1.Celem pomiarów jest wykazanie, że:

• Podstawowym kierunkiem zwiększania efektywności rozdziału energii elektrycznej jest minimalizowanie ujemnych oddziaływań odbiorców na wspólną sieć zasilającą.

• Ujemne oddziaływanie odbiorców na jakość napięcia sieci dystrybucyjnych jest wynikiem generowania przez odbiory m.in. harmonicznych i zależy od poziomu mocy, zmienności obciążeń, konfiguracji sieci i sprzężeń elektromagnetycznych.

• Występujące przekroczenia dopuszczanych poziomów wprowadzanych zakłóceń do sieci dystrybucyjnej są względnie duże i mogą wpływać w sposób istotny na prawidłowe działanie urządzeń w określonym środowisku elektromagnetycznym.

Jakość zasilania dotyczy:

• Jakość dostarczonej energii elektrycznej (PQ, JEE)

• Niezawodności odwołującej się do ciągłości zasilania

• Szybkiego przywracania usług energetycznych po awarii systemowych (pracują niektóre części SE; black’out – całkowity zanik napięcia w SE; restytucja SE – odbudowa)

Zintegrowane struktury sterowania obiektami:

Sygnał wejściowy Sygnał wyjściowy

Analogowe ; zespoły cewki łączników

Dwustanowe, np. mikroprocesorowych zaczepy transf.

położenie łączników ; sterowników nastawy automatyki

cyfrowe telełącza; obiektowych sygnały analogowe

cyfrowe, np. pomiary i monitorowanie

z klawiatury; łącza transmisyjne danych i sterowania

Problemy z:

• Kompensacją mocy biernej

• Wymiarowaniem kabli, transformatorów

• Rozruch silników

• Zbędnym działaniem zabezpieczeń, np. przy prądach poniżej nastawionej wartości

• Zawieszeniem systemów komputerowych

• Zakłóceniami w pracy układów sterowania i transmisji

• Pracą sterowania pieców grzewczych, odpadaniem styczników, gaśnięciem palników, zatrzymywaniem taśm produkcyjnych

• Odbiorem programów telewizyjnych i satelitarnych

Przyczyny przerw w procesach technologicznych (Wielka Brytania):

• 54% przestoje nieplanowane, również mogły być wywołane harmonicznymi

• 29% zapady napięcia

• 9% harmoniczne

• 2% przebiegi przejściowe

Zmiany w urządzeniach elektronicznych powodują:

• Zmniejszenie:

- rozmiarów urządzenia

-kosztów eksploatacji

-odporności na zakłócenia

• Zwiększenie:

-czułości wejść pomiarowych

-dokładności pomiarów

-niezawodności

CZĘŚĆ owcy tez będzie dosłana, ponieważ nie dostałęm jeszcze od niego!

Odkształcenia i wachania napięcia

Przepięcia

Załamanie napięcia i szum (zakłócenia)

Odchylenia napięcia

Krótkotrwałe zmiany napięcia (poskoki, zapady)

Przerwy w zasilaniu (chwilowe,…,długotrwałe)

Podstawowe definicje:

• Kompatybilność elektromagnetyczna – zdolność urządzeń lub systemów do zadawalającego działania w określonym środowisku elektromagnetycznym, bez wprowadzenia niedopuszczalnych zaburzeń

• Poziomy kompatybilności elektromagnetycznej – określony, przewidywany maksymalny poziom zaburzenia elektromagnetycznego

• Wrażliwość elektromagnetyczna – niezdolność do działania bez obniżenia jakości w obecności zaburzenia

• Poziom odporności elektromagnetycznej –maksymalny poziom określonego zaburzenia elektromagnetycznego oddziałującego na urządzenia

• Wadliwe działanie – utrata zdolności sprzętu do spełnienia zamierzonych funkcji lub wykonywanie niezamierzonych funkcji przez ten sprzęt

• Współczynnik szczytu – stosunek wartości maksymalnej do wartość skutecznej badanego przebiegu

Jakiekolwiek odchylenie od reprezentuje przebieg odkształcony – Ta technika szacowania jest ograniczona ponieważ nie rozważa się częstotliwości harmonicznych

• Wspólny punkt połączenia z publiczna siecią zasilającą – punkt w sieci zasilającej, do którego rozpatrywany system lub odbiorca ma być podłączony i w którym ma być rozpatrywana kompatybilność elektromagnetyczna

• Subharmoniczne i interharmoniczne – składowe których częstotliwość jest mniejsza od składowej podstawowej lub nie są jej całkowitymi wielkościami.

