Politechnika Lubelska	Laboratorium Sieci
		Ćwiczenie nr 12
Wykonali: Strzelczyk Aleksander Strug Paweł		Semestr VI	Grupa: ED 6,6	Rok akademicki: 2004/20045
Temat ćwiczenia: Zabezpieczenie linii napowietrznej za pomocą automatyki zabezpieczeniowej ZL-10			Data wykonania: 27.04.20045	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	0,4	0,4	0,4	0,4	0,38	0,38	0,38	0,38	0,095	-90	0
5	0,5	0,49	0,5	0,49	0,48	0,48	0,48	0,48	0,097	-90,2	0,002
6	0,6	0,6	0,6	0,6	0,57	0,57	0,57	0,57	0,095	-90	0

Przykładowe obliczenia:

Współczynnik powrotu - k_p =
=
= 0,095

Względny uchyb nastawienia u =
=
= -90%

Względny rozrzut wartości rozruchowej r - r =
=
= 0,002

pomiar czasu działania zabezpieczenia przeciążeniowego:

Inast=4 A
tnast		t			tsr	u	r
s		s			s	%	%
4A	1	1,12	1,2	1,2	1,17	17	8
5A			1,3	1,29	1,2	1,26	26	10
6A			1,2	1,2	1,2	1,2	20	0

Przykładowe obliczenia:

Względny uchyb nastawienia u - u =
=
= 17%

Względny rozrzut wartości rozruchowe r =
=
= 8%

Zabezpieczenie zwarciowe:

Inast	Ir			Irśr	Ip			Ipśr	kp	u	r
A	A			A	A			A	-	%	%
10	0,5	0,5	0,5	0,5	0,48	0,48	0,47	0,47	0,94	-95%	0
11	0,5	0,53	0,55	0,52	0,47	0,52	0,52	0,5	0,96	-95%	0,005

Przykładowe obliczenia:

Współczynnik powrotu - k_p =
=
= 0,94

Względny uchyb nastawienia u =
=
= -95%

Względny rozrzut wartości rozruchowej r =
=
= 0,005

Zabezpieczenie ziemnozwarciowe kierunkowe:

Uo=50V ,Io= A				Uo=100V,Io= A
Io	Kąt	Io	Kąt	Io	Kąt	Io	Kąt
A		A		A		A
0,26	10	0,24	0	-	0	0,4	0
0,3	20	0,28	-10	0,24	10	0,36	-10
0,34	30	0,3	-20	0,32	20	0,38	-20
0,36	40	0,44	-30	0,34	30	0,46	-30
0,4	50	0,5	-40	0,36	40	0,5	-40
0,42	60	0,84	-50	0,38	50	0,6	-50
0,54	70	-	-60	0,4	60	0,96	-60
0,66	80	-	-70	0,92	70	-	-70
-	90	-	-80	0,94	80	-	-80
		-	-90	-	90	0,46	-90

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	P	N	P		zabezpieczenie bezzwłoczne odblokowane
L2-L3	P	P	P
L3-L1	P	P	P
L1-N	P	N	P
L2-N	N	N	Z
L3-N	N	N	Z

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