AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA			Imię i Nazwisko : Piotr Bielaska Marcin Ibragimow Michał Zemła Mariusz Hudyga Paweł Koksa
LABORATORIUM APARATÓW I ROZDZIELNI ELEKTROENERGETYCZNYCH
Rok akademicki: 2002/2003		Rok studiów: III			Moduł: A
Kierunek: ELEKTROTECHNIKA					Grupa: 2 Laboratoryjna: E
Temat: Badanie przekładników prądowych					Nr ćwiczenia: 5, 6
Data wykonania: 13.05.2003			Ocena:

Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z podstawowymi właściwościami przekładników prądowych stosowanych w elektroenergetyce, z podstawowymi rodzajami połączeń i z metodami ich sprawdzania.

Program Ćwiczenia

Na początku ćwiczenia dokonano oględzin przekładników i spisano ich dane znamionowe.

Przekładnik badany:

I_1n/I_2n = 10A/5A

S_2n = 30 VA

n < 10

U_n = 10 kV

I_th = 100 I_1n

I_dyn = 480 I_1n

U_p = 45 kV

U_1,2/50μs = 75 kV

f = 50 Hz

kl. 1

Impedancja obciążenia znamionowego:

Z_n = S_2n/I_2n² = 1,2 Ω

Przekładnik wzorcowy:

Typ : JL - 4 NF1530

U₁/U₂ = 0,5 kV / 3 kV f = 50 Hz kl. 0,2

Sprawdzenie oznaczenia zacisków.

Sprawdzenie oznaczenia zacisków jest ważnym czynnikiem w przygotowaniu przekładników do pracy. Prawidłowe połączenie uzwojeń jest bowiem jednym z warunków prawidłowego działania przekładnika.

(grupy przekładników - to zdanie trzeba trochę inaczej ułożyć.)

Sprawdzenie oznaczeń zacisków badanego przekładnika przeprowadziliśmy 2 metodami według poniższych schematów.

Na rys.1 przedstawione zostały układy do sprawdzania oznaczenia zacisków przy użyciu:

a) miliwoltomierza prądu stałego - przy zamykaniu i otwieraniu miernik wychyla się w prawo lub w lewo b) przekładnika wzorcowego PW o znanej biegunowości. Jeżeli wskazanie amperomierza A₂ jest bliskie zeru, to zacisk przekładnika badanego PB połączony z zaciskiem S2 przekładnika wzorcowego PW jest zaciskiem S1.

Rys.1 Schemat układu do sprawdzania oznaczeń zacisków przekładnika

Zaciski połączone prawidłowo:

A₁ = 5 A

A₂ = 0 A

Zaciski połączone odwrotnie:

A₁ = 5 A

A₂ = 5,1 A (dlaczego tu są równe wskazy)

Sprawdzenie błędu prądowego.

Pomiar musieliśmy przeprowadzić przy pomocy mierników o klasie dokładności nie gorszej niż 0.2 oraz przekładnika wzorcowego o pomijalnie małych uchybach . Obciążenie należało ustalić na podstawie pomiaru napięcia oraz natężenia prądu w obwodzie wtórnym przy cosΦ = 1.

Pomiar przeprowadziliśmy przy natężeniu prądu wynoszącym 100% obciążenia znamionowego.

Błąd prądowy obliczaliśmy ze wzoru:

gdzie I_p liczone ze wzoru I_p = I_sw * k_w = 2,025 * 5 = 10,125

Tab.1 Wyniki pomiarów przy sprawdzaniu błędu prądowego

Wniosek

Przekładnik spełnia wymagania, ponieważ błąd jest poniżej 1%

Sprawdzanie błędu całkowitego.

Sprawdzenie błędu całkowitego wykonuje się za pomocą układu przedstawionego na rys.2.

Rys.2 Schemat układu do sprawdzania błędu całkowitego.

Przekładnie znamionowe przekładników wzorcowych muszą być tak dobrane, aby spełniały warunek:

K_nW1 = K_nW2 * K_nWB ,

a przekładniki PW1 i PW2 powinny mieć pomijalnie małe wartości błędu całkowitego (minimalne wartości tych błędów występują, gdy przekładniki pracują przy znamionowych prądach pierwotnych lub w ich pobliżu).

