INSTYTUT ELEKTROENERGETYKI zakład układów i sieci elektroenergetycznych
Pomiary i Automatyka w Elektroenergetyce
Temat:	Badanie charakterystyki zabezpieczenia nadprądowego aparatem Freja.
Nr ćwiczenia:	31
Nr stanowiska:	01
Grupa:	B
Wykonał:
Ocena:

1. Cel ćwiczenia:

Przeprowadzone ćwiczenie miało na celu zapoznanie się z charakterystykami czasowymi zabezpieczenia nadprądowego zwłocznego na przykładzie cyfrowego terminala polowego typu MiCom P115 firmy AREVA.

1. Przebieg ćwiczenia:

Badanie wykonano instrumentem current urządzenia FREJA 300, które generowało kolejne wartości prądu, a następnie dokonywało pomiaru czasu zwłoki terminala MiCom.

1. Charakterystyka niezależna DMT:

   1. Zestawienie wyników pomiarów i obliczeń:

Lp.	I	tpom	t	Δt	δt	Ocena
-	[A]	[s]	[s]	[s]	[%]	-
1.	0,9	-	-	-	-	Brak
2.	1,2	1,038	1	-0,038	-3,8	+
3.	1,5	1,037	1	-0,037	-3,7	+
4.	1,8	1,028	1	-0,028	-2,8	+
5.	2,1	1,027	1	-0,027	-2,7	+
6.	2,4	1,027	1	-0,027	-2,7	+
7.	2,7	1,026	1	-0,026	-2,6	+
8.	3	1,027	1	-0,027	-2,7	+
9.	3,3	1,027	1	-0,027	-2,7	+
10.	3,6	1,027	1	-0,027	-2,7	+
11.	3,9	1,027	1	-0,027	-2,7	+
12.	4,2	1,027	1	-0,027	-2,7	+
13.	4,5	1,027	1	-0,027	-2,7	+
14.	4,8	1,027	1	-0,027	-2,7	+
15.	5,1	1,026	1	-0,026	-2,6	+
16.	5,4	1,026	1	-0,026	-2,6	+
17.	5,7	1,027	1	-0,027	-2,7	+
18.	6	1,026	1	-0,026	-2,6	+
19.	6,3	1,026	1	-0,026	-2,6	+
20.	6,6	1,027	1	-0,027	-2,7	+
21.	6,9	1,026	1	-0,026	-2,6	+
22.	7,2	1,027	1	-0,027	-2,7	+
23.	7,5	0,396	0,3	-0,096	-32	-
24.	7,8	0,375	0,3	-0,075	-25	-
25.	8,1	0,356	0,3	-0,056	-18,667	-
26.	8,4	0,355	0,3	-0,055	-18,333	-
27.	8,7	0,356	0,3	-0,056	-18,667	-
28.	9	0,346	0,3	-0,046	-15,333	-
29.	9,3	0,345	0,3	-0,045	-15	-
30.	9,6	0,326	0,3	-0,026	-8,667	-
31.	9,9	0,336	0,3	-0,036	-12	-

Przykładowe obliczenia dla pkt 2:

t_pom = 1, 038 s

t_nast = 1 s

t = t_nast − t_pom = 1, 038 − 1 = 0, 038 s

$$\delta t = \frac{t}{t_{\text{nast}}} \bullet 100\% = - \frac{0,038}{1} \bullet 100\% = - 3,8\ \%$$

|δt| < 5 %

1. Wyznaczona charakterystyka DMT:

1. Charakterystyka zależna IEC SI:

   1. Zestawienie wyników pomiarów i obliczeń:

Lp.	I	tpom	t	Δt	δt	Ocena
-	[A]	[s]	[s]	[s]	[%]	-
1.	0,9	-	-	-	-	Brak
2.	1,2	-	-	-	-	Brak
3.	1,5	16,958	17,194	0,236	1,374	+
4.	1,8	11,747	11,839	0,092	0,779	+
5.	2,1	9,328	9,365	0,037	0,394	+
6.	2,4	7,908	7,926	0,018	0,226	+
7.	2,7	6,977	6,978	0,001	0,011	+
8.	3	6,298	6,302	0,004	0,062	+
9.	3,3	5,807	5,793	-0,014	-0,236	+
10.	3,6	5,399	5,395	-0,004	-0,073	+
11.	3,9	5,079	5,074	-0,005	-0,105	+
12.	4,2	4,827	4,808	-0,019	-0,393	+
13.	4,5	4,607	4,584	-0,023	-0,494	+
14.	4,8	4,417	4,393	-0,024	-0,549	+
15.	5,1	4,247	4,227	-0,020	-0,476	+
16.	5,4	4,107	4,081	-0,026	-0,631	+
17.	5,7	3,976	3,952	-0,024	-0,599	+
18.	6	3,867	3,837	-0,030	-0,777	+
19.	6,3	3,756	3,734	-0,022	-0,599	+
20.	6,6	3,659	3,640	-0,019	-0,525	+
21.	6,9	3,586	3,555	-0,031	-0,885	+
22.	7,2	3,499	3,476	-0,023	-0,650	+
23.	7,5	0,396	0,300	-0,096	-32,000	-
24.	7,8	0,376	0,300	-0,076	-25,333	-
25.	8,1	0,356	0,300	-0,056	-18,667	-
26.	8,4	0,356	0,300	-0,056	-18,667	-
27.	8,7	0,356	0,300	-0,056	-18,667	-
28.	9	0,326	0,300	-0,026	-8,667	-
29.	9,3	0,326	0,300	-0,026	-8,667	-
30.	9,6	0,327	0,300	-0,027	-9,000	-
31.	9,9	0,326	0,300	-0,026	-8,667	-

