s19, ENERGETYKA
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Ćwiczenie S19 BADANIE UKŁADÓW OCHRONY PRZECIWPORAŻENIOWEJ PREZ ZASTOSOWANIE SAMOCZYNNEGO WYŁĄCZANIA ZASILANIA Ćwiczenie S 19 BADANIE UKŁADÓW OCHRONY PRZECIWPORAŻENIOWEJ PRZEZ ZASTOSOWANIE SAMOCZYNNEGO WYŁĄCZANIA ZASILANIA 1. Cel i zakres ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z układami ochrony przeciwporażeniowej przed dotykiem pośrednim (ochrony dodatkowej) opartymi na samoczynnym wyłączaniu zasilania oraz z metodami badania sprawności tych układów stosowanymi w eksploatacji 2. Program ćwiczenia 2.1. Badanie obwodu zabezpieczonego urządzeniami ochronnymi przetężeniowymi Badaniom podlega obwód gniazda wtykowego w sali laboratoryjnej Instytutu Elektroenergetyki. 2.1.1. Określenie prądu wyłączającego urządzenia ochronnego Należy sprawdzić w rozdzielni typ i prąd znamionowy zastosowanego w obwodzie urządzenia ochronnego. Następnie określić jego prąd wyłączający I a . Wartość tego prądu jest niezbędna do wyznaczenia impedancji pętli zwarcia z zależności Z ≤ I a U o w którym: Z p – impedancja pętli zwarciowej I a – prąd powodujący samoczynne zadziałanie urządzenia wyłączającego w czasie zależnym od napięcia znamionowego U 0 U o – napięcie znamionowe względem ziemi - 1 - p Ćwiczenie S19 BADANIE UKŁADÓW OCHRONY PRZECIWPORAŻENIOWEJ PREZ ZASTOSOWANIE SAMOCZYNNEGO WYŁĄCZANIA ZASILANIA Dla wyłączników instalacyjnych nadprądowych, wartość prądu I a zależy od charakterystyki czasowo-prądowej wyzwalacza elektromagnetycznego wyłącznika i wynosi odpowiednio: o dla wyłącznika z charakterystyką typu B I a = 5 I n o dla wyłącznika z charakterystyką typu C I a = 10 I n o dla wyłącznika z charakterystyką typu D I a = 50 I n o dla starych wyłączników z charakterystyką typu L I a = 5 I n o dla starych wyłączników z charakterystyką typu U I a = 10 I n gdzie I n - prąd znamionowy wyłącznika. Norma [8] podaje, że dla prądów nie mniejszych niż podane wyżej wartości, czas wyłączania nie może przekraczać 0,1 s. 2.1.2. Pomiar impedancji pętli zwarcia Należy zmierzyć impedancję pętli zwarcia między stykiem ochronnym (bolcem) a stykiem fazowym badanego gniazda. Przed przystąpieniem do właściwych pomiarów ustalić, wykorzystując woltomierz, do którego styku gniazdka doprowadzany jest przewód fazowy. Pomiary impedancji pętli zwarcia przeprowadza się specjalnymi miernikami. W większości mierników sposób pomiaru impedancji pętli zwarciowej oparty jest na dokonywaniu sztucznego zwarcia przewodu fazowego z korpusem chronionego obiektu (częścią przewodzącą dostępną) przez odpowiednio dobraną impedancję. Zasada pomiaru przedstawiona jest na rys. 2.1. Najpierw mierzy się napięcie źródła U 1 dokonując odczytu wskazania woltomierza V przy otwartym łączniku P. Następnie zamyka się łącznik P i dokonuje odczytu napięcia U 2 na impedancji Z z sztucznego zwarcia oraz odczytu prądu zwarcia I p na amperomierzu A. - 2 - Ćwiczenie S19 BADANIE UKŁADÓW OCHRONY PRZECIWPORAŻENIOWEJ PREZ ZASTOSOWANIE SAMOCZYNNEGO WYŁĄCZANIA ZASILANIA a) PEN L1 L2 L3 b) P Z p =R p +jX p F ~ U 1 V Z z =R z +jX z U 2 P PE Z z U 1 U 2 Odbiornik V A I p N c) U 1 - U 2 jX p I p d) ϕ p U 1 U 1 - U 2 R p I p U 2 U 1 jX p I p jX z I p ϕ p ϕ p ϕ z U 1 - U 2 I p R z I p I p R z I p R p I p Rys. 2.1. Zasada pomiaru impedancji pętli zwarciowej: a) układ pomiarowy, b)schemat zastępczy pętli sztucznego zwarcia, c) wykres wektorowy sztucznego zwarcia przez impedancję, d) wykres wektorowy sztucznego zwarcia przez rezystancję Impedancję pętli zwarcia można obliczyć z zależności: Z = U 1 − U 2 (2.1) p I p Jeżeli impedancja sztucznego zwarcia Z z jest znana, to prąd I p można określić jako U I = 2 (2.2) p Z z a impedancję pętli zwarcia można obliczać z zależności: Z = Z ⋅ U 1 − U 2 (2.3) p z U 2 Jeżeli kąt impedancji pętli zwarcia ϕ p jest bliski kątowi sztucznego zwarcia ϕ z (rys. 2.1c), to moduł impedancji pętli zwarcia można z wystarczającą dokładnością określić wzorem Z = Z ⋅ U 1 − U 2 (2.4) p z U 2 - 3 - Ćwiczenie S19 BADANIE UKŁADÓW OCHRONY PRZECIWPORAŻENIOWEJ PREZ ZASTOSOWANIE SAMOCZYNNEGO WYŁĄCZANIA ZASILANIA Najczęściej jednak zastosowana w miernikach impedancji sztucznego zwarcia jest rezystancja R z . W takim przypadku moduł impedancji pętli zwarcia Z p powinien być obliczany z zależności Z = R ⋅ U 1 U U 2 (2.5) p z 2 Jeśli więc do obliczeń stosuje się wzór 2.4 (uwzględniając, że Z z = R z ), to obliczony wynik będzie poprawny tylko wtedy, gdy impedancja pętli zwarcia badanego obwodu ma charakter praktycznie rezystancyjny. W innych przypadkach błąd systematyczny pomiaru powinien być określony, a wynik skorygowany. Jest to istotne, ponieważ błąd pomiaru jest ujemny (na rys. 2.1d widać, że U 1 -U 2 < | U 1 - U 2 |), czyli ze wzoru 2.4 otrzymuje się mniejszą od rzeczywistej wartość impedancji pętli. Przy kątach impedancji pętli zwarciowej ≤ 20° błąd systematyczny nie przekracza 6% [11]. Innym źródłem błędu opisanej metody jest pominięcie wpływu obciążenia roboczego sieci. Badania skuteczności ochrony przeciwporażeniowej przeprowadza się w obciążonej sieci. Jeżeli nawet badany odbiornik jest wyłączony, to pozostają w ruchu inne odbiorniki. Z dokładnej analizy błędów wynika, że przy zachowaniu dopuszczalnych spadków napięcia w sieci wpływ obciążenia na wyniki impedancji pętli zwarciowej nie przekracza kilku procent [11]. Przypadkowe błędy pomiaru powstają także w następstwie przypadkowych wahań i odchyleń napięcia (głównie ze względu na niejednoczesność pomiaru napięć U 1 i U 2 ). Pomiar miernikiem MZW-5 Widok płyty czołowej miernika przedstawiony jest na rys. 2.2. MIERNIK SKTECZNOŚCI ZEROWANIA U 1 U 2 K POMIAR V KASOWANIE MZW-5 ZWARCIE Fot. 1. Miernik MZW-5 Rys. 2.2. Widok płyty czołowej miernika MZW-5 - 4 - − Ćwiczenie S19 BADANIE UKŁADÓW OCHRONY PRZECIWPORAŻENIOWEJ PREZ ZASTOSOWANIE SAMOCZYNNEGO WYŁĄCZANIA ZASILANIA Pomiar opiera się na przedstawionej powyżej zasadzie wykonywania sztucznego zwarcia. Prąd sztucznego zwarcia w zależności od używanych zacisków wynosi 50 A lub 100 A i uzależniony jest od wartości rezystora R z . W związku z tym wzór obliczeniowy ma postać: Z = R ⋅ U 1 − U 2 p 50 z 1 U 2 (2.6) U − U Z = R ⋅ 1 2 p 100 z 2 U 2 gdzie: R z1 - rezystancja sztucznego zwarcia dla prądu zwarcia 50 A, R z2 - rezystancja sztucznego zwarcia dla prądu zwarcia 100 A, Z p50 - impedancja pętli zwarcia mierzona prądem 50 A, Z p100 - impedancja pętli zwarcia mierzona prądem 100 A. Wartości R z1 i R z2 podane są na płycie tylnej miernika. Przebieg pomiaru a) Połączyć zaciski miernika z badanym urządzeniem przewodami pomiarowymi, zacisk F z zaciskiem przewodu fazowego, zacisk Z p50 (Z p100 ) z obudową chronionego urządzenia (w przypadku gniazda wtyczkowego z kołkiem). b) Dokonać pomiaru napięcia fazowego U 1 . W tym celu przełącznik POMIAR ustawić w pozycji U 1 . c) Dokonać kontroli ciągłości przewodów ochronnych przez ustawienie przełącznika pomiar w pozycję K. Jeżeli woltomierz wskazuje: • napięcie równe napięciu fazowemu U 1 można kontynuować pomiar, • napięcie co najmniej o 5% mniejsze od napięcia sieci, należy orzec o nieskuteczności ochrony, dalsze kontynuowanie pomiarów jest niebezpieczne i bezcelowe. d) Jeżeli próba ciągłości przewodów ochronnych wypadła pomyślnie dokonać pomiaru napięcia U2. W tym celu przełącznik POMIAR ustawić w pozycji U 2 . Jeżeli wskazówka woltomierza nie znajduje się w pozycji „0" wyzerować miernik przy pomocy przycisku KASOWANIE (trzymać wciśnięty, aż wskazówka ustawi się w pozycji „0"). Po wyzerowaniu woltomierza spowodować sztuczne zwarcie przez naciśnięcie przycisku ZWARCIE, następuje impulsowe zadziałanie stycznika. Wskazówka woltomierza płynnym ruchem dojdzie do pewnej wartości po czym zacznie wolno opadać. Maksymalne wskazanie woltomierza jest napięciem U 2 - 5 - [ Pobierz całość w formacie PDF ] |