Przy spełnieniu tych warunków błąd całkowity można obliczyć ze wzoru:

gdzie:

ΔI_s - wartość skuteczna prądu płynącego przez miliamperomierz;

I_s - wartość skuteczna prądu płynącego przez amperomierz;

W naszym przypadku wartości przekładni wynosiły

K_nW1 = 10

K_nW2 = 5

K_nWB = 2

A więc warunek K_nW1 = K_nW2 * K_nWB jest spełniony bo 10 = 5 * 2

Jak wynika z rysunku 2. prąd płynący przez impedancję obciążenia jest równy :

I_PB = (I_s*K_nW1)/KnWPB = (1*10)/2 = 5 A

Impedancja obciążenia jest więc stosunkiem prądu I_PB i napięcia wskazywanego przez woltomierz

Tab.2 Wyniki pomiaru błędu całkowitego przekładnika

Lp	Is	Ip	Ug	Zo	Is	s
		[A]	[A]	[V]	[]	[mA]	[%]
1	1	10	22,78	4,56	58	5,8
2	1	10	20,38	4,08	32	3,2
3	1	10	18,96	3,79	28	2,8
4	1	10	16,69	3,34	22	2,2
5	1	10	12,98	2,60	14	1,4
6	1	10	9,86	1,97	11	1,1
7	1	10	7,05	1,41	8	0,8
8	1	10	5,01	1,00	5	0,5
9	1	10	3	0,60	1	0,1
10	1	10	0,6	0,12	0	0

Rys.3 Wykres błędu całkowitego w funkcji obciążenia

Wnioski

• Błąd całkowity rośnie wraz ze wzrostem impedancji Z_0.

• Dla obciążenia znamionowego jest on równy ok. 0,6 - 0,7 %

Badanie układu krzyżowego.

Dane znamionowe przekładnika:

I_1n/I_2n = 20A / 5A U_1n/U_2n = 0,66kV / 3kV

S_n = 15 VA

f = 50 Hz

kl.0,5

Z₀ = 0,6 Ω

Układ krzyżowy składa się z dwóch przekładników i jednego urządzenia w związku z czym jest szczególnie tani. Jego wady to brak reakcji na jednofazowe zwarcie do ziemi oraz zależność prądu płynącego przez przyrząd od rodzaju zwarcia (również od tego, które fazy zostały zwarte). Właściwość tę charakteryzuje współczynnik schematowy k_s

Schemat układu do badania połączenia krzyżowego przedstawiony jest na rys.3.

Rys.3 Schemat układu do badania połączenia krzyżowego.

Wyniki pomiarów przedstawiono w tabeli 3.

Tab.3 Wyniki pomiarów badania układu krzyżowego

Współczynnik schematowy k_s oraz impedancję Z₀, która jest stosunkiem napięcia na zaciskach wtórnych przekładnika do prądu płynącego po stronie wtórnej obliczono ze wzorów:

k_s = A₇ /(A₆ = A₄)

Z₀^' = V₁ / A₇ dzielone przez A4 ma być

Z₀^'' = V₃ / A₇ dzielone przez A6 ma być

Jak widać współczynnik schematowy nie jest do końca zbliżony do teoretycznej wartości tego współczynnika wynoszącej:

• √3 , dla zwarcia trójfazowego

• 1 , dla zwarcia dwufazowego L1L2, L2L3

• 2 , dla zwarcia dwufazowego L1L3

Różnice pomiędzy Z₀₁ i Z₀₂ wynikać mogą z niedokładności przyrządów i strat w przewodach.

Wnioski:

Dotyczące sprawdzenia oznaczenia zacisków.

• Obie metody sprawdzania zacisków są dobre, w zależności czy mamy dostęp do źródła i miernika prądu stałego czy do przekładnika wzorcowego możemy zastosować 1 metodę albo drugą

Dotyczące sprawdzenia błędu prądowego.

• Przekładnik spełnia wymagania, ponieważ błąd jest poniżej 1% (wynosi 0,74 %)

Dotyczące sprawdzenia błędu całkowitego.

• Błąd całkowity rośnie wraz ze wzrostem impedancji Z_0.

• Dla obciążenia znamionowego jest on równy ok. 0,6 - 0,7 %

Dotyczące badania układu krzyżowego

• Z przeprowadzonych przez nas pomiarów i obliczeń wartość współczynnika schematowego k_s jest różna od wartości teoretycznej

---