

38.Zakres zastosowania i sposób działania automatyki SPZ, rodzaje i zakres zastosowania dla linii o różnym napięciu.

SPZ ( Samoczynne Ponowne Załączenie ) jest stosowane w liniach napowietrznych, ewentualnie napowietrzno kablowych w celu gaszenia zwarć nazywanych przemijającymi. Zwarcia przemijające mogą być wywołane przez gałęzie, ptaki, wiatr. Automatyka działa w ten sposób, że zabezpieczenie wyłącza linię a SPZ po określonym czasie podejmuje próbę ponownego załączenia. Łuk elektryczny jest skutecznie gaszony jeśli czas przerwy beznapięciowej nie jest krótszy niż 0,3 s ( w Polsce stosuje się 0,4 - 0,5 s ). SPZ gasi około 80% zwarć .

Rozróżniamy następujące rodzaje SPZ:

1. jednokrotne

2. wielokrotne (dwukrotne)

3. jednofazowe

4. trójfazowe

5. szybkie

6. powolne (granicą jest czas przerwy beznapięciowej 1 s)

W liniach 1 - 60kV stosuje się SPZ trójfazowe dwukrotne

W liniach 110kV stosuje się SPZ jednokrotne trójfazowe

W liniach 220 i 400kV stosuje się SPZ jednokrotne jednofazowe

SPZ trójfazowy działa w ten sposób, że po wykryciu zwarcia niezależnie od tego czy jest to zwarcie 1, 2 lub 3 fazowe wyłączone zostają wszystkie 3 fazy z czasem określonym przez zabezpieczenie. Automatyka SPZ odmierza czas wyłączenia linii i doprowadza do ponownego zamknięcia wyłącznika. Jeśli zwarcie przeminęło SPZ był skuteczny, linia powraca do normalnej pracy. Jeśli zwarcie było trwałe następuje ponowne zadziałanie zabezpieczenie.

Przy SPZ dwukrotnym podejmowana jest jeszcze 1 próba.

W SPZ jednofazowym podczas zwarć jednofazowych następuje wyłączenie tylko 1 fazy, a przy zwarciu 2 i 3 fazowym wyłączane są wszystkie fazy. SPZ jednofazowe narzuca wymagania wyłącznikom, każda faza musi mieć oddzielny napęd. Zabezpieczenie musi posiadać wybiornik fazowy. Jeśli stosuje się SPZ dwukrotny to czas drugiej przerwy wynosi

8 - 20 s, jest to związane z faktem, że większość wyłączników posiada napęd sprężynowy, który po wykonaniu jednego załączenia musi się nazbroić a trwa to właśnie 8 - 20 s.

W linii jednostronnie zasilanej czas przerwy jest praktycznie równy czasowi otwarcia wyłączników.

Natomiast w linii dwustronnie zasilanej

Skuteczność gaszenia zwarcia zależy od czasu t_U gdy obydwa wyłączniki są otwarte. Czas t_i czas (przerwy bezprądowej) wpływa na równowagę w systemie elektroenergetycznym.

9

---