Przykładowe obliczenia dla pkt 10:

$$t = t_{\text{nast}} \cdot \left( \frac{\beta}{\left( \frac{I}{I_{\text{nast}}} \right)^{\alpha} - 1} + L \right)$$

α = 0, 02

β = 0, 14

L = 0

t_nast = 1 s

I_nast = 0, 2 • I_n = 1 A

$$t = 1 \cdot \left( \frac{0,14}{\left( \frac{3,6}{1} \right)^{0,02} - 1} + 0 \right) = 5,395\ s$$

t_pom = 5, 399 s

t = t − t_pom = 5, 395 − 5, 399 = −0, 004 s

$$\delta t = \frac{t}{t} \bullet 100\% = - \frac{0,004}{5,395} \bullet 100\% = - 0,073\ \%$$

|δt| < 5 %

Przykładowe obliczenia dla pkt 31:

t_pom = 0, 326 s

t_nast = 0, 3 s

t = t_nast − t_pom = 0, 3 − 0, 326 = −0, 026 s

$$\delta t = \frac{t}{t_{\text{nast}}} \bullet 100\% = - \frac{0,026}{0,3} \bullet 100\% = - 8,667\ \%$$

|δt| > 5 %

1. Wyznaczona charakterystyka IEC SI:

1. Charakterystyka bardzo silnie zależna IEC EI:

   1. Zestawienie wyników pomiarów i obliczeń:

Lp.	I	tpom	t	Δt	δt	Ocena
-	[A]	[s]	[s]	[s]	[%]	-
1.	0,9	-	-	-	-	Brak
2.	1,2	-	-	-	-	Brak
3.	1,5	-	-	-	-	Brak
4.	1,8	-	-	-	-	Brak
5.	2,1	23,187	23,460	0,273	1,165	+
6.	2,4	16,628	16,807	0,179	1,063	+
7.	2,7	12,587	12,719	0,132	1,035	+
8.	3	9,927	10,000	0,073	0,730	+
9.	3,3	8,037	8,089	0,052	0,643	+
10.	3,6	6,637	6,689	0,052	0,777	+
11.	3,9	5,588	5,630	0,042	0,743	+
12.	4,2	4,797	4,808	0,011	0,222	+
13.	4,5	4,158	4,156	-0,002	-0,052	+
14.	4,8	3,637	3,630	-0,007	-0,199	+
15.	5,1	3,197	3,199	0,002	0,054	+
16.	5,4	2,857	2,841	-0,016	-0,566	+
17.	5,7	2,537	2,540	0,003	0,137	+
18.	6	2,287	2,286	-0,001	-0,056	+
19.	6,3	2,077	2,068	-0,009	-0,449	+
20.	6,6	1,888	1,880	-0,008	-0,442	+
21.	6,9	1,727	1,716	-0,011	-0,619	+
22.	7,2	1,588	1,574	-0,014	-0,917	+
23.	7,5	0,396	0,300	-0,096	-32,000	-
24.	7,8	0,376	0,300	-0,076	-25,333	-
25.	8,1	0,356	0,300	-0,056	-18,667	-
26.	8,4	0,357	0,300	-0,057	-19,000	-
27.	8,7	0,356	0,300	-0,056	-18,667	-
28.	9	0,326	0,300	-0,026	-8,667	-
29.	9,3	0,327	0,300	-0,027	-9,000	-
30.	9,6	0,326	0,300	-0,026	-8,667	-
31.	9,9	0,326	0,300	-0,026	-8,667	-

Przykładowe obliczenia dla pkt 5:

$$t = t_{\text{nast}} \cdot \left( \frac{\beta}{\left( \frac{I}{I_{\text{nast}}} \right)^{\alpha} - 1} + L \right)$$

