badania zabezpieczeń odległościowych 1. podstawy teoretyczne
advertisement
ĆWICZENIE 4 BADANIA ZABEZPIECZEŃ ODLEGŁOŚCIOWYCH 1. PODSTAWY TEORETYCZNE 1.1. Wiadomości ogólne Przekaźniki odległościowe są stosowane do wykrywania i lokalizacji zwarć międzyfazowych i 1-faz przede wszystkim w sieciach przesyłowych i przesyłowo rozdzielczych (linie o napięciu od 110 kV). Obecnie coraz częściej znajdują także zastosowanie w ważnych liniach sieci średnich napięć do wykrywania zwarć międzyfazowych. Działają one na zasadzie pomiaru odległości od miejsca ich zainstalowania do miejsca zwarcia. Pomiar tej odległości odbywa się pośrednio – poprzez pomiar impedancji pętli zwarcia. Selektywność działania zabezpieczeń odległościowych uzyskuje się poprzez uzależnienie czasu działania od wyniku pomiaru impedancji. Dobrze ilustrują to charakterystyki czasowo impedancyjne, pokazane na rys. 1, których parametry są nastawialne w przekaźniku. A C B Z Z Z t tIII tII tI Z ZIA ZIB ZIIA ZIIIA (Zr-zasięg członów rozruchowych Rys. 1. Charakterystyki czasowo- impedancyjne przekaźnika odległościowego: ZI, ZII, ZIII – strefy impedancyjne, tI, tII, tIII – stopnie czasowe Schodkowe charakterystyki czasowo-impedancyjne (t(Z)) otrzymuje się w wyniku współdziałania członu czasowego przekaźnika odległościowego z jego członem pomiarowym. Element pomiarowy dokonuje lokalizacji zwarcia przez porównanie impedancji zmierzonej Zm 1 z impedancją nastawioną ZI (ZII, ZIII). To porównanie może następować kilkukrotnie, zgodnie z charakterystyką t(Z) zabezpieczenia. Bezpośrednio po wykryciu zwarcia następuje porównanie Zm z ZI. Jeśli ZmZI, to następuje zadziałanie zabezpieczenia, w przeciwnym przypadku następuje przełączenie zasięgu zabezpieczenia na ZII. Jeśli w chwili tII ZmZII, to następuje zadziałanie zabezpieczenia, w przeciwnym przypadku następuje przełączenie zasięgu na ZIII itd. Czas własny (tI) współczesnych cyfrowych przekaźników odległościowych wynosi 20 do 40 ms, starszych przekaźników elektromechanicznych – do 100 ms. W zależności od wykonania, przekaźnik odległościowy może mieć więcej lub mniej stref i stopni, zazwyczaj posiada tzw. I strefę wydłużoną do współpracy z automatyką SPZ lub do współpracy z łączem w.cz. oraz tzw. strefę wsteczną. Przekaźnik odległościowy może posiadać jeden system pomiarowy (przekaźnik jednosystemowy) lub więcej (zwykle 3 lub 6) (przekaźnik wielosystemowy). W przekaźniku jednosystemowym przed rozpoczęciem pomiaru konieczne jest dokonanie odpowiednich przełączeń w obwodach wejściowych układu pomiarowego (1-faz). Musi on zostać włączany na pomiar właściwych sygnałów po rozpoznaniu rodzaju zwarcia. Układ sześciosystemowy nie wymaga takich przełączeń, bowiem poszczególne systemy pomiarowego kontrolują w sposób ciągły wszystkie możliwe pętle zwarciowe, dzięki czemu takie przekaźniki odznaczają się najkrótszymi czasami własnymi. 