Dobór nastawień zabezpieczeń nadprądowych 1. Wstęp 2. Zakres

Dobór nastawień zabezpieczeń nadprądowych
1. Wstęp
Zabezpieczenia nadprądowe stanowią podstawową grupę urządzeo zabezpieczających od
skutków zward międzyfazowych w sieciach średniego i niskiego napięcia. Celem dwiczenia jest
poznanie i przedwiczenie umiejętności doboru i weryfikacji nastawieo zabezpieczeo nadprądowych
zwłocznych i bezzwłocznych.
Dobór i weryfikacja działania zabezpieczeo przeprowadzona zostanie w programie
PowerFactory.
2. Zakres ćwiczenia
2.1. Dokonad doboru przekładników prądowych do zabezpieczeo nadprądowych w polach linii
L1, L2, L3 oraz transformatora Tr2. Doboru dokonad pod kątem znamionowego prądu
pierwotnego i wtórnego przekładników. Wykorzystad informacje o dopuszczalnej
obciążalności, mocach znamionowych, i inne niezbędne informacje zawarte w modelu sieci
przygotowanym w programie PowerFactory.
2.2. Dokonad obliczeo nastawieo prądu rozruchowego członów zwłocznego i bezzwłocznego dla
zabezpieczenia linii L1.
2.3. Do przygotowanego modelu sieci dołączyd model przekładnika prądowego i zabezpieczenia
nadprądowego (instrukcja patrz pkt. 3.2).
2.4. Zweryfikowad poprawnośd nastawienia zabezpieczenia symulując zwarcia w wybranych
punktach sieci i obserwując zachowanie się zabezpieczeo. Zwarcia 3f i 2f wykonywad w

linii L1 (5% ,50% i 95% długości linii)

na szynach S1

w linii L2 i L3 (5% ,50% i 95% długości linii)

