POLITECHNIKA POZNAŃSKA Wydział Elektryczny Instytut Elektroenergetyki Zakład Sieci i Automatyki Zabezpieczeniowej
Przedmiot: Pomiary i Automatyka w Elektroenergetyce Ćwiczenie nr: 3 cykl IV Temat: Badanie zabezpieczenia silników asynchronicznych P225
Rok akademicki: 2013/2014 Kierunek: Elektrotechnika Studia stacjonarne Rok studiów: 3 Semestr: 6 Nr grupy: EUM
Uwagi:

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z budową, zasadą działania oraz metodą laboratoryjną sprawdzania terminalu polowego MiCOM P225, sprawdzenie działania zabezpieczenie od skutków przeciążeń – nagrzewania silnika.

1. Schemat układu pomiarowego

Jeśli wyłącznik jest otwarty zabezpieczenie korzysta ze stałej czasowej stygnięcia T_r, natomiast przy zamkniętym stałą czasową nagrzewania silnika niezależnie od relacji prądu w obwodzie do jego nastawy, w ćwiczeniu badaliśmy tylko nagrzewanie silnika

1. Wyniki pomiarów i obliczeń

Badanie charakterystyki nr.1 o parametrach:

• T_e1 = 4 min = 240 s

• T_e2 = 1 min = 60 s

• IΘ  = 2 A

I [A]	tsek [s]	tteor	Δ	δ
	1	2	3	Śr.
2,1	707,450	707,450	570,113	137,337
3	143,500	143,500	141,069	2,431
3,5	101,160	101,740	101,170	101,357
4	63,000	59,000	69,000	63,667
4,5	14,100	14,200	13,850	14,050
5	10,950	10,610	10,600	10,720
6	7,450	7,440	7,450	7,447
7	5,290	5,310	5,300	5,300
8	4,060	4,060	4,070	4,063

Przykładowe obliczenia dla I = 4, 5 A

$$\mathbf{t}_{\mathbf{\text{teor}}}\mathbf{=}\ T_{e} \bullet \ln\left( \frac{K^{2}}{K^{2} - 1} \right) = 60 \bullet \ln\left( \frac{\left( \frac{4,5}{2} \right)^{2}}{\left( \frac{4,5}{2} \right)^{2} - 1} \right) = 60 \bullet 0,2201 = \mathbf{13,204\ }\mathbf{s}$$

Gdzie:

$K = \frac{I_{\text{eq}}}{I_{\theta}}$,

$I_{\text{eq}} = \sqrt{I_{\text{RMS}}^{2} + K_{e} \bullet I_{\text{przeciwna}}^{2}} = I_{\text{RMS}}$ - w układzie składowa przeciwna prądu, K_e = 0

 = t_sr − t_teor = 14, 050 − 13, 204 = ±0, 846 s

$$\mathbf{\delta} = \frac{}{t_{\text{teor}}} \bullet 100\% = \frac{\pm 0,846}{13,204} \bullet 100\% = \pm \mathbf{6,4}\mathbf{\%}$$

1. Wykonana charakterystyka:

2. Wnioski

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z zasadą działania terminala polowego MiCOM P225 przeznaczonego do zabezpieczania silników asynchronicznych przed skutkami przeciążeń cieplnych.

Z otrzymanych wyników widać, że im większa wartość nastawionego prądu tym szybsze zadziałanie zabezpieczenia. Jest to spowodowane wpływem prądu na nagrzewanie się silnika, dla większych prądów czas jego nagrzewania był znacznie krótszy niż w porównaniu do mniejszych wartości prądów, gdzie czas ten wynosił nawet kilka minut.

Jak można zauważyć, charakterystyka czasowo-prądowa zabezpieczenia jest łamana tzn. dzieli się na dwie części: częściowo-zależną dla 0 < I_eq < 2•Iθ (wykorzystywana jest stała czasowa T_e1) oraz niezależną I_eq ≥ 2•Iθ (wykorzystywana jest stała czasowa T_e2).

Z obliczeń wynika, iż teoretyczny czas zadziałania zabezpieczenia nie odstaje zbytnio od czasu zmierzonego. Różnica zauważalna jest dla mniejszych prądów nastawczych, błąd względny na poziomie 24%. Niemniej jednak w przypadku małych prądów niebezpieczeństwo późniejszego zadziałania zabezpieczenia nie jest tak groźne jak w przypadku dużych prądów, które powodują o wiele gwałtowniejszy przyrost temperatury, jak wynika z całki Joule'a, temperatura wzrasta z kwadratem wymuszonego prądu i².