1.2. Budowa przekaźników odległościowych 1.2.1. Opis ogólny Przekaźnik odległościowy złożony jest z wielu elementów (układów funkcjonalnych), wśród których można najczęściej wyróżnić: a) b) c) d) e) f) g) h) i) j) k) l) układ rozruchowy, układ pomiarowy, układ kierunkowy, układ czasowy, układy logiczne, układy sygnalizacji wewnętrznej i zewnętrznej, układ wykonawczy blok nastawczy, przetworniki wielkości pomiarowych, układ SPZ, układ blokady od kołysań mocy, układ sprzężenia z łączem w.cz. W rozwiązaniach mikroprocesorowych mogą ponadto występować: 2 układy samotestowania, układy rejestracji sygnałów zakłóceniowych, lokalizator miejsca zwarcia, układ sprzęgający do komunikacji światłowodowej i inne S W UE UR UQ PI ULWI PU ULWU UM T+B Rys. 2. Uproszczony schemat blokowy jednosystemowego przekaźnika odległościowego; PI, PU – przetworniki wielkości pomiarowych prądu i napięcia, UR – układ rozruchowy (nadprądowy lub podimpedancyjny), ULWI, ULWU – układy logiczno-wybierające, T+B – układ czasowy z blokiem nastawczym (napięcia i stref omowych), UQ – człon kierunkowy, UM – układ mierzący, UE – układ wykonawczy Na rys. 2 pokazano uproszczony schemat blokowy przekaźnika odległościowego z uwzględnieniem podstawowych jego elementów i funkcjonalnymi powiązaniami pomiędzy nimi. Z chwilą wystąpienia zwarcia w linii, pojawiający się prąd zwarciowy i obniżone napięcie faz zwartych powodują pobudzenie się układów rozruchowych (UR) odpowiednich faz. Działają one bezzwłocznie na układy logiczno-wybierające (ULWI, ULWU) powodując za ich pośrednictwem wybór odpowiednich wielkości napięcia i prądu dla układu pomiarowego (UM) i kierunkowego (UQ) oraz uruchamiają człon czasowy (T+B), który w miarę upływu czasu włącza kolejne strefy pomiarowe. Po stwierdzeniu zwarcia w odpowiedniej strefie następuje wzbudzenie układu wykonawczego (UE), który wysyła sygnał na wyłączenie linii i uruchamia sygnalizację o zadziałaniu przekaźnika. W przypadku zwarcia z tyłu („za plecami przekaźnika”) następuje zablokowanie przekaźnika przez układ kierunkowy (UQ). 3 1.2.2. Układ rozruchowy Układy rozruchowe mogą być w wykonaniu nadprądowym (sieci średnich napięć) lub podimpedancyjnym (sieci przesyłowe i przesyłowo-rozdzielcze). Kryterium prądowe w sieciach przesyłowych i przesyłowo-rozdzielczych nie może stanowić podstawy wykrywania zwarć z tego powodu, że minimalny prąd zwarciowy często niewiele się różni od maksymalnego prądu obciążenia linii. Układy rozruchowe nadprądowe stosuje się wyłącznie w przekaźnikach odległościowych przeznaczonych dla sieci średniego napięcia, w których kryterium prądowe jest wystarczające do wykrycia zwarcia. Nastawia się je identycznie jak zabezpieczenia nadprądowo zwłoczne. Układy rozruchowe powinny spełniać następujące podstawowe wymagania: - powinny pewnie działać podczas zwarć w dowolnym miejscu chronionej linii a także podczas zwarć w następnych odcinkach linii, - nie powinny się pobudzać wskutek ruchowych przeciążeń linii, - w przekaźnikach jednosystemowych powinny bezbłędnie wykrywać rodzaj zwarcia. Podimpedancyjne układy rozruchowe są mniej dokładne niż układy mierzące przekaźnika odległościowego i stale mierzą impedancję linii. W przekaźnikach jednosystemowych układ rozruchowy zawiera trzy elementy podimpedancyjne (po jednym na każdą fazę), które są uzupełnione elementem zerowo-prądowym. Elementy podimpedancyjne są zwykle włączane na napięcia międzyprzewodowe i prądy fazowe. Podczas zwarć z udziałem ziemi element zerowo-prądowy powoduje przełączenie elementów podimpedancyjnych na pomiar napięć fazowych. Charakterystyki pomiarowe podimpedancyjnego układu rozruchowego, jak i układu mierzącego przekaźnika odległościowego są przedstawiane na płaszczyźnie zespolonej impedancji. Są to krzywe ograniczające obszar działania danego