AGH EAIiE	Zabezpieczenia elektroenergetyczne
Kierunek: Elektrotechnika				Rok: IV
Temat ćwiczenia: Zespół odległościowy automatyki zabezpieczeniowej.						Ćwiczenie nr 5
Grupa: D	Wykonali: 1. Marcin Szybowski 4. Piotr Bielaska 2. Marcin Ibragimow 5 Tomasz Marszalik 3. Piotr Susuł
Data wykonania ćwiczenia: 2.12.2003			Data oddania sprawozdania: 6.01.2004		Ocena:

POPRAWA NR.2

Wstęp

Zabezpieczenia odległościowe to takie których czas zadziałania jest zależny od odległości od miejsca zwarcia. Miarą tej odległości może być impedancja pętli zwarciowej lub inna wielkość będąca funkcją impedancji widzianej od strony zacisków przekaźnika. Przekaźnik odległościowy nie określa rzeczywistej wartości pętli zwarcia, ustala tylko czy ta wartość jest mniejsza lub większa od wartości nastawionej. W wyniku tego działa bezzwłocznie lub też z opóźnieniem wynikającym z ch-ki
. Czas zadziałania nowoczesnych przekaźników zmienia się skokowo w funkcji odległości. Charakterystyka taka nazywa się charakterystyką schodkową i najczęściej jest trójstrefowa.

1. Badanie przekaźnika ZAZ-RX3F-12.

Podstawowe dane techniczne przekaźnika:

Napięcie znamionowe
trójfazowe

Częstotliwość znamionowa 50 Hz

Prąd znamionowy 5A lub 1A

Napięcie pomocnicze (w zależności od modelu) 110 lub 220 V

Wytrzymałość elektryczna izolacji 2kV/min

Wytrzymałość cieplna 1-sekundowa obwodów prądowych 50 In

Wytrzymałość dynamiczna obwodów prądowych 125 In

Opis stanowiska badań.

Badanie przekaźnika przeprowadziliśmy w schemacie jak na poniższym rysunku

Rys.1 Schemat stanowiska pomiarowego

1. układ połączeń do wyznaczania charakterystyk kątowych przekaźnika przy symulowanym doziemieniu

2. tablica przyłączy

Atr - autotransformator

St - stycznik

TFP - transformatorowy przesuwnik fazowy napięcia

R₁ - opornik ograniczający

R₂ - dzielnik napięcia

Badanie funkcjonalności przekaźnika.

Sprawdzenie funkcjonalne zespołu przeprowadziliśmy za pomocą wbudowanego układu prób. Umożliwia on za pomocą odpowiednich przycisków sprawdzenie działania zabezpieczenia odległościowego poprzez symulowanie różnego rodzaju zwarć w poszczególnych strefach, oraz pozwala sprawdzić zadziałanie układu SPZ, układów czasowych wyjściowych i innych. Próby przeprowadzaliśmy zgodnie z tablicą umieszczoną w skrypcie i wypadły pozytywnie.

2.Pomiary charakterystyk kątowych i strefowych przekaźnika przy symulacji doziemień.

Impedancje zwarcia obliczyliśmy według wzoru:

przy czym I = 4,5 A

k_k = 0,4

więc

Wyznaczenie charakterystyk czasowo-impedancyjnych (strefowych, schodkowych) wykonaliśmy dla kątów φ = 73º oraz φ = 253º dla strefy wstecznej. W tym celu podłączyliśmy sekundomierz i wymusiliśmy działanie poszczególnych stref za pomocą panelu prób.

Aby dokonać regulacji kąta przesunięcia fazowego ϕ pomiędzy prądem a napięciem należy zamontować do układu pomiarowego pokazanego na rysunku 1 watomierz i regulując kąt α za pomocą przesuwnika doprowadzić wskazanie watomierza do zera (wówczas kąt ϕ pomiędzy prądem i napięciem wynosi +90° lub -90°). Znak kąta wyznacza kierunek wychylenia wskazówki po zwarciu cewki prądowej watomierza (wychylenie w lewo oznacza kąt +90° a w prawo -90°0. W dalszym działaniu nastawę żądanego kąta fazowego ϕ pomiędzy prądem a napięciem należy nastawiać według zależności

gdzie:
-kąt przesuwnika fazowego TPF przy którym watomierz wskazał zero.

