1

1.

Klasyfikacja

elektroenergetycznej

automatyki

zabezpieczeniowej (EAZ):

Podział

urządzeń

elektroenergetycznej

automatyki

zabezpieczeniowej:

a) EAZP (prewencyjna) - samoczynne zapobieganie zagrożeniom i

zakłóceniom

w

normalnej

pracy

elementów

systemu

elektroenergetycznego.

Zadania EAZP - likwidacja lub sygnalizacja zakłóceń takich jak:

- przeciążenia prądowe (cieplne, dynamiczne),

- przeciążenia mocą czynną,

- kołysania mocy,

- nadmierne odchyłki napięcia,

- nadmierne odchyłki częstotliwości,

- zjawiska ferrorezonansu.

b) EAZE (eliminacyjna) eliminacja z pracy w systemie

elektroenergetycznym elementów dotkniętych zakłóceniami.

c) EAZR (restytucyjna) samoczynna zmiana konfiguracji syst. el. en.

w celu doprowadzenia go do normalnej pracy po eliminacji

zakłócenia.

2

Klasyfikacja zakłóceń:

•

zaburzenia

uniemożliwiające

pracę

elementów

systemu

elektroenergetycznego,

•

zagrożenia, przy których praca SE przez określony czas jest

dopuszczalna (np. przeciążenie transformatora).

Przyczyny zwarć:

•

własności materiałów (zmęczenie, starzenie),

•

błędy fabryczne i montażowe (wady izolacji, niestaranny montaż),

•

omyłki łączeniowe,

•

wpływy klimatyczne, atmosferyczne i geologiczne,

•

przyczyny spowodowane przez rośliny i zwierzęta,

•

skutki działalności człowieka (roboty ziemne i in.),

•

wpływy elektryczne i magnetyczne (długotrwałe przeciążenia,

przepięcia).

Skutki zwarć: nieszczęśliwe wypadki z ludźmi, uszkodzenia

aparatury i konstrukcji, przerwy w dostawie energii elektrycznej.

3

Podział zwarć:

•

zwarcia bezpośrednie i pośrednie,

•

zwarcia symetryczne i niesymetryczne,

•

zwarcia pojedyncze, podwójne i wielokrotne.

Zwarciom w sieciach elektroenergetycznych towarzyszą

obniżenia napięcia w uszkodzonych i nieuszkodzonych odcinkach

sieci.

Inne zakłócenia:

•

praca niepełnofazowa,

•

zwarcia z jednoczesną przerwą w fazie.

4

Rodzaje zakłóceń w sieciach:

Zakłócenia w liniach

Sieć wysokiego napięcia:










Sieć średniego napięcia izolowana










Sieć średniego napięcia kompensowana

5

Sieć średniego napięcia uziemiona przez rezystor











Zakłócenia w maszynach elektrycznych:

Zakłócenia w transformatorze:

6

Zwarcia międzyzwojowe

Zwarcia międzyfazowe

Zwarcia uzwojenia do rdzenia

Zwarcia uzwojenia GN do uzwojenia DN

Przyczyny wzrostu prądu w elementach SE:

- wzrost zapotrzebowania na moc czynną lub bierną,

- zmiana konfiguracji SE,

- niewłaściwa praca niektórych urządzeń (np. regulatorów),

- obniżenie się napięcia w sieci zasilającej silniki elektryczne.

Przyspieszenie procesu starzenia się izolacji.

Rola urządzeń EAZ: na podstawie uzyskanych informacji o pracy

urządzenia postawienie diagnozy dotyczącej stanu zagrożenia,

powzięcie decyzji, co do dalszego postępowania oraz sterowanie

realizacją decyzji.