układu. Charakterystyka pomiarowa podimpedancyjnego układu rozruchowego powinna mieć taki kształt i usytuowanie na płaszczyźnie impedancji, aby z odpowiednim zapasem obejmowała odcinek impedancji zwarciowej linii ZAB i jednocześnie nie wchodziła w niedozwolony obszar impedancji roboczych linii Zrob. Na rys. 3 pokazano kilka typowych charakterystyk pomiarowych układu rozruchowego z uwzględnieniem obszarów niedozwolonych (zakreskowanego) odpowiadających możliwym położeniom wektora impedancji roboczej linii. Zasięg charakterystyki pomiarowej w kierunku impedancji roboczych linii nie może przekraczać wartości impedancji faz zdrowych linii 4 podczas zwarć jednofazowych, przy uwzględnieniu nałożenia się na prąd obciążenia tych faz tzw. prądu wyrównawczego Iw, pojawiającego się w tych fazach w wyniku zwarcia, co wyraża nierówność (1): Zr U rob. min 3 I rob. max I w (1) gdzie Urob.min – minimalna wartość napięcia faz zdrowych podczas bliskich zwarć jednofazowych (może osiągać wartość 0.85Urob przed wystąpieniem zwarcia), a) b) Zl Zl jX Zr B c) jX A R Zr Zrob jX A B Zk R Zrob d) Zl jX Zl B B A R R A Zrob Zrob Rys. 3. Typowe charakterystyki pomiarowe układu rozruchowego przekaźnika odległościowego dla linii o długości: a) poniżej100 km) , b) ok. 100 km, c), d) powyżej 100 km 1.2.3. Układ mierzący Charakterystyka pomiarowa układu mierzącego powinna być tak ukształtowana, aby na poprawność lokalizacji zwarcia nie miały wpływu różne czynniki fałszujące pomiar odległości do miejsca zwarcia, wśród których istotną rolę odgrywa rezystancja przejścia Rp w miejscu zwarcia. Składa się na nią najczęściej rezystancja łuku i rezystancja uziemienia konstrukcji słupa linii podczas zwarć z ziemią w linii. Jest to rezystancja nieliniowa, zależna od wartości prądu zwarciowego i zawiera się w przedziale wartości od ułamka do kilku omów. Podczas zwarć dodaje się ona do impedancji pętli zwarcia i przez to impedancja zmierzona przestaje 5 być proporcjonalna do odległości do miejsca zwarcia. Rys. 4 ilustruje wpływ rezystancji przejścia Rp na wynik pomiaru impedancji Zm. ZAB jX A Rp ZAK B Z B K Zm>ZAK K ZAK ZAB R A Rys. 4. Impedancja mierzona (Zm) podczas zwarć rezystancyjnych Wpływ rezystancji przejścia na dokładność lokalizacji miejsca zwarcia można zredukować poprzez wybór odpowiedniej charakterystyki pomiarowej o rozszerzonym zasięgu w kierunku osi R. Typowe charakterystyki pomiarowe przekaźników odległościowych pokazano na rys. 4. jX a) Zm jX b) c) Zm Zm R jX R R d) jX e) Zm jX Zm R R Rys. 4. Typowe charakterystyki pomiarowe przekaźników odległościowych; a) charakterystyka kołowa (pełnoimpedancyjna), b) charakterystyka admitancyjna (mho), c) charakterystyka eliptyczna, d) charakterystyka czworokątna, e) charakterystyka reaktancyjna. 6 Spośród pokazanych na rys. 4 charakterystyk najlepiej eliminują wpływ rezystancji przejścia charakterystyki czworokątne i reaktancyjne. Aby wynik pomiaru nie zależał od rodzaju zwarcia, do układu pomiarowego zabezpieczenia odległościowego należy doprowadzić takie wielkości napięcia i prądu zwarciowego, aby w wyniku pomiaru otrzymać wartość impedancji dla składowej zgodnej (Zm=Z1). To będzie spełnione, jeśli podczas zwarć międzyfazowych izolowanych doprowadzi się do tego elementu napięcia międzyfazowe i prądy faz zwartych, natomiast podczas zwarć z udziałem ziemi – napięcia fazowe i prąd fazy zwartej wraz z odpowiednią częścią prądu ziemnozwarciowego. 1.2.4. Człon kierunkowy Zadaniem członu kierunkowego jest blokowanie działania w przypadku wystąpienia zwarcia „za plecami” przekaźnika odległościowego, tj. wtedy, gdy moc zwarciowa przepływa w kierunku od linii do szyn zbiorczych stacji, w której zainstalowany jest przekaźnik. Człon ten jest potrzeby w zabezpieczeniach, w których charakterystyka pomiarowa nie posiada własności kierunkowych (np. charakterystyka pełnoimpedancyjna – rys. 4a). a) b) jX ZI A B (3) K1 C R Z K1 K2 K2 ZI (2) (1) Rys. 5. Rysunek wyjaśniający rolę członu kierunkowego w zabezpieczeniu odległościowym; a) – schemat fragmentu sieci (Z-przekaźnik odległościowy chroniący odcinek linii BC; K1, K2 - założone miejsca zwarcia), b) charakterystyki rozruchowe zabezpieczenia ((1)- charakterystyka członu pomiarowego przekaźnika odległościowego, (2) – charakterystyka członu kierunkowego, (3) – obszar działania zabezpieczenia) Rolę członu kierunkowego w zabezpieczeniu odległościowym posiadającym przykładowo charakterystykę rozruchową pełnoimpedancyjną wyjaśnia rys. 5. Zabezpieczenie odległościowe zainstalowane w stacji B (rys. 5a) powinno reagować na zwarcia w linii chronionej, czyli na zwarcia występujące na odcinku BC (np. zwarcie w p. K1). Zwarcia takie są „widziane” przez to zabezpieczenie w pierwszej ćwiartce płaszczyzny impedancji zespolonej 7 (np. p. K1 na rys. 5b), wektor impedancji zmierzonej odpowiadający powyższemu miejscu zwarcia leży wewnątrz charakterystyki rozruchowej (1) zabezpieczenia, zatem ono zadziała. Jednak wewnątrz tej charakterystyki, lecz w trzeciej ćwiartce, może się także znaleźć wektor impedancji zmierzonej w przypadku zwarcia w linii AB (np. w p.K2), co doprowadzi do zbędnego zadziałania zabezpieczenia. Jak widać, celem zapewnienia selektywności działania zabezpieczenia konieczne jest ograniczenie obszaru jego działania do tej części płaszczyzny impedancji zespolonej, która odpowiada zwarciom w chronionej linii (obszar (3) na rys. 5b). Można to łatwo uzyskać dzięki współpracy członu pomiarowego zabezpieczenia z członem kierunkowym posiadającym np. charakterystykę rozruchową (2) pokazaną na rys. 5b. Człon kierunkowy blokuje działanie zabezpieczenia odległościowego w przypadku, gdy wektor impedancji zmierzonej znajdzie się w obszarze położonym poniżej jego charakterystyki rozruchowej (2). 1.2.5. Człon czasowy Człon czasowy zapewnia podczas zwarcia przełączanie zakresu pomiarowego zabezpieczenia ZI, ZII, ZIII zgodnie z nastawionymi czasami tI, tII, tIII (patrz rys. 1) dobranymi według zasady stopniowania czasów. Czas stopniowania t przyjmuje się w zakresie (0.30.5)s. 2. BADANIE ELEKTROMECHANICZNEGO PRZEKAŹNIKA ODLEGŁOŚCIOWEGO TYPU R1KZ4 2.1. Opis przekaźnika typu R1KZ4 Przekaźnik typu R1KZ4 firmy Siemens jest przewidziany dla sieci średnich napięć kompensowanych lub pracujących z izolowanym punktem neutralnym. Przekaźnik posiada nadmiarowo-prądowe człony rozruchowe. W impedancyjnym członie pomiarowym możliwy jest wybór charakterystyki rozruchowej: impedancyjnej, konduktancyjnej lub mieszanej, przekaźnik nadaje się zatem zarówno dla linii napowietrznych, jak i kablowych. Widok przekaźnika R1KZ4 przedstawiono na rys. 6 a na rys. 7 – uproszczony schemat blokowy tego przekaźnika. 