• Współczynnik indywidualnej harmonicznej napięcia – stosunek wartości skutcznej harmonicznej napięcia rzędu k≥2 do wartości skutecznej harmonicznej podstawowej

• Całkowite odkształcenie napięcia – stosunek wartości skutecznej wyższych harmonicznych i interhrmonicznych badanego przebiegu napięcia do wartości skutecznej harmonicznej podstawowej

Przy małym udziale interharmonicznych, THD jest stosunkiem wartości skutecznej wyższych harmonicznych badanego przebiegu napięcia do wartości skutecznej harmonicznej podstawowej

gdzie

K -rząd harmonicznych

U_RMS,U_1,U₂-wartości skuteczne całego przebiegu harmonicznych podstawowych i rzędu k napięcia

• Asymetria napięć – stosunek składowych symetrycznych kolejności :przeciwnej do ??? napięcie. W normalnych warunkach w ciągu tygodnia 95% pomiarów (uśrednione wartości skuteczne kolejności zgodnej i przeciwnej, napięcie mierzone w czasie 10min, nie powinno przekraczać:

• Wahanie napięcia – seria zmian wartości skutecznej lub ??? przebiegu czasowego napięcia. Norma określa wartość graniczna P_Lt , w cyklu tygodniowym, które nie powinny być przekroczone. Wymagany wskaźnik długookresowy . migotanie P_Lt=1

P_Lt – Wskaźnik długookresowego migotania 2 godz.

P_st- Wskaźnik krótkookresowego migotania w ciagu 10min

[PN-EN 50160]

Wartość całkowitego wsołczynnika odkształcenia (do 40 harmonicznej) THD≤8%

Przekładniki prądowe

- w elektroenergetyce do celów pomiarowych i zabezpieczeniowych niezbędna jest znajomość wartości prądu w wielu miejscach układu. W obwodach roboczych wartość tego prądu jest na tyle duża, że niemożliwe jest wykonanie bezpośrednich pomiarów. Wykorzystuje się przekładniki prądowe, które transformują w stałym stosunku prąd pierwotny na prąd wtórny.

- prąd wtórny jest proporcjonalny do prądu pierwotnego, ale jego wartość jest na tyle mała, że można ją zmierzyć dostępnymi przyrządami pomiarowymi

- obwody pierwotny i wtórny są od siebie oddzielone galwanicznie co umożliwia bezpieczne i zdalne pomiary

- przekładnik prądowy indukcyjny jest jednofazowym transformatorem małej mocy pracującym w stanie zbliżonym do stanu zwarcia.

W zależności od przeznaczenia i miejsca zainstalowania rozróżnia się następujące grupy przekładników:

- przekładniki prądowe pomiarowe zasilające mierniki i liczniki

- przekładniki prądowe zabezpieczeniowe zasilające przekaźniki i wyzwalacze.

Przekładniki- przetwornik przeznaczony do zasilania przyrządów pomiarowych, mierników i przekaźników i innych podobnych aparatów.

Przekładnik prądowy- przekładnik, w którym prąd wtórny, w normalnych warunkach pracy, jest praktycznie proporcjonalny do prądu pierwotnego, a jego faza różni się od fazy prądu pierwotnego o kąt, który jest bliski zeru w przypadku odpowiedniego połączenia

Uzwojenie pierwotne- uzwojenie, przez które płynie prąd transformowany.

Uzwojenie wtórne- uzwojenie, które zasila obwody prądowe przyrządów pomiarowych, mierników, przekaźników lub podobnych aparatów.

Obwód wtórny- obwód zewnętrzny zasilany przez uzwojenie wtórne przekładnika.

Znamionowy prąd pierwotny- wartość prądu pierwotnego, do którego odniesiona jest praca przekładnika.