7

Symbole stosowane w EAZ

człon nadprądowy

człon nadprądowy (o dużej krotności nastawienia)

człon nadnapięciowy

człon podnapięciowy

człon kierunkowy

człon podimpedancyjny

Transformatory i przekładniki

I >

I >>

U >

U<

Z<

P1

P2

S1

S2

(K)

(k)

(L)

(l)

A

a

B,N

b,n

(M)

(m)

(N)

(n)

8

Zestyki

Łączniki

Zestyki
przekaźników
bezzwłocznych

Zestyki
przekaźników
zwłocznych

Zestyki
styczników

Wyłącznik

sch. jednobiegunowy

zamknięty

otwarty

Odłącznik

sch. jednobiegunowy

zamknięty

otwarty

9

Sterowanie wyłącznikiem i stycznikiem

Sterowanie wyłącznikiem

Rozłącznik

sch. jednobiegunowy

zamknięty

otwarty

Napęd

Zamek

Yz

Yw

Z

W

Z

Yz

W

Yw

10

Sterowanie stycznikiem

Z

K

K

W

Napęd

K

W

Z

11

Wymagania stawiane zabezpieczeniom

•

Szybkość działania

a)

Zwiększenie bezpieczeństwa pracy personelu obsługującego

urządzenia elektroenergetyczne oraz ludzi postronnych

b)

Ograniczenie do minimum szkód

c)

Uniknięcie przekształcania się zwarć doziemnych w zwarcia

międzyprzewodowe

d)

•

Wybiorczość

Zabezpieczenia powinny spowodować odcięcie od źródeł zasilających

jedynie elementu uszkodzonego, natomiast nie powinny wyłączać z

pracy elementów nieuszkodzonych

•

Czułość

Zdolność do reagowania na najmniejsze nawet zakłócenie

•

Niezawodność

Zabezpieczenie powinno działać niezawodnie i jedynie w przypadku

zakłóceń, do których wykrywania są przeznaczone

•

Pobór mocy

Zabezpieczenia powinny się charakteryzować możliwie małym

poborem mocy gdyż koszt przekładników prądowych i napięciowych

zależy od mocy którą powinny dostarczać

•

Ekonomiczność

12

Klasyfikacja przekaźników i zabezpieczeń

Przekaźnik - reaguje na zmianę wielkości mierzonej, przy czym jego

zestyk zmienia położenie sterując dalszą częścią obwodu

Wyzwalacz - zmiana wielkości mierzonej powoduje mechaniczne

oddziaływanie na napęd łącznika powodując otwarcie lub zamknięcie

tego łącznika. Mogą być pierwotne lub wtórne.

Wyzwalacz

Przekaźnik

Napęd

Zamek

Yw

K

13

Niektóre sposoby zastosowania wyzwalaczy i przekaźników

Układ z wyzwalaczem
prądowym pierwotnym

Układ z wyzwalaczem
prądowym wtórnym

Układ z przekaźnikiem
nadprądowym i wyzwalaczem
napięciowym

Yw

Yw

Yw

K

I>

14

Podział przekaźników

Przekaźniki

Pomiarowe

Czasowe

Pomocnicze

Prądowe

Napięciowe

Częstotliwościowe

Mocowe

Kierunkowe

Impedancyjne

Admitancyjne

Porównawczo-fazowe

Nadmiarowe

Niedomiarowe

15

Współczynnik powrotu

1

Wr

Wp

k

<

=

1

Wr

Wp

k

>

=

Nadmiarowe

Niedomiarowe

We

t

t

Wy

Wr

Wp

0

1

We

t

t

Wy

Wp

Wr

0

1

We

Wy

0

1

Wr

Wp

We

Wy

0

1

Wp

Wr

16

Obliczanie prądów zwarciowych

Reaktancja generatora

n

S

2

n

U

100

"

%

k

x

G

X

⋅

=

Reaktancja transformatora

n

S

2

n

U

100

%

k

x

T

X

⋅

=

Reaktancja sieci

k

S

2

n

U

k

S

X

⋅

=

Reaktancja linii

km

x

l

L

X

⋅

=

km

/

4

,

0

km

x

Ω

=

dla linii napowietrznej

km

/

1

,

0

km

x

Ω

=

dla linii kablowej SN

Przeliczanie reaktancji na inny poziom napięcia

2

2

U

1

U

2

U

X

1

U

X













⋅

=

Przykład

Obliczyć prądy zwarciowe w linii CD i AB oraz napięcia na szynach

D, C i B przy zwarciu 3-fazowym i 2-fazowym na szynach D

S

k

A

=2,5 GVA

A

B

C

D

110 kV

15 kV

30 km nap.

15 km nap.

Sn=16 MVA
u

k

=11%