Zastosowanie zabezpieczeń ziemnozwarciowych kierunkowych w sieciach IT niskiego napięcia

Mupasz 902E z zaimplementowanym zabezpieczeniem ziemnozwarciowym kierunkowym pracujący w sieciach nn
Mupasz 902E z zaimplementowanym zabezpieczeniem ziemnozwarciowym kierunkowym pracujący w sieciach nn
Fot. Redakcja EI

Spośród wielu rodzajów zakłóceń występujących podczas pracy sieci rozdzielczych, najczęściej mamy do czynienia ze zwarciami doziemnymi (stanowią one 70–90% wszystkich zwarć). W wyniku ich powstania może dojść do uszkodzenia elementów składowych sieci, jak i współpracujących z nią urządzeń odbiorczych. W celu ograniczenia niepożądanych skutków stosuje się urządzenia zabezpieczeniowe, których zadaniem jest likwidacja powstałych zakłóceń. Od zainstalowanych zabezpieczeń wymaga się, aby ich działanie było pewne, selektywne i możliwie jak najszybsze. W artykule opisano rozwiązania dotyczące sieci z izolowanym punktem neutralnym (IT).

Powszechnie zabezpieczenia od zwarć doziemnych stosowane w sieciach IT ze względu na sposób wykrywania doziemień można podzielić na dwie grupy:

a) działające w oparciu o pomiar rezystancji doziemnej (zabezpieczenia upływnościowe),

b) działające w oparciu o wartości skuteczne prądów i napięć występujących w sieci.

Urządzenia z pierwszej grupy są stosowane głównie w sieciach nn, natomiast urządzenia drugiej grupy znajdują zastosowanie w sieciach SN. W przypadku zabezpieczeń upływnościowych wprowadza się źródło sygnału pomiarowego, które włączone jest pomiędzy ziemią – odniesieniem a punktem neutralnym sieci. Potencjał punktu neutralnego uzyskuje się najczęściej za pomocą trzech dławików połączonych w gwiazdę (rys. 1.).

Schemat sieci nn z izolowanym punktem neutralnym przedstawiający rozpływ składowej zerowej prądu w przypadku powstania zwarcia doziemnego
Rys. 1. Schemat sieci nn z izolowanym punktem neutralnym przedstawiający rozpływ składowej zerowej prądu w przypadku powstania zwarcia doziemnego

W najprostszych rozwiązaniach sygnał pomiarowy jest napięciem stałym. Na podstawie jego wartości oraz wartości płynącego prądu oblicza się rezystancję doziemną sieci. W przypadku gdy wartość mierzonej rezystancji spadnie poniżej ustawionego progu rozruchowego, dochodzi do zadziałania zabezpieczenia, efektem czego jest wyłączenie sieci. Rozwiązanie takie najlepiej nadaje się do sieci o strukturze nierozbudowanej, gdyż w przypadku występowania wielu odpływów nie jest możliwe zapewnienie selektywności, tj. zidentyfikowania, w którym odpływie doszło do doziemienia. W przypadku gdy selektywność jest wymagana, stosuje się bardziej zaawansowane metody pomiaru upływności np. AMP (Adaptive Measuring Pulse) [3].

Czytaj też: Organizacja prac pod napięciem w Polsce >>

Metoda ta wymaga zastosowania kluczowanego napięcia pomiarowego, dostosowującego się do parametrów sieci. Dodatkowo konieczne jest zastosowanie przekładników posiadających szerokie pasmo częstotliwościowe, zainstalowanych w różnych miejscach sieci oraz zaawansowanych filtrów pomiarowych, pozwalających na oddzielenie prądów upływowych pochodzących z napięcia sieciowego, od prądów upływowych pochodzących z układu pomiarowego. Z uwagi na powszechność stosowania przekształtników półprzewodnikowych, przebiegi prądów i napięć sieciowych są mocno zniekształcone. W takiej sytuacji istnieją trudności z rozróżnieniem, które składowe przebiegów pochodzą ze źródła pomiarowego, a które pochodzą ze zniekształceń rozpływów sieciowych. W takiej sytuacji dochodzi do zwiększenia niepewności wykrywania doziemienia, a w praktyce w celu wyeliminowania zbędnych wyłączeń, najczęściej wydłuża się czas reakcji zabezpieczeń. Z powodu powyższej niedogodności oraz relatywnie wysokich kosztów związanych z zastosowaniem ww. rozwiązania w sieciach IT nn, w Instytucie Tele- i Radiotechnicznym przy współpracy z OPA-ROW podjęto prace badawcze związane z możliwością zastosowania zabezpieczeń działających w oparciu o wartości skuteczne prądów i napięć występujących w sieci, które są szeroko wykorzystywane w sieciach SN.

Literatura

  1. J. Dumała, Zabezpieczenia od skutków zwarć doziemnych w kopalnianych sieciach średniego napięcia, „Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa” 2006.
  2. P. Kacejko, J. Machowski, Zwarcia w systemach elektroenergetycznych, PWN, Warszawa 2019.
  3. P. Kluk, Selektywna identyfikacja odpływów z uszkodzoną izolacją doziemną w wieloodpływowych sieciach elektroenergetycznych z izolowanym punktem neutralnym, „Elektronika” 2007.