Klasa dokładności- oznaczenie związane z dopuszczalnymi błędami przekładnika prasowego w określonych warunkach pracy.

Obciążenie- impedancja obwodu wtórnego, wyrażona w omach, przy określonym współczynniku mocy. Obciążenie jest zwykle wyrażone jako moc pozorna w woltoamperach, pobierana przy określonym współczynniku mocy i przy znamionowym prądzie wtórnym.

Moc znamionowa- wartość mocy pozornej, którą przekładnik jest zdolny zasilać obwód wtórny przy znamionowym prądzie wtórnym i obciążeniu znamionowym.

Najwyższe dopuszczalne napięcie urządzenia- największa skuteczna wartość napięcia międzyprzewodowego, dla którego przekładnik jest przeznaczony ze względu na jego izolację.

Znamionowy poziom izolacji- kombinacja wartości napięć, które charakteryzują izolację przekładnika pod względem jego wytrzymałości dielektrycznej.

Przekładnik prądowy do pomiarów- przekładnik prądowy przeznaczony do zasilania przyrządów wskazujących, liczników i podobnych aparatów.

Znamionowy prąd pierwotny bezpieczny przyrządu (IPL)- wartość skuteczna minimalnego prądu pierwotnego , przy którym błąd całkowity przekładnika prądowego do pomiarów jest równy lub większy niż 10% przy obciążeniu znamionowym.

Współczynnik bezpieczeństwa przyrządu (FS)- stosunek znamionowego prądu pierwotnego bezpiecznego przyrządu do znamionowego prądu pierwotnego.

Wtórna graniczna siła elektromotoryczna- iloczyn współczynnika bezpieczeństwa przyrządu FS, znamionowego i impedancji uzwojenia wtórnego.

Przekładnik prądowy do zabezpieczeń- przekładnik prądowy przeznaczony do zasilania przekaźników zabezpieczających.

Znormalizowanymi wartościami znamionowych prądów pierwotnych są:

10-12,5-15-20-25-30-40-50-60-75 A_AC i ich dziesiętne wielokrotności i części.

Znormalizowanymi wartościami znamionowych prądów wtórnych są:

1A, 2A, 5A ale wartością zalecaną jest 5A. Obecnie często stosowaną wartością jest 1A.

Znormalizowanymi wartościami mocy znamionowych do 30 VA są:

2,5-5-10-15 i 30 VA. Dopuszczalne obciążenie strony wtórnej przekładnika musi być większe od mocy pobieranej z uzwojenia wtórnego. W przeciwnym wypadku nie będzie zachowana jego klasa dokładności.

Znormalizowanymi klasami dokładności przekładników prądowych do pomiarów są:

0,1-0,2-0,5-1-3-5. W przekładnikach prądowych do pomiarów klasa dokładności jest oznaczona przez największy dopuszczalny procentowy błąd prądowy przy prądzie znamionowym, przypisanym tej klasie dokładności.

Przekładniki do pomiarów dla specjalnych zastosowań:

0,2 S, 0,5 S

Przekładniki do zabezpieczeń:

5 P, 10 P.

Układy przekładników prądowych

W układach pomiarowych i zabezpieczeniowych sieci 3-fazowych rzadko się zdarza, aby przekładniki prądowe występowały pojedynczo, zwykle występują razem dwa lub trzy przekładniki połączone w pewien układ. Łączenie w układ nie ma na celu zmniejszenie liczby przewodów łączących przekładniki z odbiornikami lub pomiar dwóch lub trzech prądów wtórnych przekładników jednym amperomierzem.

Do najczęściej stosowanych układów przekładników prądowych należą układy:

- gwiazdowy 3 przekładników

- niepełnej gwiazdy

- Holmgreena

- trójkątny

- krzyżowy

- różnicowy

Układ gwiazdowy trzech przekładników:

- stosowany jest do zasilania przekaźników nadprądowych, odległościowych i kierunkowych, w układach zabezpieczeń elektroenergetycznych.

