POLITECHNIKA LUBELSKA | Laboratorium urządzeń elektrycznych |
Ćwiczenie nr 11 | |
Imię i nazwisko: Katarzyna Sułek Dawid Figura |
Semestr: V |
Temat ćwiczenia: Kompensacja prądów ziemnozwarciowych. |
Data wykonania: 17.12.2013 |
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się ze sposobem kompensacji prądów ziemnozwarciowych w różnych przypadkach zwarcia doziemnego jednej fazy oraz wyznaczenie zależności prądu zwarcia doziemnego i prądu cewki gaszącej w funkcji jej indukcyjności przy bezrezystancyjnym zwarciu fazy i wyznaczenie napięć fazowych w funkcji indukcyjności cewki przy zwarciu poprzez rezystancję przejścia do ziemi.
Widok płyty czołowej stanowiska do badania kompensacji prądów ziemnozwarciowych:
Ćwiczenie 1.
Wyznaczenie zależności prądu zwarcia doziemnego i prądu cewki gaszącej w funkcji jej indukcyjności przy zwarciu doziemnym bezrezystancyjnym.
Tabela pomiarowa:
Nr. odczepu | RZ=0 |
---|---|
Id | |
A | |
1 | 0,34 |
2 | 0,36 |
3 | 0,37 |
4 | 0,39 |
5 | 0,39 |
6 | 0,55 |
7 | 0,55 |
8 | 0,57 |
9 | 0,58 |
10 | 0,9 |
11 | 0,91 |
12 | 0,95 |
13 | 0,98 |
14 | 2,03 |
15 | 2,17 |
16 | 2,32 |
17 | 2,46 |
18 | 2,61 |
19 | 2,74 |
20 | 2,88 |
Obliczenia indukcyjności cewki gaszącej:
$$Z_{d} = \frac{U_{d}}{I_{d}} = \frac{259,2}{0,34} = 762,35\ \Omega$$
$$X_{d} = \sqrt{{Z_{d}}^{2} - {R_{d}}^{2}} = \sqrt{{762,36}^{2} - {93,6}^{2}} = 756,83\ \Omega$$
$$Ld = \frac{X_{d}}{2\pi f} = \frac{756,8}{2*3,14*50} = 2,41\ H$$
Ćwiczenie 2.
Wyznaczenie zależności prądu zwarcia doziemnego i prądu cewki gaszącej w funkcji jej indukcyjności przy zwarciu poprzez rezystancję przejścia do ziemi.
Tabela pomiarowa:
Nr. odczepu | RZ=33 |
---|---|
Id | |
A | |
1 | 0,34 |
2 | 0,35 |
3 | 0,37 |
4 | 0,38 |
5 | 0,39 |
6 | 0,53 |
7 | 0,54 |
8 | 0,55 |
9 | 0,57 |
10 | 0,88 |
11 | 0,89 |
12 | 0,92 |
13 | 0,96 |
14 | 1,85 |
15 | 1,96 |
16 | 2,06 |
17 | 2,16 |
18 | 2,26 |
19 | 2,35 |
20 | 2,42 |
Ćwiczenie 3.
Wpływ linii pracujących równolegle na warunki kompensacji.
Tabela pomiarowa:
Nr. odczepu | RZ=33 |
---|---|
Id | |
A | |
1 | 0 |
2 | 0 |
3 | 0,89 |
4 | 1 |
5 | 1,14 |
6 | 1 |
Wnioski:
Przy zwarciach w sieci z izolowanym punktem neutralnym prąd zwarcia jednofazowego ma charakter pojemnościowy, dlatego prąd ten rozpływa się po wszystkich fazach co zmniejsza niebezpieczeństwo wystąpienia dużych prądów w fazie ze zwarciem. Przy zwarciu z ziemią, napięcia faz nie dotkniętych zwarciem w stosunku do ziemi wzrastają maksymalnie 3 razy. Takie przepięcie ustalone zazwyczaj nie jest zbyt groźne dla izolacji sieci SN. Pojemnościowy prąd doziemny będący wynikiem zwarcia jednej fazy z ziemią w układzie z izolowanym punktem neutralnym można skompensować poprzez prąd indukcyjny. Kompensację tę uzyskuje się uziemiając punkt zerowy układu za pomocą cewki indukcyjnej zwanej dławikiem gaszącym lub cewką Petersena. W celu zmniejszenia przepięć pojawiających się przy doziemieniach stosuje się uziemienie przez rezystor. Wartość tego rezystora powinna oprócz tego wymuszać prąd doziemny zapewniający prawidłowe działanie zabezpieczeń ziemnozwarciowych.
W układzie na którym przeprowadzaliśmy pomiary prąd zwarciowy był niedokompensowany dla indukcyjności cewki gaszącej zawierającej się w przedziale od 0,01 do 0,7 Henra natomiast przekompensowanie wystąpiło po przekroczeniu 1 Henra. Idealne skompensowanie prądu zwarciowego wystąpiło dla cewki o indukcyjności 0,76 Henra.
.