na szynach S2, S3, S4
2.5. W razie konieczności zmodyfikowad nastawienia zabezpieczenia.
2.6. Dokonad doboru zabezpieczenia nadprądowego dla linii L2, L3 lub transformatora Tr2
(zostanie określone przez prowadzącego zajęcia) i zweryfikowad jego działanie.
1
External ..
7.45 M..
3.35 M..
0.91
WN 112.20
1.02
0.00
Tr1
7.45
3.35
80.06
-7.38
-2.47
80.06
15.38
1.03
-5.43 3.38
0.97
42.63
4.00
1.50
L1
SN
Odb. 1
-3.35
-0.95
42.63
15.21
1.01
-5.70 1.01
0.20
4.15
1.52
0.51
35.81
-1.00
-0.20
4.15
S2
15.09
1.01
-5.76 1.00
0.20
Tr2
0.82
0.23
88.56
L3
L2
S1
-1.50
-0.50
35.81
S3
15.00
1.00
-5.98 1.50
0.50
Odb. 2
Odb. 3
-0.80
-0.20
88.56
S4
0.39
0.98
-7.35
0.80
0.20
Odb. 4
Rys 1. Schemat sieci
3. Wiadomości dodatkowe
3.1. Dobór nastawieo zabezpieczeo nadprądowych
Doboru nastawieo zabezpieczenia nadprądowego zwłocznego dokonuje się w oparciu o wzór:
Ir 
kb ksr ksch
I obc max
ki k p
gdzie:
Ir prąd rozruchowy zabezpieczenia
Iobc max – prąd maksymalnego obciążenia elementu zabezpieczanego (linii, transformatora itp.)
kb wsp. bezpieczeostwa (zwykle 1,2)
ksr wsp. samorozruchu silników (1÷4)
ksch wsp. schematu, zależny od układu połączeo przekładników prądowych
ki przekładnia przekładnika prądowego
kp wsp. powrotu (zależny od konstrukcji przekaźnika 0,95÷0,99)
Nastawienia zwłoki czasowej dokuje stosując tzw. stopniowanie czasów, tzn, nastawia się w
zabezpieczeniu czas o Δt większy niż w zabezpieczeniu dalszym (będącym dalej w głębi sieci). Δt
wynosi zwykle od 0,3÷0,5s.
2
Do weryfikacji dobranego nastawienia stosuje się współczynnik czułości obliczany jako
I k min
kcz 
I r ki
Gdzie Ik min jest najmniejszą wartością prądu zwarciowego na koocu strefy chronionej przez
zabezpieczenie. Współczynnik ten powinien byd większy od 1,5 dla strefy podstawowej i większy od
1,2 dla strefy rezerwowej zabezpieczenia.
Obliczeo
Doboru nastawieo zabezpieczenia nadprądowego bezzłocznego dokonuje się w oparciu o wzór:
Ir 
kb ksch
I k max
ki
gdzie:
Ir prąd rozruchowy zabezpieczenia
Ik max – prąd maksymalny zwarcia trójfazowego na koocu chronionej strefy
kb wsp. bezpieczeostwa (zwykle 1,2÷1,6)
ksch wsp. schematu, zależny od układu połączeo przekładników prądowych
ki przekładnia przekładnika prądowego
Do weryfikacji dobranego nastawienia stosuje się współczynnik czułości obliczany jako
kcz 
I k min
I r ki
Gdzie Ik min jest najmniejszą wartością prądu zwarciowego na początku strefy chronionej przez
zabezpieczenie. Współczynnik ten powinien byd większy od 1,5
Obliczeo prądu zwarciowego w programie PowerFactory dokonuje się w sposób następujący. Należy
wybrad element (linię lub szyny) PPM -> Calculate->Short-Circuit
W oknie dialogowym obliczeo zwarciowych należy określid rodzaj zwarcia (3f, 2f) i rodzaj obliczeo
prądu zwarciowego (prąd maksymalny czy minimalny)
3.2. Modelowanie zabezpieczeo w programie PowerFactory
Modelowanie zabezpieczeo w programie podobne jest nieco do rzeczywistego sposobu instalowania
zabezpieczeo w stacji elektroenergetycznej. Na początku trzeba określid w jakim polu instalowane
będzie zabezpieczenie. W tym celu należy:
1. Uruchomid narzędzie Data Manager i w aktywnym projekcie odnaleźd dane sieci (Network
model->Network Data -> Grid)
2. Odnaleźd szyny stacji, gdzie ma byd ulokowane zabezpieczenie.
3
3. Określid, w którym polu (Cubicle) przyłączony jest element, który ma byd zabezpieczony (rys. 2)
Tu klikamy PPM
Rys. 2 Widok pól stacji SN
4. Dodad w polu nowy przekładnik prądowy -> PPM na prawej stronie okna w Data Manager (Rys. 2)
New->Current Transformer ->
5. Następnie wybrad wcześniej już przygotowany typ przekładnika
Type->Select Project type ->Przekladnik pradowy>
Rys. 3 Okno konfiguracji przekładnika prądowego
I ustawid jego parametry (prądy pierwotny i wtórny, układ połączeo, ilości przekładników (Rys. 3).
6. Dodad w polu nowe zabezpieczenie nadprądowe -> PPM na prawej stronie okna w Data Manager
(Rys. 2) New -> Relay Model
7. Następnie wybrad model zabezpieczenia
Relay Type->Select Project type ->Zab I>
4
Rys. 4 Główne okno konfiguracji zabezpieczenia nadprądowego
8. Dokonad konfiguracji poszczególnych modułów zabezpieczenia (Rys. 4):
 Measurement – ustawid prąd wtórny zabezpieczenia zgodny z prądem wtórnym przekładnika
pradowego
 Ioc> ustawid prąd rozruchowy i czas zwłoki członu nadprądowego zwłocznego
 Ioc>> ustawid prąd rozruchowy członu nadprądowego bezzwłocznego
 Logic – wybrad wyłącznik, na który oddziałuje zabezpieczenie
9. Czynnośd powtórzyd dla innych dla innych zabezpieczanych elementów sieci.
4. Zawartość sprawozdania
W sprawozdaniu zamieścid:



wyniki obliczeo nastawieo zabezpieczeo
wybrane rysunki z programu (wyniki symulacji) ilustrujące działanie zabezpieczeo ze stosownym
opisem
wnioski
5