POLITECHNIKA LUBELSKA WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI I INFORMATYKI KATEDRA SIECI ELEKTRYCZNYCH I ZABEZPIECZŃ
Laboratorium elektroenergetycznej automatyki zabezpieczeniowej
Imię i nazwisko
Ćwiczenie nr 4

1. Cel ćwiczenia:

Zapoznanie się ze zjawiskami występującymi w sieciach kablowych średniego napięcia podczas zwarć jednofazowych, sposobem rozpływu prądów zwarciowych w tych sieciach oraz zabezpieczeniami ziemnozwarciowymi.

1. Schemat stanowiska przedstawiający uproszczony schemat ideowy sieci SN:

2. Pomiary napięć fazowych oraz międzyfazowych na szynach modelu:

Napięcie
Fazowe
UA
V
96,6

1. Pomiary prądów fazowych linii wielotorowej:

Całkowity prąd ziemnozwarciowy sieci IZC=3,8 A
Normalna praca sieci
Zwarcie w punkcie 0

1. Pomiary prądów zerowych kabli linii wielotorowej:

Miejsce doziemienia 1K3	Kabel 1K1	Kabel 1K2	Kabel 1K3	Linia L3
	Ip1	Ip2	Ip3	Ip
	A	A	A	A
0	-41,3	-42,8	0,353 kA	0,28
1	-23,7	-27,1	0,319 kA	0,28
2	-12,1	-13,7	0,288 kA	0,28
3	0	0	266,3	0,28
4	12,6	12,6	242,4	0,28
5	24,3	23,9	217	0,28
6	35,6	38	195,3	0,28
7	48,5	50,3	168,5	0,28
8	61,9	63,4	141,5	0,28
9	73,9	76,9	115,6	0,28
10	88,7	90,3	87,4	0,28

• Obliczenie współczynnika udziału prądu własnego linii L₁:

$a = \frac{I_{L1}}{I_{Z}} = \frac{3,8\ A}{13\ A} = 0,29 \approx$0,3

• Określenie względnej odległości miejsca zwarcia od początku linii, przy którym prądy zerowe w kablach L_1k1 i L1_k2 są równe zero:

Odległość wynosi 0,3 odległości kabla, co wynika z tabeli pomiarów.

• Wykres zmian wartości i kierunków prądów zerowych płynących w L_1k3 i L1_k1 w zależności od miejsca zwarcia:

1. Badanie działania zabezpieczeń ziemnozwarciowych:

Rodzaj zabezpieczenia linii	Miejsce doziemienia linii L1k3
zabezpieczenie zerowo prądowe	L3
	L2
	L1
zabezpieczenie kierunkowe	L3
	L2
	L1

Oznaczenia w tabeli: z- zadziałanie zabezpieczenia

1. Wnioski:

Przeprowadzone ćwiczenie pozwoliło zapoznać się ze sposobami pomiarów oraz rozpływem prądów ziemnozwarciowych w liniach kablowych w sieciach średniego napięcia.

Pomiary otrzymane w ćwiczeniu pozwoliły na obliczenie współczynnika udziału prądu własnego linii w całkowitym prądzie ziemnozwarciowym. Obliczenia są poprawne, ponieważ w kablach nieuszkodzonych w obliczonej odległości względnej powinien wystąpić zanik przepływu prądów - co pokrywa się z pomiarami uzyskanymi w ćwiczeniu. Otrzymany wykres zmian kierunku i wartości prądów zerowych w zależności od miejsca zwarcia jest poprawny i przybliżony do charakterystyk teoretycznych.

Zabezpieczenia ziemnozwarciowe w linii uszkodzonej działały poprawnie w każdym punkcie zwarcia. Posiadały także pewną zwłokę czasową. Umieszczenie zabezpieczenia zerowo prądowego na dwóch sprawnych kablach powodowało zbędne działanie zabezpieczeń w przypadku zwarć na końcu odległości względnej kablach uszkodzonego(punkty 9,10). Zabezpieczenie kierunkowe biernomocowe nie poprawia zabezpieczeń biegnących równolegle przewodów, a nawet w niektórych przypadkach może je pogorszyć i powodować zbędne wyłączenia. Linie kablowe wielotorowe powinno zabezpieczać jedno wspólne zabezpieczenie od zwarć doziemnych, gdyż stosowanie każdego na osobnej linii nic nie zmienia w kwestii bezpieczeństwa linii, a jest dodatkowym wydatkiem materialnym. Zainstalowane na linii średniego napięcia L₃ zabezpieczenie zerowo prądowe działa prawidłowo i wykrywa zwarcie, jednak jest to niepotrzebne wyłączenie, dlatego ważne jest zastosowanie tutaj zabezpieczenia kierunkowego, które będzie prawidłowo podłączone i będzie wykrywało doziemienia tylko w obrębie linii L₃.