Techniki Zabezpieczeń w Elektroenergetyce

1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z działaniem zabezpieczenia silników elektrycznych ZEV firmy Moller.

2. Wstęp teoretyczny

Nowoczesne elektroniczne zabezpieczenie silników elektrycznych ZEV złożone jest z kilku rodzajów zabezpieczeń :

• Zabezpieczenie termiczne

• Zabezpieczenie zaniku fazy

• Zabezpieczenie upływu prądu

• Zabezpieczenie utraty symetrii

• Zabezpieczenie przeciążeniowe

Działanie urządzenia oparte jest na pomiarze i kontroli temperatury oraz prądów w silniku. Wartości mierzonych parametrów wyświetlane są na elektronicznym panelu sterowania. Na tymże wyświetlaczu pokazuje się również error, gdy mamy przekroczone nastawy lub niedokładnie połączony układ. Zabezpieczenie nie pozwoli na uruchomienie błędnie połączonego układu.

Najważniejsze funkcje przekaźnika ZEV :

• Kontrola temperatury w uzwojeniach silnika - pomiar prądu w przewodach fazowych na zaciskach silnika przez przelotowy przetwornik prądu lub z elastyczną cewką Rogowskiego;

• Kontrola ziemnozwarciowa w trój- lub czteroprzewodowym systemie;

• Zmiana klasy wyzwalania od 5 do 40, za pomocą, których możemy ustawić czas wyzwalania elektronicznego przekaźnika przeciążeniowego ZEV. Fabrycznie ustawiona klasa wyzwalania - 10;

• „Reset” oraz programowalne styki pomocnicze spełniające np. funkcję sygnalizacji, gdy wystąpią parametry o wartości przekraczającej dopuszczalne;

• „Test” wywołuje tryb samoczynnego testowania występowania błędów w zabezpieczanym systemie.

3. Przebieg ćwiczenia.

a) Badanie reakcji układu na zanika fazy.

b) Badanie reakcji układu na przeciążenie termiczne.

Przy pracy silnika zwiększa się temperatura uzwojeń silnika, co powoduje wzrost rezystancji czujnika termicznego. Do badań przeciążeń termicznych umieszczamy w układzie opornicę dekadową. Możemy dzięki temu ustalić rezystancję przy jakiej działa zabezpieczenie. Zwiększanie rezystancji będzie miało taki skutek jak oddziaływanie cieplne uzwojeń na termistor. Po osiągnięciu określonej wartości rezystancji urządzenie odłącza zasilanie, gdyż traktuje to jako przegrzanie uzwojeń grożące awarią.

Badania wykonywaliśmy dla klasy 20

R _t1 [Ω] = 2915Ω

R _t2 [Ω] = 2912Ω

R _t3 [Ω] = 2904Ω

Średnie R _t [Ω] = 2910Ω

c) Badanie reakcji układu na prąd zwarcia doziemienia.

Aby zbadać reakcję układu na prąd zwarcia doziemienia należy zastosować przekładnik Ferrantiego lub zintegrowany przekładnik sumy prądów występujący razem z przetwornikiem prądowym przelotowym. Do wymuszenia prądu zwarcia podłączyliśmy do układu rezystor wraz z amperomierzem do mierzenia prądu doziemienia. Na urządzeniu zabezpieczającym ustawiliśmy wartość prądu doziemienia I_w=10A. Ale już przy wartości prądu I_u=4,3A system uległ wyłączeniu.

5. Wnioski

Pomimo iż opis i stanowisko wygląda na solidnie wykonane miejsce do poznania niebezpieczeństw występujących w układzie przy pracy silnika i sposobów zabezpieczeń się przed nimi to w trakcie badań pojawiają się problemy. Podstawowym problemem z jakim spotyka się użytkownik to liczne niezgodności opisu względem praktyki. Utrudnia to łączenie układów symulujących działanie poszczególnych zabezpieczeń. Zauważamy również, że urządzenie posiada jedynie zabezpieczenia termiczne i prądowe. Nie ma natomiast zabezpieczeń napięciowych. Oznacza to brak zabezpieczenia przed wahaniami napięcia, co również niekorzystnie oddziałuje na pracę silnika.

---