."¦$&¦ L v Opublikowano dnia 2 wrzesnia 1957 r.U0ZhVo!t_ ' ir POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 40048 Inz. mgr Stanislaiu Dominko Warszawa, Polska Inz. mgr Boleslaw Kartaszynski Warszawa, Polska KI. 21 c, 68/60 Sposób badania zabezpieczen przekaznikowych elementu ukladu elektroenergetycznego pradem pierwotnym i urzadzenie do badania zabezpieczen przekaznikowych tjjm sposobem Patent trwa od dnia 15 maja 1956 r.Wynalazek dotyczy badania zabezpieczen ge¬ neratorów, transformatorów, linii wysokiego napiecia, szyn zbiorczych i innych podstawo¬ wych elementów ukladu elektroenergetycznego.Jak wiadomo przed oddaniem do eksploatacji zabezpieczen, nalezy je sprawdzic pradem pier¬ wotnym, mianowicie w obwodzie pierwotnym elementu elektroenergetycznego wymusza sie rozplyw pradów o stosunkowo duzym nateze¬ niu, co powoduje odpowiedni rozplyw pradów w obwodach wtórnych zabezpieczenia. Podobne badania przeprowadza sie równiez w przypad¬ ku stwierdzenia nieprawidlowosci dzialania za¬ bezpieczen w czasie eksploatacji.Przeprowadzanie badan pradem pierwotnym nie zostalo do tej pory rozwiazane w sposób technicznie i ekonomicznie zadowalajacy.Jedna ze znanych metod polega na odtworze¬ niu sztucznego zwarcia trójfazowego na jednym z konców zabezpieczonego elementu i zasileniu jego drugiego konca ze specjalnie wydzielonej pradnicy synchronicznej o napieciu podnoszo¬ nym stopniowo przez regulacje wzbudzenia pradnicy. Sposób ten zwany „najezdzaniem" po¬ siada szereg powaznych wad. Praede wszystkim sposób ten uniemozliwia badanie zabezpieczen w warunkach odpowiadajacych czesto zacho- dzacym w praktyce zwarciom niesymetrycznym.W praktyce stwierdzono szereg przypadków -nieprawidlowego zadzialania zabezpieczen róz¬ nicowych sprawdzonych uprzednio z pomysl¬ nym wynikiem sposobem „najezdzania", po dru¬ gie wymaga duzej pracochlonnosci i duzego kosztu badan spowodowanego koniecznoscia za¬ trudnienia przy badaniach znacznej liczby osób obslugujacych turbozefpól oraz urzadzenia wy¬ sokiego napiecia, jak równiez koniecznoscia zuzycia wegla.Po trzecie nie moze byc zastosowany w wielu przypadkach, gdy wyodrebnienie dla prób ukladu zasilajacego nie jest mozliwe lub gdy ze wzgledów ruchowych jest niemozliwe wyko¬ rzystanie odrebnego turbozespolu.Wreszcie po czwarte sposób ten wymaga przesylania znacznych pradów o natezeniu rze¬ du setek i tysiecy amperów czesto na stosunko¬ wo duze odleglosci, co powoduje duze straty energii.Nalezy podkreslic, ze moc potrzebna do zasi¬ lania przekladników pradowych badanych za¬ bezpieczen jest stosunkowo mala, rzedu kilku kW, a dla jej wytworzenia angazuje sie urza¬ dzenie wytwórcze o zdolnosci wytwórczej tysia¬ ce razy wiekszej.Inna metoda badania zabezpieczen pradem pierwotnym, zreszta u nas rzadko stosowana, polega na wykorzystaniu wydzielonego trans¬ formatora mocy jako zródla pradu pierwotnego o obnizonym napieciu. Metoda ta, wymagajaca zastosowania wybranego transformatora mocy oraz zainstalowania prowizorycznych polaczen kablowych w rozdzielni, nie daje mozliwosci regulacji pradu pierwotnego przy badaniach oraz moze byc niebezpieczna dla obslugi z uwa¬ gi na prowizoryczny charakter wykorzystywa¬ nych urzadzen wysokiego napiecia i kabli la¬ czacych lub wymaga wykonania do tego celu specjalnych instalacji. Nadto zakres zastosowa¬ nia jest ograniczony (zwykle w obrebie elektro¬ wni).Istnieja co prawda metody badan zabezpie¬ czen nadpradowych, polegajace na wytworzeniu, za pomoca zródla pomocniczego, pradu zmien¬ nego o duzym natezeniu i przepuszczeniu tego pradu przez uzwojenie pierwotne przekladnika pradowego zabezpieczenia w celu wymuszenia odpowiedniego pradu w uzwojeniu wtórnym tego przekladnika.Metody te zupelnie sie nie nadaja do bada¬ nia pradem pierwotnym zabezpieczen porów¬ nawczych (np. róznicowych), dzialajacych na aasadzie porównania róznicy (ewentualnie sumy, fazy) pradów wtórnych przekladników prado¬ wych odpowiednio polaczonych ze soba i z przekaznikami zabezpieczajacymi.Celem wynalazku jest zastapienie istniejacych niedoskonalych metod badania zabezpieczen przekaznikowych pradem pierwotnym — uni¬ wersalnym sposobem technicznie doskonal¬ szym i ekononiiczniejszyin.Przedmiotem wynalazku jest sposób badania zabezpieczen przekaznikowych pradem pier¬ wotnym o stosunkowo duzym natezeniu, wymu¬ szajacym pozadany rozplyw pradów w obwo¬ dach* wtórnych zabezpieczen porównawczych, oraz urzadzenia do badania zabezpieczen prze¬ kaznikowych tym sposobem.Sposób wedlug wynalazku opiera sie na wy¬ korzystaniu do badan pradu pierwotnego, po¬ dobnie jak to ma miejsce w innych metodach, lecz w odróznieniu od znanych metod. Sposób ten polega na tym,, ze prad pierwotny przepusz¬ cza sie nie przez caly obwód pierwotny, lecz jedynie przez uzwojenie pierwotne przekladni¬ ków pradowych. W tym celu odtwarza sie mo¬ del elektryczny zabezpieczanego elementu ele¬ ktroenergetycznego i zasila sie ten model pra¬ dami o stosunkowo malym natezeniu z pomoc-, niczego zródla pradu zmiennego niskiego napie¬ cia i model ten sprzega sie z uzwojeniami pier¬ wotnymi przekladników pradowych elementu zabezpieczanego.Na rysunku fig. 1. przedstawia schemat ukla¬ du pomiarowego do badania zabezpieczenia spo¬ sobem wedlug wynalazku przy uzyciu modelu transformatora 2 — 3, a fig. 2 — przedstawia uproszczony uklad, w którym pominieto model 2 — 3 podany na fig. 1, a zamiast niego wyko¬ rzystano czesc obwodu pierwotnego elementu zabezpieczonego, w tym przypadku uzwojenia transformatora mocy.Uklad pomiarowy przedstawiony aa fig. 1 sklada sie z niskonapieciowych jednofazowych transformatorów 2 — 3, sluzacych do odtwo¬ rzenia grupy polaczen transformatora mocy 1 przez odpowiednie polaczenie ich uzwojen 2 i 3.Dla uzyskania przekladni odpowiadajacej prze¬ kladni transformatora mocy odpowiednio na¬ stawia sie -podczas próby suwaki 4 po jednej stronie uzwojen transformatora 2—3. Poza tym uklad zawiera amperomierze 5 i 6, prze¬ wody laczeniowe 7 i 23, przekladniki pradowe niskonapieciowe (probiercze) 8—19 i 16—21, sluzace do wytworzenia pradu pierwotnego o dowolnym natezeniu, gdyz przekladniki te maja kilka odczepów na swoich uzwojeniach, zwie¬ racze niskonapieciowe 10, 11, 12 i 13, 14, 15, sluzace do odtwarzania wszelkiego rodzaju zwarc (jedno, dwu i trójfazowych) w strefie i poza strefa chroniona zabezpieczeniem rózni¬ cowym 18.Uklad jest zasilany z sieci pradu zmiennego napieciem 220 lub 380 V.Zwieraczami 13, 14, 15 imituje sie zwarcie np. trójfazowe poza strefa chroniona. 9W wyniku przylozonego napiecia w fazach R S T poplyna prady przez amperomierze 6, przez uzwojenia pierwotne 8 przekladników probierczych 8—19 i dalej przewodami 7 do uz¬ wojen 2.Nastepnie prady te transformuja sie na uzwo¬ jenia 3 zgodnie z grupa polaczen i przekladnia transformatora mocy I, dalej przewodami 23 transformowane prady plyna do uzwojen 26, amperomierzy 5 i zwieraczy 23, 14, 15, przy czym zwieracze 10, 11, 12 sa otwarte.W ten sposób zamyka sie obwód o malym na¬ tezeniu pradowym, rzedu kilkunastu amperów.Jest to obwód zasilajacy przekladniki 8—19 i 16—21, które ponizej beda nazywane „probier¬ czymi".W uzwojeniach wtórnych przekladników pro¬ bierczych transformuja sie prady rzedu setek i tysiecy amperów i zasilaja uzwojenia pierwo¬ tne przekladników pradowych zabezpieczenia 20—9 i 22—17.Tak wiec prady plynace w uzwojeniach 8 o wartosci kilkunastu amperów, transformuja sie w uzwojeniach 19 na prady o duzym natezeniu, które poplyna do uzwojen 20.Jednoczesnie w analogiczny sposób jak wyzej prady plynace w uzwojeniach 16 transformuja sie do uzwojen 21, które zasilaja uzwojenia 22.Prady, wytworzone w uzwojeniach 9 i 17 przekladników pradowych zabezpieczenia, roz¬ plywaja sie w obwodach wtórnych,tak, jak przy badaniu sposobami dotychczas znanymi.Na podstawie rozplywu pradów, okreslonego znanymi sposobami, lub wektoromierzem klesz¬ czowym bez uzycia jakichkolwiek innych przy¬ rzadów stwierdza sie czy zabezpieczenie rózni¬ cowe jest prawidlowo wykonane.Dla odtworzenia zwarc dwufazowych zamyka sie odpowiednie zwieracze: 13 i 14, 13 i 15 lub 14 i 15.Aby sprawdzic, ze zabezpieczenie róznicowe dziala prawidlowo przy zwarciach wewnetrz¬ nych, czyli w strefie chronionej przez to za¬ bezpieczenie, zamyka sie w odpowiedni sposób zwieracze 10, 11, 12.Dokladnosc pomiaru odpowiada dokladnosci uzytych amperomierzy i przekladników pro¬ bierczych.Jakkolwiek podany na rysunku fig. 1 uklad pomiarowy moze byc ogólnie stosowany dla ba¬ dania zabezpieczen dowolnych elementów ukla¬ du elektroenergetycznego, jednak w wielu przy¬ padkach moze on byc znacznie uproszczony.Na przyklad gdy elementem zabezpieczonym jest pradnica synchroniczna odpada koniecznosc stosowania modelu, skojarzonego z transforma¬ torów jednofazowych 2—3.Szczególnie uklad pomiarowy mozna uproscic, gdy zabezpieczany element energetyczny nie posiada na wyjsciu zadnej ze stron zacisków zwartych we wspólny punkt zerowy. Uprosza czenie to polega na tym, ze pomija sie wyzej wspomniany model i przewody laczeniowe a zamiast tego wykorzystuje sie czesc obwodu pierwotnego zabezpieczonego elementu. Pozo¬ staja tylko przekladniki probiercze.Uproszczenie to stanowi druga bardzo istotna - ceche znamienna wynalazku-, ^Ja-rysunku-fig. 2 uwidacznia tego rodzaju uproszczony uklad ba¬ dawczy w zastosowaniu do transformatora o grupie polaczen Yd 11.Jasne, ze uklad ten pozostaje w mocy dla transformatorów o dowolnej grupie polaczen, gdyz role modelu odtwarzajacego przekladnie i grupe polaczen, danego transformatora spel¬ nia on sam z ta róznica, ze w tym przypadku przez jego uzwojenia plyna prady, podczas gdy przy badaniu wedlug schematu na fig. 1 prady przez uzwojenia obiektu 1 nie plyna.Prady plynace w uzwojeniach transformatora mocy nie sa duze i sa ograniczone opornoscia¬ mi tych uzwojen, przekladników pradowych itd., prady zas w uzwojeniach pierwotnych przekladników pradowych zabezpieczenia beda duze i zalezne od przekladni przekladników probierczych.Uklad pomiarowy wedlug wynalazku jest za¬ silany z sieci niskiego napiecia.Na rysunku fig. 2 przedstawia przykladowy rozplyw pradów przy imitacji zwarcia trójfazo¬ wego poza strefa chroniona zabezpieczeniem róznicowym. Jak widac prady IX, rzedu kilku lub kilkunastu amperów, plynace przez prze¬ kladniki probiercze 8—19 transformuja sie na duze prady, analogicznie jak to bylo powie¬ dziane wyzej przy opisie dzialania ukladu po¬ miarowego wedlug fig. 1.Z drugiej strony prady IX sa transformowa¬ ne zgodnie z przekladnia i grupa polaczen tran¬ sformatora mocy 1 na prady I A, Prady IA transformuja sie na. odpowiednio duze prady w przekladmikach probierczych 26— 21.Tak wiec przeplyw pradów w obwodach za¬ bezpieczenia róznicowego jest taki sam jak przy ..najezdzaniu'*. — 3 —W przypadku grupy polaczen transformatora mocy nie skrecajacej wektorów pradowych, np, gwiazda-gwiazda, mozna w celu pominiecia opornosci uzwojen transformatora mocy ominac je przez odpowiednie zwieranie.W niektórych przypadkach korzystnie jest za* silac uklad od strony uzwojen transformatora mocy, polaczonych w trójkat preez co zmniejsza sie opornosc ukladu pomiarowego, gdyz trójkat jest po stronie napiecia nizszego. Wtedy zwie¬ racze: 13, 14, 15 oraz 10, 11„ 12 nalezy umiescic po stronie przeciwnej do zasilania.Sposób badania zabezpieczen wedlug wyna¬ lazku nie ogranicza sie bynajmniej do elemen¬ tów o charakterze przelotowym, zawierajacych jedno wejscie i jedno wyjscie, lecz moze byc w calej rozciaglosci zastosowany do elementów o dowolnej liczbie uzwojen albo rozgalezien, np. do bloków generator-transformator z odczepem, do transformatorów wdelozwojeniowych lub szyn zbiorczych stacji.W celu zbadania tych zabezpieczen mozna przeprowadzic pomiary etapami, stosujac uklad pomiarowy wedlug fig. 1 wzglednie fig. 2 do dowolnej odpowiednio wybranej pary uzwojen lub odgalezien. Mozna równiez odtworzyc uklad zasilany równoczesnie wielostronnie.Opisane przyklady zastosowania podanego sposobu pomiaru nie wyczerpuja oczywiscie wszystkie mozliwosci jego zastosowania.Z pozytkiem moze on znalezc zastosowanie przy badaniu zabezpieczen sieciowych wzdluz¬ nych porównawczych kierunkowych, porówna¬ wczych fazowych pradowych i ogólnie do za¬ bezpieczen laczowych.Istnieje równiez mozliwosc wykorzystania po¬ danego sposobu wedlug wynalazku do badania zabezpieczen innych typów poza strefowymi, np. zabezpieczen odleglosciowych.Jakkolwiek w tym przypadku wykorzystuje sie przekladniki pradowe umieszczone po jed¬ nej tylko ze stron zabezpieczanego odcinka li¬ nii, jednak przez wykorzystanie przewodów tej linii jako jej modelu elektrycznego oraz przez odtwarzanie na jej koncu rozmaitych zwarc otrzyma sie moznosc uzyskania na poczatku pewnych strat napiecia, które beda wykorzy¬ stane do oceny pracy zabezpieczen odlegloscio¬ wych. PL