POLITECHNIKA POZNAŃSKA Wydział Elektryczny Instytut ElektroenergetykiZakład 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: |
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.
Schemat układu pomiarowego
Jeśli wyłącznik jest otwarty zabezpieczenie korzysta ze stałej czasowej stygnięcia Tr, natomiast przy zamkniętym stałą czasową nagrzewania silnika niezależnie od relacji prądu w obwodzie do jego nastawy, w ćwiczeniu badaliśmy tylko nagrzewanie silnika
Wyniki pomiarów i obliczeń
Badanie charakterystyki nr.1 o parametrach:
Te1 = 4 min = 240 s
Te2 = 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, Ke = 0
= tsr − tteor = 14, 050 − 13, 204 = ±0, 846 s
$$\mathbf{\delta} = \frac{}{t_{\text{teor}}} \bullet 100\% = \frac{\pm 0,846}{13,204} \bullet 100\% = \pm \mathbf{6,4}\mathbf{\%}$$
Wykonana charakterystyka:
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 < Ieq < 2•Iθ (wykorzystywana jest stała czasowa Te1) oraz niezależną Ieq ≥ 2•Iθ (wykorzystywana jest stała czasowa Te2).
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.