PL218984B1 - Sposób pomiaru skuteczności samoczynnego wyłączenia zasilania w instalacjach elektrycznych, zwłaszcza zasilanych z zespołów prądotwórczych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób pomiaru skuteczności samoczynnego wyłączenia zasilania w instalacjach elektrycznych, zwłaszcza w instalacjach zasilanych z zespołów prądotwórczych.

Klasyczna metoda pomiaru skuteczności samoczynnego szybkiego wyłączenia w układzie sieciowym realizowana jest w oparciu o pomiar impedancji pętli zwarciowej, determinującej wartość skuteczną spodziewanego prądu zwarciowego, wymuszanego przez sieć niskiego napięcia.

W książce autorstwa Władysława Orlika pt. „Badania i pomiary elektroenergetyczne dla praktyków”, Wydawnictwo i Handel Książkami „KaBe” s.c., Krosno 2011 str. 187-189, opisany jest sposób sprawdzania warunku największego dopuszczalnego czasu wyłączenia zasilania, gdzie pomiar wykonuje się miernikiem impedancji pętli zwarciowej. Według tej metody przyrząd podłącza się do zacisków wejściowych badanego urządzenia, następnie mierzy się wartość impedancji pętli zwarciowej, a następnie określa się z charakterystyki czasowej wyłącznika nadprądowego lub bezpiecznika, prąd wyłączający i oblicza się wartość impedancji pętli zwarciowej ZS i sprawdza czy spełniony jest warunek bezpieczeństwa.

W przypadku zwarcia w instalacji zasilanej z zespołu prądotwórczego, następuje reakcja układów regulacji napięcia i częstotliwości generatora. Ma to istotny wpływ na przebieg czasowy prądu zwarcia, zależny, między innymi od rodzaju zastosowanego układu regulacji napięcia. W związku z tym, generatora agregatu prądotwórczego w chwili zwarcia, nie można traktować jako stacjonarnego źródła napięcia sinusoidalnego. Stacjonarność źródła napięcia jest, z założenia, istotą pomiaru impedancji pętli zwarciowej i spodziewanego prądu zwarciowego, gdyż pomiar odbywa się na zasadzie wyznaczania spadku napięcia w instalacji, podczas kontrolowanego zwarcia między przewodami, przez odpowiednią impedancję. Zatem pomiar impedancji pętli zwarciowej instalacji zasilanej z zespołu prądotwórczego nie pozwala na uzyskanie wiarygodnych wyników odnośnie skuteczności ochrony przeciwporażeniowej, poprzez samoczynne wyłączenie zasilania.

Zgodnie z wynalazkiem ustala się czas zwarcia zacisków jako równy maksymalnemu czasowi samoczynnego wyłączania, przy czym początek zwarcia jest inicjowany w momencie, gdy składowa przejściowa prądu zwarcia jest najmniejsza. Następnie wyznacza się całkę cieplną i na podstawie wartości całki cieplnej i czasu trwania zwarcia oblicza się wartość zastępczego cieplnego prądu zwarciowego, a wynik porównuje się z prądami pobudzającymi zabezpieczenie.

Sposób pomiaru według wynalazku umożliwia pomiar rzeczywistej wartości zastępczej cieplnej prądu zwarciowego, a tym samym wiarygodne określenie skuteczności samoczynnego, wyłączania zasilania w instalacjach zasilanych z zespołów prądotwórczych, niezależnie od przebiegu czasowego prądu zwarciowego. Pomiar prądu zwarciowego metodą klasyczną bywa zawyżony, co powoduje, że zabezpieczenie przez samoczynne wyłączenie zasilania może zostać uznane za skuteczne, a w rzeczywistości nie jest.

Przedmiot wynalazku zostanie bliżej objaśniony na przykładzie wykonania uwidocznionym na rysunku, przedstawiającym schematycznie układ pomiarowy.

P r z y k ł a d.

Do zacisków L, PE i N badanego generatora G jednofazowego, synchronicznego o mocy znamionowej 2,0 kVA i napięciu znamionowym 230 V podłączono za pośrednictwem linii zasilającej LZ odpowiednie zaciski miernika parametrów zwarcia MPZ. Nie podłączono do obwodu żadnego odbiornika mocy. Dodatkowo impedancja Z_S została ustawiona na 0 Ω. Do zacisków U i I miernika podłączono zaciski Y1 i Y2 oscyloskopu cyfrowego OSC, w celu rejestracji przebiegu prądu zwarciowego i zmian napięcia. Na mierniku MPZ ustawiono czas zwarcia na 200 ms. Zwarcie za pośrednictwem przyrządu zapoczątkowano w momencie, gdy napięcie osiągnęło wartość maksymalną. Podczas zwarcia zarejestrowano całkę cieplną I²dt, której wartość wyniosła 128 A²s, a także czas trwania ₂ zwarcia TZ, który wyniósł 201 ms. Na podstawie zarejestrowanej całki I²dt cieplnej obliczono zastępczy prąd zwarciowy jako pierwiastek z ilorazu całki cieplnej przez czas trwania zwarcia TZ, którego wartość wyniosła 25,3 A. Prąd ten porównano z wartością spodziewanego prądu zwarciowego zmierzonego metodą klasyczną, dokonaną zgodnie z PN-HD-60364-6; 2008 i PN-IEC-60364-6-61;2000. Jego wartość w tym przypadku wynosi 37,2 A.

Claims (1)

1. Sposób pomiaru skuteczności samoczynnego wyłączenia zasilania w instalacjach elektrycznych, zwłaszcza zasilanych z zespołów prądotwórczych poprzez zwarcie zacisków w miejscu podłączenia odbiornika, znamienny tym, że ustala się czas zwarcia zacisków L, PE i N jako równy maksymalnemu czasowi samoczynnego wyłączania wynikającego z przepisów za pomocą przyrządu MPZ umożliwiającego pomiar czasu zwarcia i pomiar całki cieplnej, przy czym początek zwarcia jest inicjowany w momencie, gdy składowa przejściowa prądu zwarciowego jest najmniejsza, a następnie na podstawie zarejestrowanej wartości całki cieplnej i czasu trwania zwarcia oblicza się wartość zastępczego prądu cieplnego zwarciowego, a wynik porównuje się z parametrami pobudzającymi zabezpieczenie.