POLITECHNIKA LUBELSKA	Laboratorium urządzeń elektrycznych
	Ćwiczenie nr 1
Imię i nazwisko: Dawid Figura Katarzyna Sułek Monika Parol	Semestr: V
Temat ćwiczenia: Układy przekładników prądowych.	Data wykonania: 25.10.2013

Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest poznanie układów przekładników prądowych stosowanych w technice zabezpieczeniowej oraz przy pomiarach prądu, mocy i energii.

Stanowisko pomiarowe

Wyniki przeprowadzonych pomiarów:

Układ pełnej gwiazdy

Układ połączeń przekładników prądowych w pełną gwiazdę.

Tabela pomiarowa dla napięcia 15kV

Rodzaj Zwarcia	IPL1	IPL2	IPL3	IPN	ISL1	ISL2	ISL3	IS0
	A	A	A	A	A	A	A	A
L1-N	1,824	-	-	1,829	4,0	-	-	3,9
L2-N	-	1,772	-	1,775	-	3,9	-	3,8
L3-N	-	-	1,805	1,804	-	-	4	3,8
L1-L2-N	1,822	1,783	-	1,785	4,0	3,9	-	3,6
L1-L3-N	1,820	-	1,795	1,835	4,0	-	4,0	3,7
L2-L3-N	-	1,757	1.799	1,852	-	3,9	4,0	3,8
L1- L2	1,558	1,563	-	-	3,4	3,4	-	-
L1- L3	1,560	-	1,562	-	3,4	-	3,4	-
L2- L3	-	1,541	1,554	-	-	3,4	3,4	-
L1- L2- L3	1,840	1,808	1,791	-	4,0	3,9	3,8	-

Tabela pomiarowa dla napięcia 110kV

Rodzaj Zwarcia	IPL1	IPL2	IPL3	IPN	ISL1	ISL2	ISL3	IS0
	A	A	A	A	A	A	A	A
L1-N	0,606	0,361	0,310	-	1,3	0,8	0,6	-
L2-N	0,313	0,602	0,354	-	0,6	1,3	0,7	-
L3-N	0,363	0,308	0,607	-	0,7	0,6	1,3	-
L1-L2-N	1,227	1,410	0,261	-	2,6	3,0	0,6	-
L1-L3-N	1,414	0,264	1,239	-	3,0	0,6	2,7	-
L2-L3-N	0,267	1,214	1,397	-	0,6	2,7	3,0	-
L1- L2	1,264	1,378	0,172	-	2,7	3,0	0,4	-
L1- L3	1,383	0,170	1,271	-	3,0	0,4	2,8	-
L2- L3	0,176	1,248	1,360	-	0,3	2,7	3,0	-
L1- L2- L3	1,547	1,518	1,515	-	3,3	3,3	3,3	-

Układ niepełnej gwiazdy

Układ połączeń przekładników prądowych w niepełną gwiazdę

Tabela pomiarowa dla napięcia 15kV

Rodzaj Zwarcia	IPL1	IPL2	IPL3	IPN	ISL1	ISL2	IS0
	A	A	A	A	A	A	A
L1-N	0,619	0,369	0,317	-	1,3	0,7	0,8
L2-N	0,323	0,617	0,366	-	0,7	0,8	1,4
L3-N	0,355	0,320	0,626	-	0,8	1,4	0,8
L1-L2-N	1,151	1,326	0,272	-	2,5	0,6	2,9
L1-L3-N	1,428	0,260	1,229	-	3,0	2,7	0,7
L2-L3-N	0,255	1,145	1,338	-	0,7	2,9	2,5
L1- L2	1,175	1,298	1,164	-	2,6	0,5	2,8
L1- L3	1,391	0,167	1,262	-	3,0	2,8	0,4
L2- L3	0,182	1,186	1,293	-	0,4	2,9	2,6
L1- L2- L3	1,515	1,414	1,521	-	3,2	3,3	3,0

Tabela pomiarowa dla napięcia 110kV

Rodzaj Zwarcia	IPL1	IPL2	IPL3	IPN	ISL1	ISL3	IS0
	A	A	A	A	A	A	A
L1-N	1,829	-	-	1,840	4,0	-	3,9
L2-N	-	1,608	-	1,616	-	-	-
L3-N	-	-	1,806	1,820	-	4,0	3,9
L1-L2-N	1,825	1,611	-	1,747	4,0	-	3,9
L1-L3-N	1,827	-	1,8	1,846	4,0	4,0	3,8
L2-L3-N	-	1,613	1,805	1,799	-	4,0	3,9
L1- L2	1,471	1,476	-	-	3,2	-	3,2
L1- L3	1,570	-	1,564	-	3,4	3,5	-
L2- L3	-	1,461	1,465	-	-	3,2	3,2
L1- L2- L3	1,815	1,687	1,777	-	3,9	3,8	3,6

Układ Holmgreena

Układ Holmgreena do pomiaru składowej zerowej prądu

Tabela pomiarowa dla napięcia 15kV

Rodzaj Zwarcia	IPL1	IPL2	IPL3	IPN	I2
	A	A	A	A	A
L1-N	2,443	0,483	0,272	-	3,7
L2-N	0,266	2,408	0,480	-	3,6
L3-N	0,496	0,273	2,473	-	3,7
L1-L2-N	0,977	1,736	0,290	-	1,5
L1-L3-N	1,738	0,292	1,004	-	1,5
L2-L3-N	0,300	0,970	1,737	-	1,5
L1- L2	1,269	1,383	0,173	-	-
L1- L3	1,388	0,169	1,274	-	-
L2- L3	0,177	1,255	1,367	-	-
L1- L2- L3	1,566	1,527	1,529	-	0,1

Tabela pomiarowa dla napięcia 110kV

Rodzaj Zwarcia	IPL1	IPL2	IPL3	IPN	I2
	A	A	A	A	A
L1-N	1,829	-	-	1,842	3,9
L2-N	-	1,791	-	1,802	3,8
L3-N	-	-	1,815	1,816	3,9
L1-L2-N	1,831	1,803	-	1,782	3,6
L1-L3-N	1,831	-	1,808	1,852	3,8
L2-L3-N	-	1,795	1,811	1,9	3,9
L1- L2	1,575	1,580	-	-	-
L1- L3	1,576	-	1,572	-	-
L2- L3	-	1,552	1,562	-	-
L1- L2- L3	1,857	1,824	1,806	-	-

Układ trójkątowy

Układ połączeń przekładników prądowych w trójkąt.

Tabela pomiarowa dla napięcia 15kV

Rodzaj Zwarcia	IPL1	IPL2	IPL3	IPN	ISL1	ISL2	ISL3	IPL1-L2	IPL1-L3	IPL2-L3
	A	A	A	A	A	A	A	A	A	A
L1-N	0,106	0,357	0,312	-	1,3	0,7	0,7	1,9	0,6	1,9
L2-N	0,307	0,604	0,360	-	0,6	1,3	0,7	1,9	2,0	0,6
L3-N	0,363	0,312	0,616	-	0,7	0,7	1,3	0,6	1,8	2,0
L1-L2-N	1,205	1,390	0,263	-	2,6	3,0	0,6	5,4	3,3	2,2
L1-L3-N	1,421	0,265	1,239	-	3,0	0,6	2,7	3,3	2,3	5,5
L2-L3-N	0,268	1,213	1,396	-	0,5	2,7	3,0	2,3	5,5	3,3
L1- L2	1,241	1,365	0,170	-	2,7	2,9	0,4	5,4	3,1	2,4
L1- L3	1,384	0,170	1,271	-	3,0	0,4	2,8	3,1	2,5	5,5
L2- L3	0,176	1,244	1,355	-	0,3	2,7	3,0	2,4	5,5	3,1
L1- L2- L3	1,545	1,501	1,519	-	3,3	3,3	3,3	5,4	5,4	5,5

Tabela pomiarowa dla napięcia 110kV

Rodzaj Zwarcia	IPL1	IPL2	IPL3	IPN	ISL1	ISL2	ISL3	IPL1-L2	IPL1-L3	IPL2-L3
	A	A	A	A	A	A	A	A	A	A
L1-N	1,831	-	-	1,839	4,0	-	-	3,8	-	3,9
L2-N	-	1,777	-	1,789	-	3,9	-	3,8	3,8	-
L3-N	-	-	1,810	1,809	-	-	4,0	-	3,9	3,9
L1-L2-N	1,832	1,775	-	1,776	4,0	3,9	-	6,5	3,8	3,9
L1-L3-N	1,834	-	1,813	1,862	4,0	-	4,0	3,9	3,8	6,5
L2-L3-N	-	1,783	1,812	1,873	-	3,9	4,0	3,8	6,4	3,9
L1- L2	1,552	1,557	-	-	3,4	3,4	-	6,4	3,3	3,3
L1- L3	1,559	-	1,568	-	3,4	-	3,5	3,3	3,3	6,5
L2- L3	-	1,545	1,563	-	-	3,4	3,4	3,3	6,5	3,3
L1- L2- L3	1,847	1,806	1,797	-	4,0	3,9	3,9	6,5	6,4	6,5

Układ krzyżowy

Układ krzyżowy przekładników prądowych.

Tabela pomiarowa dla napięcia 15kV

Rodzaj Zwarcia	IPL1	IPL2	IPL3	IPN	ISL3-L1
	A	A	A	A	A
L1-N	0,609	0,363	0,310	-	0,9
L2-N	0,315	0,605	0,355	-	0,6
L3-N	0,364	0,309	0,608	-	2,0
L1-L2-N	1,230	1,415	0,263	-	2,3
L1-L3-N	1,415	0,264	1,242	-	5,5
L2-L3-N	0,265	1,213	1,395	-	3,3
L1- L2	1,263	1,377	0,172	-	2,4
L1- L3	1,380	0,169	1,268	-	5,5
L2- L3	0,176	1,250	1,360	-	3,1
L1- L2- L3	1,550	1,517	1,520	-	5,5

Tabela pomiarowa dla napięcia 110kV

Rodzaj Zwarcia	IPL1	IPL2	IPL3	IPN	ISL3-L1
	A	A	A	A	A
L1-N	1,824	-	-	1,835	3,9
L2-N	-	1,790	-	1,812	-
L3-N	-	-	1,804	1,809	3,8
L1-L2-N	1,803	1,795	-	1,790	3,9
L1-L3-N	1,828	-	1,804	1,843	6,4
L2-L3-N	-	1,785	1,801	1,866	3,8
L1- L2	1,565	1,570	-	-	3,4
L1- L3	1,568	-	1,562	-	6,5
L2- L3	-	1,545	1,556	-	3,3
L1- L2- L3	1,843	1,811	1,797	-	6,5

Przykładowe obliczenia wartości rzeczywistych prądów płynących podczas zwarć:

W celu wyznaczenia parametrów zamodelowanej linii należy wybrać skale:

Linia 15kV:

$$K_{u} = \frac{U_{m}}{U_{n}} = \frac{400V}{15000V} = 0,267$$

U_m - napięcie międzyprzewodowe zasilania modelu w [V]

U_n - napięcie znamionowe lini rzeczywistej w [V]

$$K_{i} = \frac{1}{150} = 0,00667$$

$$K_{z} = \frac{K_{u}}{K_{i}} = \frac{0,267}{0,00667} = 40,03$$

Obliczamy parametry rzeczywistych linii:

$$L^{'} = \frac{L}{K_{z}} = \frac{216,3mH}{40,03} = 0,0053\ H\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ X_{k} = 1,69\ Ohm$$

C^′ = C * K_z = 3, 75uF * 40, 03 = 0, 00015 F

$$R^{'} = \frac{R}{K_{z}} = \frac{58,87}{40,03} = 1,47\ Ohm$$

Obliczamy prąd płynący podczas zwarcia w linii:

$$I_{k} = \frac{cU_{n}}{\sqrt{3}X_{k}} = \frac{1,1*15000}{\sqrt{3}*1,69} = 5,636\ kA$$

Linia 110kV:

$$K_{u} = \frac{U_{m}}{U_{n}} = \frac{400V}{110000V} = 0,004$$

$$K_{i} = \frac{1}{800} = 0,00125$$

$$K_{z} = \frac{K_{u}}{K_{i}} = \frac{0,004}{0,00125} = 3,2$$

$$L^{'} = \frac{L}{K_{z}} = \frac{216,3mH}{3,2} = 0,068\text{\ H\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ }X_{k} = 21,35\text{\ Ohm}$$

$$R^{'} = \frac{R}{K_{z}} = \frac{14,49}{3,2} = 1,47\ Ohm$$

$$I_{k} = \frac{cU_{n}}{\sqrt{3}X_{k}} = \frac{1,1*110000}{\sqrt{3}*21,35} = 3,272\text{\ kA}$$

Wykresy wskazowe dla prądów pierwotnych i wtórnych:

Układ pełnej gwiazdy:

Układ niepełnej gwiazdy:

Układ Holmgreena:

Układ krzyżowy:

Wnioski:

Z przeprowadzonych pomiarów wynika że każdy z układów połączeń przekładników prądowych służy do pomiarów innego rodzaju zwarć.

Układ pełnej gwiazdy umożliwia wykrywanie wszystkich rodzajów zwarć doziemnych i międzyfazowych. Suma geometryczna prądów fazowych jest równa zeru przy zwarciu trójfazowym. Układ nie jest stosowany w sieciach z izolowanym punktem zerowym, gdyż musi istnieć połączenie między punktem zerowym układu sieci i przekładników, aby możliwy był między nimi przepływ prądu zerowego.

Układ niepełnej gwiazdy stosowany jest do wykrywania zwarć międzyfazowych. Nie jest on w stanie wykryć zwarcia doziemnego w fazie na której nie ma przekładnika.

Układ Holmgreena stosuje się do wykrywania zwarć z ziemią .

Układ trójkątowy umożliwia pomiar różnic odpowiednich prądów przewodowych.

Układ krzyżowy może być stosowany tylko do wykrywania zwarć międzyfazowych w sieci z izolowanym punktem zerowym. Wymaga on użycia tylko dwóch przekładników.