- kąt na przesuwniku fazowym

Tab.1 Wyniki pomiarów dla charakterystyk kątowych i strefowych przekaźnika przy symulacji doziemień.

φ[º]		1N		1W		2		3		BR
Na przesuwniku	Strefa	U[V]	Z[Ω]	U[V]	Z[Ω]	U[V]	Z[Ω]	U[V]	Z[Ω]	U[V]	Z[Ω]
345	0	51	8,10	52	8,25	52	8,25	50	7,94
0	15	52	8,25	52	8,25	52	8,25	52	8,25
15	30	52	8,25	53	8,41	53	8,41	53	8,41
30	45	33	5,24	41	6,51	47	7,46	54	8,57
45	60	32	5,08	39	6,19	46	7,30	56	8,89
60	75	27	4,29	35	5,56	43	6,83	58	9,21
75	90	33	5,24	39	6,19	45	7,14	57	9,05
90	105	33	5,24	40	6,35	46	7,30	56	8,89
105	120	34	5,40	41	6,51	47	7,46	56	8,89
120	135	47	7,46	50	7,94	51	8,10	53	8,41
135	150	50	7,94	52	8,25	52	8,25	54	8,57
150	165									30	4,76
165	180									26	4,13
180	195									18	2,86
195	210									17	2,70
210	225									15	2,38
225	240									14	2,22
240	255									14	2,22
255	270									14	2,22
270	285									16	2,54
285	300									17	2,70
300	315									20	3,17
315	330									21	3,33
330	345	52	8,25	53	8,41	52	8,25	49	7,78
	t dla  = 73^o	0,07		0,07		0,7		2,06
	t dla  = 253^o									3,2

Charakterystyki schodkowe dla wyników pomiarowych oraz dla nastaw „wzorcowych”

Pierwsza charakterystyka schodkowa jest to charakterystyka dla nastaw „wzorcowych”. Część charakterystyki dla strefy wstecznej została pokazana osobno, aby wykresy były bardziej czytelne (zgodnie z zaleceniami prowadzącego).

Charakterystyka dla strefy wstecznej BR

Charakterystyka schodkowa dla wyników pomiarowych

Czasy dla stref 1N oraz 1W wyszły nam identyczne.

Pomiędzy powyższą charakterystyką, a charakterystyką na poprzedniej stronie występuje różnica w czasach zadziałania dla stef 1N i 1W oraz różnica w wartościach impedancji, przy których zaczynają się strefy 2 i 3. Dla strefy wstecznej czasy zadziałania są zbliżone w obu przypadkach.

Charakterystyka dla strefy wstecznej BR

Charakterystyki kątowe dla poszczególnych stref

Wzory i obliczenia potrzebne do narysowania tego wykresu znajdują się na osobnej stronie.

3. Wnioski.

Charakterystyki schodkowe wykonane zostały dla kątów φ = 73º dla stref 1N, 1W, 2, 3 i dla φ = 253º dla strefy wstecznej (BR). Widać różnicę pomiędzy charakterystyką wykreśloną dla otrzymanych przez nas danych a charakterystyką uważaną za „wzorcową”. Nasza charakterystyka została wykreślona dla innych wartości reaktancji, co miało wpływ na nasz wykres. Kolejnym powodem jest fakt, że pomiary wykonywaliśmy nie przy prądzie 5 A ale przy 4,5 A co było zaleceniem prowadzącego ćwiczenie. Charakterystyki schodkowe dla strefy wstecznej wykonaliśmy na oddzielnych wykresach.

Na podstawie charakterystyk kątowych tego przekaźnika możemy powiedzieć, że dla zakresów kątów 45º - 135º przekaźnik ten najdokładniej rozpoznawał strefy tzn. w tym zakresie kątów istniało największe prawdopodobieństwo, że wyłączy on odpowiednią strefę w określonym czasie. Impedancje przez nas zmierzone dla tego właśnie zakresu kątów i dla różnych stref różnią się między sobą o pewną widoczną wartość. Dla pozostałych wartości kątów impedancje miały wartości bardziej zbliżone, dlatego „granica” między poszczególnymi strefami była słabiej rozróżnialna.

---