8 Rys. 6. Widok przekaźnika typu R1KZ4 firmy Siemens Zasada współdziałania elementów przekaźnika podczas zwarcia W zależności od rodzaju zwarcia w linii, pobudzają się odpowiednie nadprądowe człony rozruchowe IR lub IT (rys. 7), które uruchamiają człon czasowy T i pobudzają przekaźniki pomocnicze w układzie logiczno przełączającym ULWU. Układ ten dokonuje odpowiednich przełączeń w pomiarowych obwodach napięciowych i prądowych po stronie wtórnej transformatorów pośredniczących, wybierając napięcie i prąd odpowiednich faz (stosownie do rodzaju zwarcia) do członu pomiarowego UM i kierunkowego UQ. Jednocześnie człon czasowy steruje w odpowiednich momentach przełączaniem zakresu członu pomiarowego zgodnie z nastawieniami stref czasowo-omowych. 9 S W UE L1 L2 L3 UQ CT UM IR IT IM T+B VT ULWU Rys. 7. Uproszczony schemat blokowy przekaźnika R1KZ4; IR, IT, IM – człony rozruchowe, UM – człon pomiarowy, UQ – człon kierunkowy, T + B – człon czasowy z blokiem nastawczym, ULWU – układ logiczno wybierający, UE – przekaźnik wykonawczy Człon kierunkowy pracuje z wybiórczością wstępną, to znaczy w stanie spoczynku zestyk jego jest zamknięty, zezwalając na wyłączenie. Podobnie zestyk członu pomiarowego ma również wybiórczość wstępną, a z chwilą podania do układu pomiarowego prądu i napięcia pozostaje w tym położeniu, jeśli zwarcie leży w strefie I lub otwiera się, gdy zwarcie leży poza tą strefą. Zamyka się on dopiero po czasie odpowiadającym strefie, w której znajduje się zwarcie. Gdy moc zwarciowa przepływa w kierunku od szyn zbiorczych do linii, a zestyk członu pomiarowego zamknął się, wówczas zostaje pobudzony przekaźnik wykonawczy UE, który wysyła impuls wyłączający wyłącznik linii. Należy zaznaczyć, że przekaźnik R1KZ4 nie wymaga zasilania z zewnętrznego źródła napięcia pomocniczego. Napięcie to – niezbędne do zasilania obwodów pomocniczych przekaźnika, jest wytwarzane w przekaźniku przez specjalne transformatorni nasyceniowe zasilane prądem wtórnym przekładników prądowych. Pojawia się więc ono tylko podczas trwania zwarcia. Po wyłączeniu linii znika prąd zwarciowy, a z nim także napięcie pomocnicze na zaciskach transformatorów nasyceniowych, w związku z czym odwzbudzają się wszystkie człony i przekaźnik wraca do pozycji spoczynkowej. Jeśli podczas zwarcia moc zwarciowa przepływa w kierunku do szyn zbiorczych, to wyłączenie linii nie nastąpi, gdyż wtedy blokuje człon kierunkowy UQ. W takim przypadku wyłączenie może nastąpić jedynie z czasem końcowym (tv). 10 W przypadku zwarć wielobiegunowych do członu pomiarowego UM i kierunkowego UQ doprowadzane jest napięcie skojarzone zwartych faz oraz prąd jednej z nich (np. przy zwarciu L1-L2: UL12 oraz IL1). Podczas zwarć podwójnych z ziemią pobudza się dodatkowo (poza członami IR lub IT) nadmiarowo-prądowy, nienastawialny człon rozruchowy ziemnozwarciowy IM, który przełącza człony UM i UQ na wielkości fazowe (np. przy zwarciu L1-L2 przez ziemię: UL1 oraz (IL1 + 3kI0)/2, przy czym k=1/3(X0/X1-1) – współczynnik kompensacji prądowej). Podstawowe dane techniczne przekaźnika R1KZ4 Napięcie znamionowe Prąd znamionowy Zakres członów rozruchowych IR, IT Prąd pobudzenia członu rozruchowego IM Czas własny przekaźnika Czułość kierunkowa Minimalna wartość nastawienia strefy I Maksymalna wartość nastawienia strefy III Kąt przesunięcia wewnętrznego członu