! Védelmek és auomaikák! 4. eloadás. Védelme ápláló áramváló méreezése. 2002-2003 év, I. félév " Előadó: Póka Gyula PÓKA GYULA
Védelme ápláló áramváló méreezése sacioner és ranziens viszonyokra. PÓKA GYULA 2
Áramváló helyeesíő kapcsolása. Az áramváló lényegében rövidrezár ranszformáor. i pr a primer áram szekunder oldalra redukálva i pr i'g a gerjeszőáram, Z' Z2 isz isz a szekunder áram, Z' a primer ekercs szórási reakanciája és i'g Zo Usz Z reziszenciája, Z2 a szekunder ekercs szórási reakanciája és reziszenciája, Zo az áramváló gerjeszési impedanciája, Z az áramváló szekunder erhelése (összeköő kábel, relék). Áramváló célja: Kezelheő áram: 400-2000 A helye 5 A, 2 A, A Szigeelés: 0-750 kv helye egy ponon földel,kisfeszülségű PÓKA GYULA 3
Áramváló méreezése sacioner üzemi viszonyokra. Alapveő probléma: áramváló hogyan adja vissza a primer áram nagyságá és görbealakjá a szekunder oldalon. Műszermag (0, %, I Ü I n ), relémag (3-5 %, I Z = 5x, 0x, 20x). Minden hiba alapveő oka a gerjeszőáram. Telíés: 50 80 %-os hiba és orzulás. ADATOK: I n áramváló névleges szek. árama Z n áramváló névleges szek. erhelése S n = I n2.z n n V ponossági haárényező, és U K = n V.I n.z n könyökfeszülség Méreezés: I Zmax n V.I n és Z Z n, (vagy S n < I n2.z n ) vagy egyben: U sz = I Zmax Z U K PÓKA GYULA 4
. Áramváló-küszöbfeszülség meghaározása méréssel. Uk log Uk Vizsgál áramváló Ampermérő Ig Volmérő Uk Gerjesző berendezés log Ig Kapcsolási rajz. Diagram. PÓKA GYULA 5
Áramváló-erhelések α-szorzói. PÓKA GYULA 6
Áramváló-ranziens. PÓKA GYULA 7
Védelme ápláló áramváló méreezése ranziens arományban. Lényege: K ranziens úlméreezési ényező érékének meghaározása sacioner viszonyokra vonakozava. PÓKA GYULA 8
Egyszerűsíe helyeesíő kapcsolás. i pr i sz i pr a primer áram szekunder isz oldalra redukálva, i'g a gerjeszőáram, i'g Lo Usz R isz a szekunder áram, Lo gerjeszési indukiviás, R összeköő kábel, védelmek és a szekunder ekercs reziszenciája. PÓKA GYULA 9
Áramváló ekercsfluxusa a szekunder feszülség függvényében. + Ψ = Ψe 0 u sz. d PÓKA GYULA 0
A zárlai áram és a fluxus időfüggvénye közelíő módszerrel meghaározva, zárlai egyenáramú összeevő nélkül. 'csúcs I pr i i sz i ' pr = I 'csúcs pr sin ω [A] ψ 2 'csúcs R I pr ω ψ = R I ' csúcs pr ( cos ω) ω [Vs] 'csúcs R I pr ω PÓKA GYULA
'csúcs I pr A zárlai áram és a fluxus időfüggvénye közelíő módszerrel meghaározva, i zárlai egyenáramú összeevővel. T ' 'csúcs i i = I (e sz pr pr cos ω) T = 0,025 s X = 7,85 R 0 ϑ = 82,74 L B = AN ' AN ig = L0 0 '. ig sz sz.b R I 'csúcs pr ψ T Ψ = Közelíő fluxus: csúcs.i' pr T e T R sin ω ω R I ' csúcs pr ω T = = ω 0,025 s 0,0038 PÓKA GYULA 2
Ponos ranziens méreezés. u e Kiinduló egyenleek: di d dψsz =, sz ue = R isz + L, d ezekből: AN B Továbbá: H, Így: db d = µ 0 µ r db d R i sz = sz + Ψsz = NszΦ = L di d sz N sz BA, AN l 0 r sz = N i Hl és L, R AN sz i pr ' sz g = R L 0 B + L AN sz di pr d 0 = L L µ µ db d 2 0 PÓKA GYULA 3
A primer áram, alaa az indukció (gerjeszőáram, ekercsfluxus) alakulása az idő függvényében elíelen állapoban. i pr B (i g ) Ponos fluxus (kisebb elhanyagolásokkal): csúcs ωtt2 Ψ =.I' pr. ω e T2 T2 T 3 B = T2 T R i ' g e = L AN AN L0 0 '. ig sz sz.b sin ω 2 Elhanyagolások: ϑ 0 0, ϑ 0 90 0 PÓKA GYULA 4
Az indukció (gerjeszőáram, ekercsfluxus) alakulása az idő függvényében elíe állapoban. Alul a orzul szekunder áram. B, ig B K T Torzíásmenes leképzés Tranziens Torzíásmenes leképzés Telíés arománya ' I pr Isz PÓKA GYULA 5
Áramváló eljes elíésmenesíése (remanencia és visszakapcsolás nélkül) K = ω T = X R Uk X.Usz = R R X.R. eff I pr PÓKA GYULA 6
