POLITECHNIKA ŁÓDZKA

Instytut Elektroenergetyki

ELEKTROENERGETYCZNA AUTOMTYKA ZABEZPIECZENIOWA

ZADANIE I

Student:                           

Nr indeksu:                           

Prowadzący:                           

Studia:                           

Data:                                         

13

SPIS TREŚCI

1              Zadanie              3

2              Dane znamionowe              3

3              Dobór zabezpieczenia SN              4

4              Zwarcie 3 – fazowe (symetryczne)              6

4.1              Parametry elementów obwodu zwarciowego po stronie DN              6

4.2              Obliczenie prądów zwarciowych po stronie DN              7

4.3              Parametry elementów obwodu zwarciowego po stronie GN              7

4.4              Obliczenie prądów zwarciowych po stronie GN              8

5              Zwarcie 1 – fazowe (niesymetryczne)              9

5.1              Parametry elementów obwodu zwarciowego po stronie DN              9

5.2              Obliczenie prądu zwarciowego po stronie DN              10

5.3              Obliczenie prądu zwarciowego po stronie GN              10

6              Literatura              13

1         Zadanie

Obliczyć czas przepalenia bezpiecznika przed transformatorem przy zwarciu 3 – fazowym i 1 – fazowym za transformatorem (ale przed bezpiecznikiem niskiego napięcia).

2         Dane znamionowe

Napięcie zasilania                                           UN = 6 [kV]

Moc zwarciowa na początku linii               Sk” = 600 [MVA]

Długość linii                                                         L = 10 [km]

Typ linii                                                         N – napowietrzna / 120 [mm2] – Al.

Typ transformatora                                          TOd 63/6s

Moc transformatora                                           SnT = 63 [kVA]

Napięcie znamionowe

·  GN                                                                      Un1 = 6300 [V]

·  DN                                                                      Un2 = 400/420 [V]

Układ połączeń                                          Yzn5

Napięcie zwarcia                                          4,5%

Straty obciążeniowe                                          ∆Pobc_zn = 1200 [W]

Straty jałowe                                                        ∆Po = 150 [W]

Tabela 1. Dane znamionowe transformatora [1].

3         Dobór zabezpieczenia SN

Zabezpieczenie transformatorów o mocy do 1000 [kVA] realizowane jest za pomocą bezpieczników topikowych SN.

Przy zabezpieczaniu transformatorów po stronie górnego napięcia prąd znamionowy wkładki bezpiecznikowej, w zależności od napięcia znamionowego i mocy transformatora przedstawia tabela 2.

Tabela 2. Dobór bezpieczników SN do zabezpieczeń transformatorów [2].

Dobrany bezpiecznik topikowy SN musi spełniać warunek:

gdzie:

k – współczynnik uwzględniający prąd załączenia transformatora [1,6 – 2,0]

IB – prąd znamionowy górnego uzwojenia transformatora SN/nN, w [A]

In – prąd znamionowy zabezpieczenia, w [A]

Wniosek: Prąd znamionowy wkładki bezpiecznika topikowego wybranego za pomocą tabeli numer 2 spełnia powyższy warunek.

Tabela 3. Dane znamionowe wkładek 3/7,2 kV [3].

Została wybrana wkładka bezpiecznika typu VV C o napięciu znamionowym 16[A] produkcji firmy ETI POLAM, której parametry znamionowe przedstawia tabela numer 3. Natomiast poniżej została przedstawiona charakterystyka czasowo prądowa wkładek VV C.

Rys. 1. Charakterystyki czasowo – prądowe wkładek VV C (nie pełnozakresowe) [3].

4         Zwarcie 3 – fazowe (symetryczne)

Rys. 2. Schemat zastępczy impedancji pętli zwarcia.

4.1        Parametry elementów obwodu zwarciowego po stronie DN

·         System elektroenergetyczny:

·         Linia napowietrzna:

·         Transformator:

·         Impedancja pętli zwarcia:

4.2        Obliczenie prądów zwarciowych po stronie DN

4.3        Parametry elementów obwodu zwarciowego po stronie GN

·         System elektroenergetyczny:

·         Linia napowietrzna:

·         Transformator:

·         Impedancja pętli zwarcia:

4.4        Obliczenie prądów zwarciowych po stronie GN

Wniosek: Z powyższej charakterystyki czasowo – prądowej wkładek VV C wynika, iż czas przepalenia topika w zabezpieczeniu przy wartości prądu IkGN = 114,77 [A] wynosi około 60 [ms].

5         Zwarcie 1 – fazowe (niesymetryczne)

Rys. 3. Schemat zastępczy impedancji pętli zwarcia dla składowej zgodnej, przeciwnej i zerowej.

Ze względu na fakt, iż zastępcza impedancja obwodu dla składowej zgodnej i przeciwnej została wyliczona podczas obliczeń prądu zwarciowego trójfazowego podaję jedynie jej wartości końcowe w postaci zespolonej.

5.1        Parametry elementów obwodu zwarciowego po stronie DN

·         Impedancja pętli zwarcia:

Impedancja składowej zerowej zgodnie z tabelą 4 znajdującą się poniżej zostaje wyznaczona z następującego wzoru:

Zakładamy, że impedancja uziemienia jest równa w przybliżeniu zero.

Tabela 4. Schematy zastępcze i impedancje transformatorów elektroenergetycznych [4].

5.2        Obliczenie prądu zwarciowego po stronie DN

5.3        Obliczenie prądu zwarciowego po stronie GN

Wartości prądów poszczególnych składowych (zgodnej, przeciwnej i zerowej) po stronie dolnego napięcia:

Wartości prądów poszczególnych składowych (zgodnej, przeciwnej i zerowej) po stronie górnego napięcia:

Wartości prądów w poszczególnych fazach otrzymujemy poprzez zastosowanie poniższych wzorów [4]:

Wniosek: Z powyższej charakterystyki czasowo – prądowej wkładek VV C wynika, iż czas przepalenia topika w zabezpieczeniu przy wartości prądu IRGN = -91,56 [A] oraz ISGN = 91,56 [A] wynosi około 130 [ms].

6         Literatura

[1]              „Transformatory rozdzielcze olejowe trójfazowe - Wkładka katalogowa nr 61f” Fabryka Transformatorów w Żychlinie,

[2]              ...