• Układ niepełnej gwiazdy – jest to układ V stosowany głownie w układach pomiarowych

Umożliwia włączenie do ukł. 3-fazowego dwusystemowego watomierze lub licznika. Amperomierze właczone do obwodów przekładników wskazują prądy w przewodach L1 i L3.

• Układ krzyżowy przekaźników prądowych

Prąd płynący przez odbiornik można wyrazić równaniem:

Układ ten stosowany jest w układach zabezpieczeń do zwarć 2-fazowych i 3-fazowych oraz zabezpieczeń linii dwutorowych.

• Przekładniki napięciowe:

A, B, C, N – uzwojenie pierwotne

a, b, c, n – uzwojenie wtórne

A, B, C –zaciski z pełną izolacja do ziemi

N – przeznaczony do uziemienia, którego izolacja jest mniejsza od pozostałych zacisków

da, dn – zaciski uzwojenia ???

Przekładnik napięcia z oznaczonymi zaciskami:

Przekładniki jednofazowych z pełna izolacja zacisków pierwotnych i z jednym uzwojeniem wtórnym

Przekładniki jednofazowych z jednym zaciskiem pierwotnym o obniżonej izolacji i z jednym uzwojeniem wtórnym

• Elektroenergetyczna automatyka zabezpieczeń (EAZ):

Obejmuje procesy samoczynnego zapobiegania oraz samoczynnej likwidacji zakłoceń w systemie elektroenergetycznym lub poszczególnych jego elementów. Dzielimy na 3 części:

• EAZ – eliminacyjna, eliminuje z pracy element dotknięty zakłóceniem lub w pewnych sytuacjach go wskazuje

• EAZ- restytucyjną, doprowadza układ do normalnej pracy po eliminacji zakłócenia

• EAZ – prewencyjna, obejmuje procesy samoczynnego zapobiegania zakłóceń i ich rozwojowi.

• SCO – samoczynne ??? odłączanie

• Ery rozwoju EAZ:

1. Wlatach 20- era elektromechaniczna do 1970r

2. Era statyczna –analogowa – od 1970-90/95 (tranzystor, rezystor, obwody scalone analogowe)

3. Era statyczna-cyfrowa – od 1995 – do …

• Wymagania stawiane urządzenią EAZ:

1. Czułość, zdolność urządzenia do reagowania na jak najszybsze objawy wystąpienia zakłóceń

2. Szybkość – zwiększa bezpieczeństwo personelu i zmniejsza szkody techniczne, ekonomiczne

3. Wybiorczość i selektywność – zdolność do eliminowania tylko uszkodzonego elementu

4. Niezawodność

5. Ekonomiczność

6. Łatwość obsługi

• Ogólna struktura układu EAZ:

- Rejestr zdarzeń – obejmuje zapis znakowy czasu, miejsca i rodzaj zakłócenia

-Rejestr zakłóceń – zapisuje przebiegi chwilowe napięć i prądów prze, w czasie i po zakłóceniu

-Napięcie pomocnicze – w stacjach elektroenergetycznych, ma wartość najczęściej 220V(110V) i pochodzi z baterii akumulatorów kwasowych. Napięcie jest to używane do :

* zasilania urządzeń EAZ

* zasilanie sygnalizacji i rejestratorów

* sterowanie łącznikami

* zbrojenie napędu wyłacznika

Przekładnik prądowy – układ pełnej gwiazdy

Obecnie układ pełnej gwiazdy EAZ jest najbardziej rozpowszechniony. Układ pełnej gwiazdy, tzw. Układ krzyżowy są stosowane tylko w starszych rozwiązaniach. Stosowanie układu pełnej gwiazdy zostało wymuszone nie względami EAZ ale wymaganiami dyspozycji.

Układ Holmgreen’a :

do filtracji składowej zerowej w sieci ze skutecznie uziemionym punktem neutralnym ( nap. 110 kV i wyższe) stosuje się układ pełnej gwiazdy. W sieciach z nieskutecznie uziemionym punktem neutralnym (1-30 kV) stosuje się układ Holmgreen’a lub przekładnik Ferrantiego

Przekładniki prądowe :

• Dla pomiarów -> dokładniejszy w zakresie prądu znamionowego i 20 % więcej

• Zabezpieczeniowy -> musi być dokładny do

Przekładnik prądowy zabezpieczeniowy w stosunku do pomiarowego działa w znacznie szerszym zakresie prądu

W sieciach z nieskutecznie uziemionym punktem neutralnym do określenia składowej zerowej prądu stosuje się wydzielone układy ze względu na wyższą dokładność i małe wartości mierzonego prądu.