kierunkowego - 100 V, - 5 A, - 5 10 A, - 5 A, - 0.08 0.1 s, - 1% Un przy I=5A, - 2ZI = 0.1 , - 2ZI = 203 . - (40 50)0 ind 2.2. Nastawianie przekaźnika typu R1KZ4 Odpowiednią charakterystykę rozruchową przekaźnika wybiera się w zależności od kąta impedancji zabezpieczanej linii. Uzyskuje się to dzięki zmianie pozycji nakładek mostków znajdujących się w lewym dolnym rogu przekaźnika. Zasięg poszczególnych stref impedancyjnych jest nastawiany opornikiem przez dobór odpowiednich wartości r i wybór odpowiedniego zaczepu c transformatora pomocniczego. Do zacisków dolnych przekaźnika są przyłączone opory nastawcze według systemu dualnego. Wartości tych oporów są wypisane na płycie czołowej przekaźnika. Pierwsza grupa oporów, oznaczona przez rI służy do nastawienia zasięgu pierwszej strefy. Podobnie grupy oporów rII i rIII służą do nastawienia drugiej i trzeciej strefy. Przez odpowiedni wybór i zwarcie części zacisków można dokładnie nastawić żądaną długość strefy. Wybór odpowiedniego współczynnika c pozwala na zmniejszenie lub rozszerzenie zakresu nastawień. Mając określone dla danego przekaźnika pierwotne impedancje poszczególnych stref X I, RI, XII, RII, itd., oblicza się wartości rI, RII, itd., które nastawia się w przekaźniku, zgodnie z zależnościami: a) podczas pracy przekaźnika w układzie pomiaru impedancji 11 r 2 i c u R2 X 2 (2) b) podczas pracy przekaźnika w układzie pomiaru impedancji mieszanej r 2 i 1.05 X c u (3) c) podczas pracy przekaźnika w układzie pomiaru konduktancji r 1 i X2 (R ) c u R (4) gdzie: i, u – przekładnia przekładników prądowych i napięciowych zasilających przekaźnik. 2.3. Układ pomiarowy do laboratoryjnego badania przekaźnika typu R1KZ4 Schemat ideowy układu pomiarowego do badania przekaźnika R1KZ4 przedstawiono na rys. 8. Przyłączenie obwodów prądowych i napięciowych do zacisków przekaźnika odpowiada na tym rysunku przypadkowi zwarcia dwufazowego A-B (L1-L2). W obwodzie prądowym, za pomocą autotransformatora AT1, nastawia się żądaną wartość prądu I, zaś w obwodzie napięciowym, za pośrednictwem autotransformatora AT2, nastawia się wartość napięcia U AB (UL12) odpowiadającą napięciu pętli zwarciowej. Przesuwnik fazowy PF w obwodzie napięciowym służy do nastawiania żądanej wartości kąta fazowego pomiędzy prądem I a napięciem UAB. Watomierz W służy do ustalenia zerowego położenia przesuwnika fazowego. W pokazanym układzie pomiarowym można wyznaczyć charakterystyki przekaźnika dla dowolnego rodzaju zwarcia. Niezbędne jest tylko odpowiednie przyłączenie do zacisków przekaźnika obwodów zasilających – prądowego i napięciowego. 12 S 1 2 3 4 R1KZ4 1 2 AT1 A … 6 7 … 19 20 W W1 W2 AT2 PF V Rys. 8. Schemat ideowy układu pomiarowego do badania przekaźnika R1KZ4; A – amperomierz, V, woltomierz, W – watomierz, W1, W2, wyłączniki, S – sekundomierz, AT1, AT2, autotransformatory, PF – przesuwnik fazowy 2.4. Pomiar charakterystyki kołowej członu mierzącego przekaźnika R1KZ4 Przed przystąpieniem do pomiarów należy obliczyć nastawienia badanego przekaźnika na podstawie następujących danych: a) reaktancji i rezystancji zabezpieczanej linii, b) przekładni przekładników prądowych i napięciowych linii, c) zasięgu I, II i III strefy, d) wartości czasów opóźnienia w poszczególnych strefach, które poda prowadzący. Na podstawie wymienionych danych należy: a) wybrać właściwą charakterystykę członu pomiarowego, b) obliczyć nastawienia przekaźnika zgodnie z wytycznymi zawartymi w podrozdziale 2.2. Charakterystykę kołową członu pomiarowego wyznacza się dla strefy I. W tym celu należy zestyk ślizgowy członu czasowego tI nastawić na zero, zaś wszystkie pozostałe na t = . Na bloku nastawczym nastawia się wartości r poszczególnych stref, zgodnie z wynikami obliczeń. 