Politechnika Lubelska | Laboratorium Sieci Elektroenergetycznych |
---|---|
w Lublinie | Ćwiczenie nr 14 |
Adam Szychulec | Semestr V |
Temat ćwiczenia: „Badanie zabezpieczeń silników wysokiego napięcia.” | Data wykonania26.01.12r. |
1.Cel ćwiczenia:
Celem ćwiczenia jest zbadanie zabezpieczeń silników wysokiego napięcia, zwarciowych i profilaktycznych. Funkcje zabezpieczające pełni: Mikroprocesorowe Urządzenie do Pomiarów, Automatyki, Sterowania i Zabezpieczeń MUPASZ 7.S1.
2.Obliczenie nastaw zabezpieczeń.
Dane silnika:
Typ SYJf-122f (zestaw2)
Moc znamionowa P=800 kW
Napięcie znamionowe Uns=6 kV
Współczynnik mocy cosφ=0,89
Sprawność η=95,0 %
Prąd rozruchowy Ir/Ins=5
Prąd znamionowy silnika Ins=91A
Prędkość znamionowa n=2982 obr/min
Dane sieci zasilającej:
Moc zwarciowa na szynach 6 kV Sz=4000 MVA
Długość linii kablowej 6 kV l=300 m
3x120 mm2 Al.
Reaktancja zastępcza Xz=1,125 Ω
Rezystancja zastępcza Rz=0,0114 Ω
Impedancja zastępcza Zz=1,125 Ω
Wartość prądu ziemnozwarciowego Iz=1A
Wartość początkowa składowej okresowej prądu zwarciowego przy zwarciu 3-faz na szynach stacji 6 kV:
$$I_{z}^{3f} = \frac{1,1\ Un}{\sqrt{3}*Z_{z}} = \frac{1,1*6*10^{3}}{\sqrt{3}*1,125} = 3,387\ kA$$
Prąd zwarcia 2 – fazowego
$$I_{z}^{2f} = \frac{\sqrt{3}}{2}*I_{z}^{3f} = \frac{\sqrt{3}}{2}*3,387 = 2,933\ kA$$
Wyznaczenie prądu znamionowego silnika:
$$I_{\text{ns}} = \frac{P}{\sqrt{3}*U_{N}*\eta*cos\varphi} = \frac{800*10^{3}}{\sqrt{3}*6*10^{3}*95\%*0,89} = 91,047A \approx 91A$$
Z szeregu prądowego dobieramy przekładnik prądowy o przekładni:
$$n_{i} = \frac{100}{5}A/A$$
Wyznaczenie prądu bazowego:
$$I_{b} = \frac{I_{\text{ns}}}{I_{p}}*I_{n} = \frac{91}{100}*I_{n} = 0,91I_{n}$$
Zabezpieczenie od zwarć międzyfazowych:
- prąd rozruchu zabezpieczenia:
Ir ≥ kb * ks * krs * Ib = 2 * 1 * 5, 5 * 0, 91 = 10, 01
Ir = 10, 5 In
t=50 – 60 ms
Zabezpieczenie od zwarć doziemnych:
-prąd rozruchu zabezpieczenia:
$$I_{r} = \frac{I_{z}}{k_{c}} = \frac{1}{2} = 0,5\ A$$
t = 0,2 s – 0,5 s
Nastawa:
$$I_{r}\left\lbrack I_{0n} \right\rbrack = \frac{I_{r}}{I_{0n}} = \frac{0,5}{10} = 0,05$$
Zabezpieczenie przeciążeniowe niezależne:
- prąd rozruchu zabezpieczenia:
Ir = 1, 1 Ib = 1, 1 * 0, 91 = 1, 001 In
t = 10s – 15s
Zabezpieczenie przeciążeniowe zależne:
- prąd rozruchu zabezpieczenia:
Ir = 1, 1 Ib = 1, 1 * 0, 91 = 1, 001 In
- stroma
- nastawa czasowa
T10 = 0, 1
- model cieplny
- temperatura nominalna:
Θn=100 °C
-temperatura otoczenia:
Θo=0 °C
-temperatura sygnalizacji:
Θs=95 °C
-temperatura wyłączania:
Θw=110 °C
-temperatura blokady:
Θbl=66 °C
-współczynniki członów cieplnych:
k1=0,5, (k2=1-k1)
-stałe czasowe nagrzewania:
T1 nag=10min,
T2 nag=10min.
-stałe czasowe stygnięcia:
T1 styg=10min,
T2 styg=10min
Komentarz: Obliczenia wykorzystywane podczas ćwiczenia są załączone razem ze sprawozdaniem.
3. Badanie zabezpieczeń od zwarć międzyfazowych oraz od zwarć doziemnych.
Rys.1 Układ pomiarowy do badania zabezpieczenia od zwarć międzyfazowych oraz doziemnych.
3.1 Zabezpieczenie od zwarć międzyfazowych I>.
Typ silnika | Ir | T |
---|---|---|
[A] | ms | |
SYJf-122f | 955,5 | 50 |
Tabela1.Nastawy dla zabezpieczenia
od zwarć między fazowych
Typ silnika | Ir | T |
---|---|---|
[A] | ms | |
SYJf-122f | 1262,8 | 50 |
Tabela 2. Wyniki pomiarów dla zabezpieczenia
od zwarć między fazowych
3.2 Zabezpieczenie od zwarć doziemnych I0> .
Typ silnika | Ir | T |
---|---|---|
[A] | ms | |
SYJf-122f | 0,5 | 35 |
Tabela 3. Nastawy dla zabezpieczenia
od zwarć doziemnych
Typ silnika | Ir | T |
---|---|---|
[A] | ms | |
SYJf-122f | 6,4 | 35 |
Tabela 4. Wyniki pomiarów dla zabezpieczenia
od zwarć doziemnych.
4. Badanie zabezpieczenia przeciążeniowego zależnego I>.
Rys. 2 Układ pomiarowy do badania zabezpieczenia przeciążeniowego.
T=0,1 |
---|
In |
- |
1,1 |
2 |
2,5 |
3,5 |
Tabela 5. Nastawy oraz wyniki pomiarów dla zabezpieczenia przeciążeniowego zależnego.
Obliczenia:
$$\frac{I}{\text{Ir}} = \frac{2\text{Ins}}{1,1\text{Ins}} = \frac{2\text{Ib}}{1,1Ib} = \frac{2*0,91In}{1,1*0,91In} = \frac{2*0,91*5}{1,1*0,91*5} = 1,8$$
-Dane odczytane z MUPASZ 7.S1
$$\frac{I}{\text{Ir}} = \frac{I}{1,1*\text{Ins}} = \frac{194,3}{100,1} = 1,941$$
Wykres 1. Charakterystyka prądowo-czasowa wyznaczona z pomiarów zabezpieczenia przeciążeniowego zależnego.
Wykres 2. Przykładowa charakterystyka prądowo-czasowa zabezpieczenia przeciążeniowego zależnego.
Wykres 3. Charakterystyka prądowo-czasowa zabezpieczenia przeciążeniowa zależnego wyznaczona z pomiarów w skali przykładowej charakterystyki.
Wnioski:
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………