Przekładnik Ferrantiego

Przekaźnik – przyrząd lub fragment urządzenia Automatyki Elektroenergetycznej przeznaczony do wykonywania skokowych zmian na wyjściu pod wpływem przyłożenia lub odpowiedniej zmiany wielkości fizycznej oddziaływującej na wejściu.

Zespół przekaźnikowy – urządzenia elektryczne zbudowane z przekaźników energoelektrycznych tworzących konstrukcyjną i funkcjonalną całość, przeznaczony do stosowania EAZ lub przesyłowej

Zespół EAZ – urządzenia elektryczne, elektroniczne tworzące konstrukcyjną i funkcjonalną całość realizujące kompleksowo zadania automatyki obiektu elektroenergetycznego np linii napowietrznej SN

Terminal polowy – jest to urządzenie mikroprocesorowe, którego podstawowe zadania są funkcje EAZ i jest wyposażony w przynajmniej jedno złącze cyfrowe z systemem nadrzędnym, a dodatkowo realizujące rejestrację zdarzeń i zakłóceń, pomiary, sterowanie wyłącznikami , komunikację.

Sterownik polowy – jest to terminal polowy, który posiada na panelu czołowym przyciski do sterowania łącznikami.

Współczynnik powrotu – stosunek wartości zakończenia powrotu do wartości rozruchowej.

Wartość zakończenia powrotu – wartość wielkości zasilającej lub wielkości pomiarowej, przy której przy określonych kierunkach następuje zakończenie powrotu przekaźnika, osiągnięcie stanu spoczynku lub stanu początkowego

Wartość rozruchowa – wartość wielkości zasilających wejściowych lub pomiarowych przy których następuje w określonych warunkach początek rozruchu przekaźnika.

Uchyb bezwzględny – algebraiczna różnica między wartością zadziałania wielkości pomiarowej lub czasu zadziałania a wartością nastawianą.

Uchyb względny – odnosi się do wartości nastawienia

Styki:

Schemat ideowy

Używa się do tłumaczenia idei (zasady) zabezpieczenia do celów dydaktycznych ,szkoleniowych, poglądowych.

Tory pomiarowe i tory logiczne są na tym samym rysunku i przeplatają się .Schematy rozwinięte stosuje się do celów projektowych.

Zadaniem styku pomocniczego w wyłączniku jest przerywanie obwody tzw. cewki wyłącznika ,która ma bardzo dużą indukcyjność ( ma prąd stały)

Schemat rozwinięty

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

Charakterystyka przekaźnika pomocniczego

Rodzaje przekaźników pomocniczych

1.Przekaźnik pośredniczący , którego zadaniem jest:

-wzmacnianie sygnału wejściowego

-zwielokrotnienie sygnału

-galwaniczne odseparowanie wejść obwodów

-zmiana rodzaju sygnału

2.Zwłoczne (czasowe) ich zadanie

-opóźnienie sygnału wyjściowego względem wejściowego

3.Sygnalizacyjne

Przekaźniki pomiarowe –przekaźnik elektryczny w którym zadziałanie następuje z określoną dokładnością . Gdy wartość wielkości pomiarowej osiągnie wartość rozruchową tej wielkośc.

Charakterystyka dla przekaźnika pomiarowego

Uchyb

Przekaźniki niedomiarowe.

Przeciętne wyniki współczynnika powrotu przekaźnika

nadmiarowe

1. Nadmiarowe elektromechaniczne – od 0,8 do 0,95;

2. Statyczne analogowe – 0,99;

3. Statyczne cyfrowe – 0,95 do 0,985;

Niedomiarowe

1. Elektromechaniczne od 1,95 do 1,3;

2. Statyczne analogowe 1,01;

3. Statyczne cyfrowe od 1,015 do 1,05;

Przekaźniki cyfrowe mają czasem współczynnik powrotu nastawiany w tych granicach z czego wynika że przekaźniki cyfrowe mają gorsze wyniki współczynników.

Charakterystyka niezależna

Lub

Charakterystyka częściowo-zależna

Charakterystyka zależna

Przekaźnik o charakterystyce zależnej nie ma wyraźnej nastawy czasowej.

Stosuje się charakterystyki zależne wyrażone wzorem:

$$t = \frac{k + c}{\left( \frac{G}{G_{S}} \right)^{\alpha} - 1}$$

Gdzie:

c, k – stałe

alfa – współczynnik funkcji

G – nie widać na kserach

G_s - nie widać na kserach

Charakterystyka łamana: dla przekaźnika nadprądowego

Podstawowym elementem zabezpieczenia odległościowego jest przekaźnik impedancyjny. Jego zadziałanie następuje wówczas jeśli wektor mierzonej impedancji znajdzie się wewnątrz założonej charakterystyki. Mierzona impedancja jest abstrakcyjną wielkością (nie fizyczną) wynikającą z doprowadzanego na zaciski napięcia i prądu.

Przekaźnik pomiarowy albo algorytm należy konstruować w ten sposób aby zmieniona impedancja była proporcjonalna do odległości miejsca zwarcia.

Charakterystykę należy skonstruować tak aby działała tylko w stanie zwarcia a nie w normalnym trybie pracy.

Podczas większości zwarć do impedancji linii dodaje się rezystancję łuku albo rezystancję przejścia. Może ona doprowadzić do „wyprowadzenia” mniejszej impedancji poza charakterystykę linii.

Wyróżnia się trzy typy charakterystyki:

1. charakterystyka poligonowa

- impedancja nastawna

- rezystancja nastawna

W ekstremalnych sytuacjach ze względu na uchyb przekaźnika charakterystyka ta może znaleźć się w lub ćwiartce.

1. charakterystyka poligonowa z podcięciem

1. charakterystyka trójstrefowa

Nastawy czasowe dla poszczególnych stref

Zabezpieczenia odległościowe stosuje się w liniach o napięciu 110 kV i wyższych, o długości powyżej 2 (). Nie nadają się dla linii bardzo krótkich. Stosuje się je również w dużych transformatorach oraz generatorach synchronicznych.

Zabezpieczenia te działają podczas zwarć międzyfazowych oraz jednofazowych (doziemnych).

PRZEKŹNIK KĄTOWY

definicja – przekaźnik w którym rozruch jest zależny od wartości kąta międzyfazowego pomiędzy dwoma wielkościami sinusoidalnie przemiennymi

Prąd rozruchowy I_r:

przy czym:

I_r0 – wartość nastawcza prądu największej czułości

φ – kąt pomiędzy sygnałami doprowadzanymi, głównie U i I

α_ch – kąt charakterystyczny, najczęściej 0 lub

dla α_ch = 0 charakterystyka:

Charakterystyka jest typu czynno – mocowego ponieważ największa czułość występuje gdy doprowadzany prąd i napięcie są w fazie.

ZABEZPIECZENIA SILNIKÓW ASYNCHRONICZNYCH

Ogólnie: nie regulują tego obecnie przepisy lub normy, kiedyś obowiązywały POUE – przepisy obudowy urządzeń elektrycznych. Pewne zasady zabezpieczeń sieci przesyłowych i rozdzielczych można znaleźć w tzw. rozporządzeniu systemowym Ministerstwa Gospodarki, oraz w instrukcjach ruchu i eksploatacji sieci rozdzielczej poszczególnych zakładów dystrybucyjnych, np. Enea, PBG.

Silniki asynchroniczne zabezpiecza się od skutków:

• wewnętrznych zwarć międzyfazowych, stosuje się:

  • zabezpieczenia zwłoczne do 0,7 sek

  • różnicowo wzdłużne – jest nieczułe na rozruchy

• przeciążeń (przeciążenie silnika może być zależne od: wzrostu momentu obciążenia, wzrostu napięcia uszkodzenia mechanicznego silnika, nieprawidłowego rozruchu):

  • zabezpieczenia cieplne, które modelują stan nagrzewania i stygnięcia silnika (cyfrowy model cieplny)

  • czujniki temperaturowe umieszczone w uzwojeniach

  • zabezpieczenia o charakterystykach zależnych

• zwarć doziemnych – najczęściej stosuje się kryterium I> czyli zabezpieczenie nadmiarowo zerowo prądowe (reagujące na wzrost składowej zerowej prądu)

  • w silnikach niskiego napięcia to te same zabezpieczenia co przy zwarciach międzyfazowych i wyłączniki różnicowe

  • w silnikach powyżej napięcia 1kV zabezpieczenia zerowoprądowe zasilane z przekładników feronitiego

• od skutków obniżenia i zaniku napięcia wykonywane jako podnapięciowe

Trzy sposoby pracy punktu neutralnego

• Kompensowana

• Izolowana

• Z rezystorem

Mówimy o średnich napięciach (15, 20, 6 [kV] )

Obliczenia ziemnozwarciowe

Uziemienie skuteczne 110kV; 220kV; 400kV.

Nieskuteczne 6kV; 10kV; 15kV.

Warunek przepięciowy U_f = Up

Składowa zerowa napięcia

Musimy odróżnić przypadek asymetrii od zwarcia. Gdy nie ma zwarcia, asymetria może prowadzić do wystąpienie składowej zerowej napięcia. Jest one podstawowym parametrem izolacji, jak jest równe 0 to izolacja jest b. dobra.

Prądy które pojawiają się w czasie zwarcia; z – zwarcie d – doziemienie

I_oz= - I_wl (własnej) składowa zerowa …..(nie mogę doczytać)

I_od = I_k - I_wl

Analiza i zależności punktu izolowanego.

I₀> Zabezpieczenie udarowo-prądowe na przyrost składowej zerowej.

I_0n> k_b (współczynnik bezpieczeństwa) * I_wł

Jeżeli chcemy by zabezpieczenie zadziałało to:

I_0n < I_z-I_wł

Różnica geometryczna jest różnicą algebraiczną.

Warunek:

k_b * I_wl < I_z − I_wl

$$I_{wl} < \frac{I_{z}}{k_{b} + 1} = \frac{I_{\text{ps}}}{k_{b} + 1}$$

Sprawdzamy warunek:

$I_{z} = \sum_{i = 1}^{n}I_{wl} \rightarrow dla\ R_{F} = 0$

lub

$$I_{z} = \beta_{z}\sum_{i = 1}^{n}I_{wl} \rightarrow dla\ R_{F} \neq 0$$

$\frac{I_{wl}}{I_{\text{ps}}} < \frac{1}{k_{b} + 1}$

k_b z reguły wynosi 1,5 i nie może być mniejsze niż 1.

k_b=1

$\frac{I_{wl}}{I_{\text{ps}}} = A_{i}$ < 0,5

Większość zabezpieczeń nadprądowych przez β_ź nie będzie miało możliwości poprawnej pracy.

Zabezpieczenia kierunkowe, zabezpieczenia klasyczne, tradycyjne.

Kryterium kierunkowe (ocenia się wartość konta):

α=90⁰

Kąt maksymalnej czułości, wtedy każdy prąd czynny będzie w fazie z składową zerową czyli:

φ_max = 0

W uziemionych przez rezystor można również stosować I₀> oraz zabezpieczenie kierunkowe.

Dobieramy tak prąd rezystancyjny aby:

I_R > I_PS

Admitancyjne zabezpieczenie ziemnozwarciowe w sieciach SN.

$$Y_{0} = \frac{I_{0}}{U_{0}}$$

Y₀ = G₀ + jB₀ w zabezpieczeniu można wyznaczać te 3 wartości.

Zależność U₀ od rezystancji w miejscu zwarcia:

,

Cos-pojemność własna

Y_0i-admitancja linii zdrowej

Jeżeli chcemy aby zabezpieczenie działało poprawnie to w ten czas wykorzystujemy tą zależność.

Zależność linii doziemnej:

Aby dobrać wartość induktancji, susceptancji, admitancji warto uzyskać wartość:

Zabezpieczenia konduktancyjne

Najbardziej popularny!

Tylko to kryterium nie musi mieć nastawnika! Są to wartości fabryczne.

W tym zabezpieczeniu obszar działania występuje w przypadku konduktancji dodatkowej oraz ujemnej.

Brak będzie dosłane!

Zasilanie:

Sn / Nn
110 / Sn - Moce transformatorów mają moc od

Transformatory stacji przesyłowych. Moc (zdolność) 500MVA jest naro zabezpieczeniem które mają chronić trafo przed zwarciem szczytowym. Stany zwarciowe szybko lokalizować a trafo od razu wyłączyć.

Transformatory powyżej >5 MVA

Trafo typowy pracujący na GPZcie.
Zabezpieczenie staramy się dobrać i zastosować zwłoczne I> i bezzwłoczne I>>

Zabezpieczenie zwłoczne I> z określonym czasem zadziałania. Chroni trafo przed skutkami zwarć w głębi sieci. Wartość nastawcza z parametrów znamionowych. Okrez działania zabezpieczenia nadprądowego musi być większy od t_I> > t_p2 > t_p1. In> f (I_zn, I_obcmax)

Zakładając, że trafo w wyniku eksploatacji straciły i ich stan nie powinien być mniejszy od 0,9-0,8 od stanu przeciążeń XXXXX I tak trafo chronimy od skutków zwarć zewnętrznych.

Zabezpieczenie bezzwłoczne I>> - czas własny t_wł wartość nastawiona jest funkcją prądu zwarciowego I>> - t_wł , In – f(Izw) [Izw – prąd zwarcia na stronie niskiego napięcia]

Zabezpieczenie różnicowe polega na tym, że balansujemy prądy w tym przypadku przy trafo:

Jeżeli pomierzymy prądy biegu jałowego trafo to można założyć że są równe 0. Dla trafo trzeba uwzględnić przekładnie po jednej i drugiej stronie oraz przesunięcie fazowe.

Trzeba eliminować przesunięcia. Zabezpieczenie różnicowe najczęściej pracuje z tzw przystawką stabilizującą.

Zwarcia:

Stabilną pracą tego zabezpieczenia lepiej rozróżniamy stan pracy normalnej i zwarcia wewnętrznego.

Przy załączeniu trafo grozi nam zawsze wystąpienie udaru prądowego.

100Hz

Naszym obiektem zabez. jest generator

Uzwojenie generatora wprowadzone jest obustronnie wiec można mierzyć prąd na początku jak i na końcu. Plusem jest również, że można wykorzystać zabezpieczenie różnicowe.

W energetyce zawodowej mamy do czynienia z generatorem synchronicznym

Pojawia się coraz więcej jednostek wytwórczych, które należy do generacji rozproszonej (np.ele. wiatrowe) bazują na gen asynchronicznych włączając go do sieci.

Układ typowego generatora

Ważna jest synchronizacja

Generator małej mocy nie ma trafo blokowego zab różnicowe działa na zaworze wewnątrz ale też pomiędzy

Zab od przeciążeń (zwarciowych) chodzi o to aby chronić generator

Zab od asymetrii prądowej, Każdy generator źle pracuje gdy obciążenia są niesymetryczne, składowe przeciwne wirnika widzi jako coś co porusza się z podwójną prędkością

Zab od przemagnesowania podobne do zabezpieczeń impedancyjnych

Układy, które kontrolują stan wzbudzenia

Schemat układu do regulacji wzbudzenia

Może wystąpić 2-gie zwarcie, które powoduje, że jest nieregularna praca są to rzeczy bardzo niekorzystne dla generatora zniekształcony strumień. Generator pracuje niestabilnie. Trzeba wyłączyć system i skontrolować stan.

→ wprowadzenie napięcia dodawczego

Trzeba wprowadzić zab które wykryje te prądy

Na wirniku są 3 pierścienie

Formy zab ziemnozwarciowych

Warunek nastawy zab musi być większy

W chwili gdy jest trafo blokowy jest izolacja galwaniczna