Politechnika Lubelska	Laboratorium zabezpieczeń i automatyki energetycznej
		Ćwiczenie nr 8
Wykonali: Grzegorz Muzyka, Paweł Nowak, Grzegorz Sygacz		Semestr VIII	Grupa: ED 8.4	Rok akademicki: 2003/2004
Temat ćwiczenia: Zabezpieczenie linii napowietrznej za pomocą automatyki zabezpieczeniowej ZL-10			Data wykonania: 28.04.2004	Ocena:

1. Parametry linii napowietrznej:

Napięcie znamionowe linii - 30 kV

Rodzaj przewodu - AFL 6-70mm²

Prąd długotrwały - I_dd = 220 A

Pojemnościowy prąd własny linii - I_w = 4,5 A

Prąd ziemnozwarciowy - I_z = 40 A

Długość linii - l = 27 km

Rezystancja linii - R_L = 11 Ω

Reaktancja linii - X_L = 10,7 Ω

Linia pracuje w systemie o parametrach:

Napięcie znamionowe - 30 kV

Moc systemu - S_q = 490 MVA

Rezystancja systemu - R_s = 0,202Ω

Reaktancja systemu - X_s = 2,02 Ω

2. Obliczenie nastawień zabezpieczeń linii SN:

Obliczamy wartość prądu przy zwarciu trójfazowym:

X_S-L = X_S +X_1L = 2,02 + 10,7 = 12,72 Ω

R_S-L = R_S + R_L = 0,202 + 11 = 11,202 Ω

Z_S-L =
=
= 16,95 Ω

= 1124 A

=
1124 = 973,41 A

2.1 Dobór zabezpieczenia nadprądowego zwłocznego:

ze względu na prąd długotrwały dobieramy przekładniki prądowe

ϑ = 300/5 A/A z przekładników tworzymy układ niepełnej gwiazdy

• obliczamy prąd rozruchowy:

I_r =
=
= 4,88 A

k_b = 1,2 - współczynnik bezpieczeństwa

k_s = 1 - współczynnik schematu

sprawdzamy czułość k_c zabezpieczenia nadprądowego zwłocznego

k_c =
=
= 3,32

zabezpieczenie zostało prawidłowo dobrane ponieważ spełniony jest warunek:

k_c > 1,5 ; 3,32 > 1,5

dobieramy czas zadziałania zabezpieczenia w stacji A : t_A = 0,5 s

2.2 Dobór zabezpieczenia nadprądowego bezzwłocznego:

• prąd rozruchowy zabezpieczenia nadprądowego bezwłocznego:

I_r =

• sprawdzamy czułość zabezpieczenia nadprądowego bezwłocznego:

k_c =
=
→ 4,81>1,4 zabezpieczenie dobrane prawidłowo.

=
9385 = 8,12 kA

2.3 Dobór zabezpieczenia nadprądowego bezwłocznego na odcinku 30% od stacji A.

obliczamy parametry linii na odcinku 30% długości.

R_30%L=0,3*11=3,3Ω

X_30%L=0,3*10,7=3,21Ω

X_S-L = X_S +X_30%L = 2,02 + 3,21 = 5,23 Ω

R_S-L = R_S + R_30%L = 0,202 + 3,3 = 3,502 Ω

Z_S-L =
=
= 6,294 Ω

= 3,027 kA

=
3,027 = 2,62 A

k_c =
=

1,55>1,5 azbezpieczenie skutecznie będzie chronić linię.

2.4 Dobór zabezpieczenia ziemnozwarciowego kierunkowego

• prąd rozruchowy

I_u=0,02*I_1n=0,02*300=6A

k_b=2 ; I_w=4,5

•współczynnik czułości zabezpieczenia ziemnozwarciowego kierunkowego.

zabezpieczenie ziemnozwarciowe dobrane prawidłowo.

dobieramy czas zadziałania zabezpieczenia w stacji A : t_A = 0,5 s

Zabezpieczenie przeciążeniowe:

pomiar prądów rozruchowych i powrotnych zabezpieczenia przeciążeniowego.

Inast	Ir			Irśr	Ip			Ipśr	kp	u	r
A	A			A	A			A	-	%	%
4,88	4,8	4,8	4,75	4,78	4,7	4,7	4,65	4,68	0,97	-2,05	0,010

Przykładowe obliczenia:

Współczynnik powrotu - k_p =
=
= 0,97

Względny uchyb nastawienia u =
=
= - 2,05

Względny rozrzut wartości rozruchowej r - r =
=
= 0,010

pomiar czasu działania zabezpieczenia przeciążeniowego:

Inast=4,88 A
tnast	t			tsr	u	r
s	s			s	%	%
1	1,18	1,8	1,7	1,76	76,66	10

Przykładowe obliczenia:

Względny uchyb nastawienia u - u =
=
= 76,66%

Względny rozrzut wartości rozruchowe r =
=
= 10%

Zabezpieczenie zwarciowe:

Inast	Ir			Irśr	Ip			Ipśr	kp	u	r
A	A			A	A			A	-	%	%
28,1	28	28	27	27,66	27	27	26	26,66	0,94	-1,56	0,035

Przykładowe obliczenia:

Współczynnik powrotu - k_p =
=
= 0,94

Względny uchyb nastawienia u =
=
= - 1,56

Względny rozrzut wartości rozruchowej r =
=
= 0,035

Zabezpieczenie ziemnozwarciowe kierunkowe:

Uo=100V
cosφpoj		cosφind
Io	kąt	Io	kąt
A	o	A	o
0,28	0	0,24	10
0,32	10	0,26	20
0,36	20	0,28	30
0,4	30	0,3	40
0,5	40	0,32	50
0,68	50	0,36	60
1,12	60	0,46	70
2,15	70	0,64	80
-	80	1,08	90
		1,8	95

Badanie funkcjonalne zabezpieczenia ZL-10

Rodzaj zwarcia	Stan zabezpieczenia			Uwagi
		zwłoczne	bezwłoczne		ziemnozwarciowe
L1-L2	Z	N	N		zabezpieczenie bezwłoczne zablokowane
L2-L3	Z	N	N
L3-L1	Z	N	N
L1-L2	N	Z	N		zabezpieczenie bezzwłoczne odblokowane
L2-L3	N	Z	N
L3-L1	N	Z	N
L1-N	N	N	Z
L2-N	N	N	Z
L3-N	N	N	Z

Oznaczenia przy wypełnianiu tabelki:

Z - zabezpieczenie pobudziło się i zadziałało na wyłączenie

N - zabezpieczenie nie pobudziło się

Wnioski

Na podstawie wyników pomiarów zamieszczonych w tabelach i obliczonych wartości można stwierdzić, że badany zespół automatyki zabezpieczeniowej ZL-11 nadaje się do zabezpieczeń. Badania objęły następujące rodzaje zabezpieczeń:

• zabezpieczenie przeciążeniowe nadmiarowo-prądowe zwłoczne,

• zabezpieczenie zwarciowe,

• zabezpieczenie ziemnozwarciowe kierunkowe.

t

t

B

A

P_o

I >>

I >

l = 27 km

W

300/5 A/A

30 kV

I_dd = 220 A

S_q =490 MVA

---