13 Sposób wykonania pomiarów W pierwszej kolejności należy wyskalować przesuwnik fazowy PF. Za pomocą autotransformatora AT1 nastawia się w obwodzie prądowym prąd o wartości I = 2In, autotransformatorem AT2 zaś nastawia się napięcie UAB równe połowie napięcia znamionowego. Zmieniając położenie wirnika przesuwnika fazowego doprowadza się wskazania watomierza W do zera. Oznacza to, że przesunięcie między wektorami I oraz UAB wynosi /2. Poprzez zwarcie uzwojenia prądowego watomierza sprawdza się ponadto, czy przesunięcie to jest charakteru indukcyjnego (wychylenie wskazówki w lewo), czy pojemnościowego. Następnie przystępuje się do wyznaczania kolejnych punktów charakterystyki Zm=f(). Przy napięciu UAB=0.5Un włącza się wyłącznik W1, nastawiając w obwodzie prądowym prąd o wartości 2In, którą utrzymuje się stałą przez cały czas pomiarów. Pomiary rozpoczyna się przy kącie = 00, a następnie przy kątach pojemnościowych i indukcyjnych, które zmieniamy co 100. Następnie autotransformatorem AT2 obniża się płynnie napięcie UAB aż do zadziałania przekaźnika. Wartość napięcia UrAB, przy której przekaźnik zadziałał, notuje się w tabeli 1. Tabela 1. Wyniki pomiarów charakterystyki kołowej członu pomiarowego Przekaźnik odległościowy: In = …………… Typ……………. Un = …………. Nr fabr………………………. Lp I Ur Zr Uwagi - A 10 V - 1 2 3 Na podstawie wyników pomiarów wykreśla się charakterystykę Zr = f(), przy czym Zr określa się z zależności (5): U rAB (5) 2I Dla porównania należy na tym samym rysunku wykreślić charakterystykę teoretyczną. Zr 2.5. Pomiar charakterystyki impedancyjno-czasowej t=f(Z) Przed przystąpieniem do pomiarów należy: 14 a) nastawić człon czasowy T zgodnie z podanymi wartościami opóźnień dla poszczególnych stref, b) ustawić na przesuwniku fazowym kąt równy kątowi impedancji linii, c) w obwodzie prądowym nastawić prąd o wartości I = 2In, który utrzymuje się stały podczas wszystkich pomiarów. Pomiary rozpoczyna się od UAB = 0. Włączając wyłącznik W1 wywołuje się w obwodzie prądowym przepływ prądu i tym samym zadziałanie przekaźnika. Czas działania przekaźnika mierzy sekundomierz S. Następne pomiary wykonuje się w ten sam sposób przy różnych wartościach napięcia UAB, które zwiększa się co 5 V. Dla każdego napięcia pomiar wykonuje się trzykrotnie w celu uzyskania średniego czasu działania przekaźnika tśr. Punkty pomiarowe zagęszcza się przy przechodzeniu z jednej strefy do drugiej. Wyniki pomiarów notuje się w tabeli 2. Tabela 21. Wyniki pomiarów charakterystyki impedancyjno-czasowej Przekaźnik odległościowy: Typ…………. Nr fabr………….. Lp In = ………….. I U Zm 3t tśr A V s s 1 2 3 4 Un = …………….. Nastawienia Strefa X I II III IV t s Podczas trwania pomiarów kontroluje się wartość prądu I = 2In = const. Na podstawie wyników pomiarów sporządza się wykres tśr = f(Zm), przy czym Zm oblicza się z zależności (5). Dla porównania wykreśla się również charakterystykę teoretyczną (nastawioną) t = f(Zm). 15