A remanencia figyelembe véele. K úlméreezési ényező helye K szükséges: BR K' = K., ahol K R =.00 % K R BK 00 a legnagyobb remanencia-érék százalékos éréke A szükséges T megállapíásához (kiszámíásához) az alábbi K éréke kell alkalmazni: K= K'. K R 00 B R mérési módszer: CENELEC szabványában: EN 60044-6: 999 PÓKA GYULA 7
Telíési idő közelíő kiszámíása. (remanencia figyelembevéele nélkül) K T =, ha K ω.t, ω T, ha K ω.t PÓKA GYULA 8
Telíési idő ( T ) és a úlméreezési ényező (K) közöi ponos összefüggés. (remanencia figyelembevéele nélkül) K = ω.t.t2 T2 T. e T T2 e T T + T Ha T << T2, akkor K = ω T + e T PÓKA GYULA 9
Telíési idő és a úlméreezési ényező közöi ponos összefüggés, figyelembe véve az egyszeres visszakapcsolás is [C-O-C-O ciklus] (remanencia figyelembevéele nélkül) ' T HI + ' T ω. T.T2 K = T T 2 T2 e e sin ω'.e + T T2 + ω T.T 2 T T 2 e " T " T. T T 2 ahol: K úlméreezési ényező, T zárlai áramkör primer időállandója, ' T elíési idő az első T2 áramváló szekunder időállandója, zárlai ciklusban, az első zárlai áramhullám időarama " T elíési idő a második HI visszakapcsolási holidő, zárlai ciklusban. e + PÓKA GYULA 20
Nemzeközi és magyar szabvány (alapfogalmak, képleek, alkalmazási vezeő, remanencia-mérési módszerek) A ranziens méreezés elmélei és gyakorlai apaszalaai alapján nemzeközi szabvány is készül (IEC 44), majd a CENELEC kiada legújabb szabványá: EN 60044-6: 999 Ennek magyar szabvány-megfelelője: MSZ EN 60044-6: 999. (lekorálás ala) PÓKA GYULA 2
Védelme ápláló áramváló méreezése ranziens viszonyokra. PÓKA GYULA 22
Védelmek méreezése ranziens áramváló-viszonyokra. (.) - áramváló szekunder árama legyen minél kisebb érék, javasol: A (azonos primer zárlai áram és azonos szekunder kábelér-hossz és -kereszmesze kisebb a szekunder kábel-feszülségesés) - védelme beköő szekunder kábelér kereszmeszee legyen nagy, javasol >0 mm 2 (azonos primer zárlai áram és azonos szekunder kábelér-hossz kisebb a szekunder kábel-feszülségesés) - védelem ellenállása legyen kicsi (elekronikus és digiális [numerikus, mikroprocesszoros] védelmeknél ez eleve ado) - áramváló áéele legyen nagy (azonos primer zárlai áram kisebb a szekunder áram, így kisebb a feszülségesés) ÁLTALÁNOS: ervezés segíő ényezők, amelyek K úlméreezési ényező csökkenik: PÓKA GYULA 23
Védelmek méreezése ranziens áramváló-viszonyokra. (2. folyaás.) A.) Teljes elíésmenesség minden zárlara:.) Meg kell állapíani a védelmen áfolyó leheséges 'eff legnagyobb zárlai áramo ( I pr ), és a zárla helyére kiszámío mérésponi impedanciá (X, R ). Ha késég merül fel, melyik zárlai hely eljesíi a feniek szerini mindké szélső feléel, akkor öbb zárlai helyre is el kell végezni a méreezés, és a szigorúbb feléel alkalmazni. 2.) A feni adaokkal a méreezési egyenle: X X 'eff U K.U SZ.R I pr R R PÓKA GYULA 24
Védelmek méreezése ranziens áramváló-viszonyokra. (3. folyaás.) B.) Teljes elíésmenesség az első fokozahaáron és ávolabb fellépő zárlanál, és T elíési időn belüli működés a védelem pillanaműködésű kioldásaira. Beállíása mia szelekív védelmeknél: első fokozahaár végén ne legyen elíés. Távolsági védelem: első fokozahaáron fellépő maximális zárlai áram, amely a védelmen á folyik, úláramvédelem: a gyorsfokoza ( = 0) beállío árama; + a mérésponi impedancia védelem felől számío része. Elvileg szelekív védelmeknél (differenciál elvű véd.): a védelmen áfolyó legnagyobb áramo adó külső zárla a mérékadó; + a mérésponi impedancia védelem felől számío része. PÓKA GYULA 25
" Köszönöm a figyelme.. PÓKA GYULA 26