α = 2

β = 80

L = 0

t_nast = 1 s

$$t = 1 \cdot \left( \frac{80}{\left( \frac{2,1}{1} \right)^{2} - 1} + 0 \right) = 23,460\ s$$

t_pom = 23, 187 s

t = t − t_pom = 23, 460 − 23, 187 = 0, 273 s

$$\delta t = \frac{t}{t} \bullet 100\% = \frac{0,273}{23,460} \bullet 100\% = 1,165\ \% < 5\ \%$$

Przykładowe obliczenia dla pkt 31:

t_pom = 0, 326 s

t_nast = 0, 3 s

t = t_nast − t_pom = 0, 3 − 0, 326 = −0, 026 s

$$\delta t = \frac{t}{t_{\text{nast}}} \bullet 100\% = - \frac{0,026}{0,3} \bullet 100\% = - 8,667\ \%$$

|δt| > 5 %

1. Wyznaczona charakterystyka IEC EI:

1. Wnioski i uwagi końcowe:

• W przeprowadzonym ćwiczeniu zbadano odpowiedzi czasowe zabezpieczenia nadprądowego zwłocznego MiCom P115 na wymuszenia prądowe aparatem FREJA 300, ze względu na typ realizowanej charakterystyki.

• Wyznaczono kolejno następujące charakterystyki: niezależną DMT, zależną IEC SI,
  a także bardzo silnie zależną IEC EI.

• Z wykonanych pomiarów oraz obliczeń wynika, iż w przypadku charakterystyki DMT zabezpieczenie zadziałało od wartości prądu 1,2 A. W przypadku członu zwłocznego I_> wszystkie wartości zmierzone mieszczą się w granicy błędu ±5% wartości nastawionej – błędy zawierają się w przedziale 2,6 ÷ 3,6%. Jeśli chodzi o człon bezzwłoczny I_>> żadna ze zmierzonych wartości nie spełnia warunku granicy błędu ±5% wartości nastawionej – błędy zawierają się w przedziale 8,667 ÷ 32%.

• W przypadku realizacji charakterystyki zależnej IEC SI zabezpieczenie zadziałało od wartości prądu 1,5 A. Z obliczeń wynika, iż dla członu zwłocznego I_> wszystkie wartości zmierzone mieszczą się w granicy błędu ±5% wartości nastawionej – błędy zawierają się w przedziale 0,011 ÷ 1,374%. Jeśli chodzi o człon bezzwłoczny I_>> żadna ze zmierzonych wartości nie spełnia warunku granicy błędu ±5% wartości nastawionej – błędy zawierają się w przedziale 8,667 ÷ 32%.

• Realizując charakterystykę bardzo silnie zależną IEC EI zabezpieczenie zadziałało dopiero od wartości prądu 2,1 A. Podobnie jak dla wcześniejszych charakterystyk,
  z obliczeń wynika, iż dla członu zwłocznego I_> wszystkie wartości zmierzone mieszczą się w granicy błędu ±5% wartości nastawionej – błędy zawierają się w przedziale 0,056 ÷ 1,165%. Jeśli chodzi o człon bezzwłoczny I_>> żadna ze zmierzonych wartości nie spełnia warunku granicy błędu ±5% wartości nastawionej – błędy zawierają się
  w przedziale 8,667 ÷ 32%.

• Człon zwłoczny zabezpieczenia zadziałał najszybciej dla charakterystyki DMT, najwolniej zaś dla charakterystyki IEC EI.

• Jednakże im dłuższy jest czas zadziałania członu zwłocznego, tym mniejsze wartości mają błędy pomiarowe – dla charakterystyki IEC EI są najmniejsze, największe zaś dla charakterystyki niezależnej DMT.

• W przypadku członów bezzwłocznych I_>> nastawione wartości czasu zadziałania są bardzo małe. W związku z tym nawet niewielkie wartości uchybów, związane
  z czasami własnymi urządzeń, są relatywnie duże w porównaniu z wartością nastawioną. Wyjaśnia to, dlaczego mimo natychmiastowego zadziałania zabezpieczenia we wszystkich przypadkach charakterystyk błędy pomiarowe członów bezzwłocznych I_>> są tak duże.

1. Wykorzystane przyrządy pomiarowe:

• Terminal polowy MiCom P115 firmy AREVA,

• Aparat pomiarowy FREJA 300,

• 2 komputery do sterowania i komunikacji z powyższymi urządzeniami.

1. Oświadczenie autorskie:

Oświadczam, że Łukasz Kosicki jako autor sprawozdania z ćwiczeń laboratoryjnych, opracowanie to wykonałem samodzielnie nie korzystając z materiałów przygotowanych przez inne osoby w całości lub w części.

	01-05-2014
	data, czytelny podpis

1. Załączniki: