AGH EAI iE	Laboratorium Zabezpieczeń Elektroenergetycznych
Kierunek: Elektrotechnika				Rok: IV
Temat ćwiczenia: Przekaźnik regulatora zaczepów transformatora.						Ćw. nr 6
Grupa: A	Wykonali: 1. Kutek Przemysław 3. Madej Tomasz 5. Leśniak Łukasz 2. Ludwin Andrzej 4. Lewandowski Michał
Data wykonania ćwiczenia: 14.10.2003			Data oddania sprawozdania: 21.10.2003		Data zaliczenia:

1. Cel ćwiczenia:

Celem naszego ćwiczenia laboratoryjnego było zapoznanie się z istotą regulacji napięć w systemie elektroenergetycznym (SEE), poznanie jednego ze sposobów regulacji napięcia w sieciach średnich napięć za pomocą przekaźnika RNTH-3 sterującego przełącznikiem zaczepów transformatora 110/15/15 [kV] oraz przeprowadzenia badań wybranych właściwości ww. przekaźnika.

2. Wstęp:

Wartość napięcia jest drugim po częstotliwości parametrem charakteryzującym jakość energii elektrycznej. Obowiązkiem dostawcy energii elektrycznej jest utrzymywanie wartości napięć w pobliżu wartości znamionowej z odpowiednią tolerancją (±10%), zależną od poziomu napięć sieci oraz jej typu.

W polskim systemie elektroenergetycznym podstawowymi układami regulacji są układy ARMC oraz ARNQ.

Istnieje kilka sposobów regulacji napięcia w sieciach, oczywiście nie uwzględniając regulacji warunkowanych względami technologicznymi w wydzielonych sieciach, np. w prądotwórczych zespołach generatorowych.

Do sposobów tych możemy zaliczyć min. regulację napięcia:

a.) za pomocą napięć dodawczych:

- regulację wzbudzenia generatorów,

- zmianę przekładni transformatorów,

-stosowanie transformatorów specjalnych (dodawczych) i autotransformatorów podnoszących napięcie.

b.) przez zmianę impedancji sieci, np. poprzez:

- wyłączanie elementów sieci (połączenia równoległe),

- stosowanie kondensatorów szeregowych,

c.) poprzez zmianę rozpływu mocy biernej, np. przez:

- stosowanie kompensatorów synchronicznych,

- instalację i sterowanie baterią kondensatorów równoległych,

- stosowanie dławików równoległych.

Regulacja napięcia poprzez zmianę przekładni transformatora polega na zmianie czynnej liczby zwojów w jednym z jego uzwojeń. Powinna być ona wykonywana po stronie uzwojenia górnego napięcia, ze względu mniejsze prądy, a co za tym idzie również i mniejsze przekroje przewodów.

Zasadniczo rozróżnia się dwa sposoby regulacji napięcia transformatorów:

a.) regulacja w stanie beznapięciowym ( bez obciążenia) - Jest to regulacja której dokonuje się przy transformatorach małej i średniej mocy nie przekraczającej 1,6 [MVA] (ręcznym przełącznikiem zaczepów). Zakres regulacyjny wynosi: -5%; 0; +5%U_n.

b.) regulacja pod obciążeniem. Jest to regulacja której dokonuje się przy transformatorach dużych mocy przekraczających 1,6 [MVA] (regulacja automatyczna). Zakres regulacyjny jest pięciostopniowy i wynosi: -5%; -2,5%; 0; +2,5%; +5% U_n, a dla transformatorów WN i NN regulacja odbywa się w zakresie ±10% U_n .

Transformatory takie powinny być wyposażone w specjalne przełączniki zaczepów.

3. Przebieg ćwiczenia:

Podczas wykonywania pomiarów w laboratorium wykorzystywaliśmy przekaźnik

RNTH-3, który jest przykładem regulatora sterującego przełączeniem zaczepów transformatora.

Poniżej zostały przedstawione podstawowe dane techniczne badanego przez nas przekaźnika:

Dane techniczne przekaźnika RNTH-3:

- zasilanie 220 [V] 220 [V](-20%;15%) 50 [Hz]

lub 100 [V] (-20%;15%) 50 [Hz]

- pobór mocy 15 [VA]

- dokładność regulacji 1%

- pomiar napięcia-jednofazowy 100 [V]; 50 [Hz]; 6 [VA]; kl.1

- napięcie blokujące jednofazowe 100 [V]; 50 [Hz]; 6 [VA]; kl.3

- pomiar prądu-jednofazowy 5 [A]; 50 [Hz]; 6 [VA] ; kl. 1

- zakres wielkości nastawialnych:

- wartość zadana napięcia 100 [V] 15 [V] co 1 [V],

- strefa niedziałania 1-6% co 0,5% (odniesione do

znamionowe zadanej wartości

napięcia U₀ - 100 [V]),

- kompensacja prądowa R_k% = 0-11%; ±X_k% = 0-11% co 1%,

- przekładnia pr. przekładnika 5/0,25 [A/A] oraz 5/0,5 [A/A].

Badanie właściwości regulacyjnych przekaźnika.

Uproszczony schemat stanowiska do badań właściwości przekaźnika RNTH-3 oraz wykres wskazowy.

Schemat układu pomiarowego

W naszym przypadku nastawnik strefy niedziałania na płycie czołowej przekaźnika RNTH-3 był ustawiony na 1,5.

Poniższa tabela przedstawia zestawienie wyników pomiarów oraz obliczeń wykonanych podczas przeprowadzania ćwiczenia.

Warunki przed regulacją			Nastawy członu kompensacji prądowej			Efekty końcowej regulacji
I [A]	cosϕ	ΔUs [V]	Rk [%]	Xk [%]	Sygn. kier. reg.	UT [V]	Nap. na odbiorze U3 [V]	I' [A]	ΔUs [V]	ΔUk [V]	δ [%]	ΔEF [%]
2,5	0,1	-	11	11		102	93	2,5	7	12,5	78,57	-
2,5	0,2	92	11	11		102	93	2,55	7	12,8	82,86	8
2,5	0,3	92	11	11		103	94	2,6	7,25	13,4	88,83	8
2,5	0,4	91,5	11	11		103,5	94	2,55	7	13,6	94,28	8,5
2,5	0,1	92	11	6		98,5	90,5	2,475	7	9,7	38,57	8
2,5	0,2	92	11	6		98,5	90	2,45	7	9,9	41,42	8
2,5	0,3	91,5	11	6	-	100	91,5	2,5	7	10,3	47,14	8,5
2,5	0,4	91,5	11	6	-	100	91,5	2,5	7	10,6	51,42	8,5
2,5	0,1	92	5	5		95	87,5	2,4	7	6,3	10	8
2,5	0,2	92	5	5		96	88	2,4	7	6,5	7,14	8
2,5	0,3	92	5	5		96	88	2,4	7	6,6	5,71	8
2,5	0,4	92	5	5		96	88	2,4	7	6,8	2,86	8
2,5	0,1	93	10	-10		92	84	2,3	6,75	2,8	58,51	7
2,5	0,2	92	10	-10		92	84	2,3	6,75	3,2	52,59	8
2,5	0,3	92	10	-10		93	85	2,3	6,75	3,8	43,70	8
2,5	0,4	92	10	-10		94	85	2,35	6,75	4,4	34,81	8
1	0,2	96	11	11		97,5	93,5	1	3,25	7,4	127,69	4
2	0,2	93	11	11	-	100	93	2	6	10,9	81,66	7
3	0,2	90	11	11		104	94	3,1	8,75	14,8	69,14	10
4	0,2	89	11	11		107	95	4,3	11	18,9	71,81	11
1	0,2	96	11	6		94	90	0,95	3	5,8	93,33	4
2	0,2	94	11	6		98	91	2	6	8,5	41,66	6
3	0,2	91	11	6		99,5	90	3	8,5	11,4	34,11	9
4	0,2	89	11	6	-	100	89	4	10,75	14,3	33,64	11
1	0,2	96	5	5		95	91	0,95	3	4,2	40	4
2	0,2	94	5	5		95	88	1,9	5,75	5,6	2,6	6
3	0,2	91	5	5		97	88	2,9	8,25	7,3	11,51	9
4	0,2	89	5	5		98	87	3,95	10,5	9,0	14,29	11
1	0,2	96	10	-10		94	90	0,95	3	4,0	33,33	4
2	0,2	94	10	-10		93	86	1,9	5,6	3,0	46,42	6
3	0,2	91	10	-10		90	81	2,7	7,5	3,6	52	9
4	0,2	89	10	-10		90	79	3,6	10	6,2	38	11

Napięcie odniesienia na odbiorze wynosiło: U₀ = 100 [V].

W celu obliczania wskaźnika odwzorowania rzeczywistego spadku napięcia sieci w układzie kompensacji prądowej ( δ_%) oraz wskaźnika efektów regulacji (Δ_EF%) korzystaliśmy ze wzorów:

(1)

(2)

4. Zestawienie charakterystyk wyznaczonych na podstawie odpowiednich pomiarów i obliczeń:

5. Wnioski:

Z obliczeń zamieszczonych w tabeli oraz z charakterystyk wykonanych na ich podstawie możemy stwierdzić, iż dla całego badanego przez nas zakresu prądu przy cosϕ=0,2 otrzymaliśmy najmniejszy wskaźnik efektów regulacji (Δ_EF%) dla R_k/X_k wynoszącego 11/6, 5/5 oraz 10/-10. Natomiast dla pomiarów przy cosϕ z zakresu 0,1 - 0,4 i prądzie I=2,5[A] wskaźnik ten miał najmniejszą wartość dla R_k/X_k równego 5/5.

Z kolei wskaźnik odwzorowania rzeczywistego spadku napięcia sieci w układzie kompensacji prądowej (δ_%) w całym zakresie prądów był najmniejszy dla R_k/X_k równego 5/5, natomiast przy cosϕ zmieniającym się z zakresu 0,1 - 0,4 również miał on najmniejszą wartość dla R_k/X_k wynoszącego 5/5.

Jak wynika z przeprowadzonych pomiarów i wykonanych wykresów, najlepszą regulację otrzymaliśmy dla R_k/X_k wynoszącego 6/9 ponieważ w tym przypadku występują najmniejsze wartości δ% oraz Δ_EF. Dla pozostałych przypadków odwzorowania sieci były mniej niedokładne.

---