W artykule:

• Konfiguracja sieci w trakcie zwarcia
• Selektywność rozwiązania
• Implementacja metody w urządzeniu zabezpieczeniowym

streszczenie

Spośród wielu rodzajów zakłóceń występujących podczas pracy sieci rozdzielczych, najczęściej mamy do czynienia ze zwarciami doziemnymi. W wyniku ich powstania może dojść do uszkodzenia elementów składowych sieci, jak i współpracujących z nią urządzeń odbiorczych. W celu ograniczenia niepożądanych skutków stosuje się urządzenia zabezpieczeniowe, których zadaniem jest likwidacja powstałych zakłóceń. Od zainstalowanych zabezpieczeń wymaga się, aby ich działanie było pewne, selektywne i możliwie jak najszybsze. W przypadku sieci IT niskiego napięcia, wartości pojawiających się prądów doziemnych posiadają niewielkie wartości, co utrudnia realizację zabezpieczeń spełniających ww. wymagania. W artykule przedstawiono podstawowe kryteria wykrywania zwarć doziemnych oraz sposoby ich realizacji. Przedstawiono doświadczenia praktyczne przy instalacji zabezpieczeń przez ITR przy współpracy z OPA-ROW.



abstract

Application of directional earth fault protection in low voltage IT networks

Among many sources of faults in power distribution networks, the most common are earth faults. They can lead to the damage of network elements and the connected equipment. In order to reduce the negative results, protective devices are used. The protective devices have to act reliably, quickly and selectively. In the case of low voltage IT networks, the earth currents resulting during the earth faults have low values which makes the protective devices difficult to construct. In the paper the basic criteria for earth fault detection as well as their realizations have been described. The practical experience obtained during the installation of protective devices by ITR with the cooperation of OPA-ROW has also been described.

Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!

[instalacje elektroenergetyczne, zastosowanie zabezpieczeń ziemnozwarciowych, sieci IT, sieć niskiego napięcia, sieci rozdzielcze, urządzenia zabezpieczeniowe, sieci nn, sieć IT niskiego napięcia]

Ten artykuł jest PŁATNY. Aby go przeczytać, wykup dostęp.
DOSTĘP ABONAMENTOWY
DOSTĘP SMS
Dostęp za pomocą SMS czasowo zawieszony







Reklamacje usługi prosimy zgłaszać przez formularz reklamacyjny
Masz już abonament - zaloguj się:
:
:
zapomniałem hasła
Nie posiadasz konta - kliknij i załóż »
Nie masz abonamentu - wykup dostęp:
Abonament umożliwia zalogowanym użytkownikom dostęp do wszystkich płatnych treści na naszym portalu.
Dostępne opcje abonamentowe:
Pakiet: dwuletnia prenumerata papierowa (20 numerów) + dwuletni dostęp do wszystkich treści portalu (730 dni) - 185,00 zł
Prenumerata + on-line w promocyjnej cenie. ► ZAMÓW
Pakiet: roczna prenumerata papierowa (10 numerów) + roczny dostęp do wszystkich treści portalu (365 dni) - 105,00 zł
Prenumerata + on-line w promocyjnej cenie. ► ZAMÓW
Pakiet: półroczna prenumerata papierowa (5 numerów) + półroczny dostęp do wszystkich treści portalu (183 dni) - 75,00 zł
Prenumerata + on-line w promocyjnej cenie. ► ZAMÓW
Prenumerata elektroniczna (365 dni) - 79,00 zł
Roczny dostęp do wszystkich płatnych treści naszego portalu.
Prenumerata elektroniczna (30 dni) - 15,00 zł
30 dniowy dostęp do wszystkich płatnych treści naszego portalu.
Prenumerata edukacyjna - roczna elektro.info - 75,00 zł
dla studentów: prenumerata + dostęp do treści portalu
Roczny dostęp dla prenumeratorów w specjalnej cenie - 0,00 zł
Jeśli zakupiłeś roczną prenumeratę papierową, masz możliwość skorzystania z bezpłatnego dostępu do wszystkich treści elektronicznych. Po weryfikacji danych skontaktujemy się z Tobą). Dostęp na czas trwania prenumeraty papierowej!
Dwuletni dostęp dla prenumeratorów w specjalnej cenie! - 0,00 zł
Jeśli zakupiłeś dwuletnią prenumeratę papierową, masz możliwość skorzystania z bezpłatnego dostępu do wszystkich treści elektronicznych. Po weryfikacji danych skontaktujemy się z Tobą). Dostęp na czas trwania prenumeraty papierowej!
30 dniowy dla prenumeratorów w specjalnej cenie - 0,00 zł
Jeśli zakupiłeś roczną prenumeratę papierową, masz możliwość skorzystania z bezpłatnego dostępu do wszystkich treści elektronicznych. Po weryfikacji danych skontaktujemy się z Tobą). Dostęp na czas trwania prenumeraty papierowej!
Prenumerata elektroniczna (730 dni) - 138,00 zł
Dwuletni dostęp do wszystkich płatnych treści naszego portalu.
Regulamin korzystania z portalu elektro.info.pl - zobacz regulamin
Uwagi prosimy zgłaszać na adres:
Artykuł pochodzi z: miesięcznika elektro.info 9/2019

Komentarze

(0)
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl