1 Działanie czujników przepływu prądu zwarciowego podczas zwarć doziemnych w sieci SN mgr inż. Bartosz Olejnik Instytut Elektroenergetyki Politechniki Poznańskiej IV Ogólnopolska Konferencja Naukowa Bezpieczeństwo Energetyczne – Rynki Surowców i Energii Poznań, 20.11.2014 r.

2 Agenda Wstęp Praca czujników w sieci SN z punktem neutralnym uziemionym przez rezystor Praca czujników w skompensowanej sieci SN Poprawa skuteczności pracy czujników - propozycje Uwagi i wnioski 2 mgr inż. Bartosz Olejnik, Politechnika Poznańska

3 Wstęp Czujnik przepływu prądu zwarciowego Człon decyzyjny SygnalizacjaKomunikacja 3 mgr inż. Bartosz Olejnik, Politechnika Poznańska

4 Cel stosowania – maksymalne skrócenie czasu przerwy w zasilaniu odbiorców Korzyść dla odbiorców: POPRAWA JAKOŚCI ENERGII Korzyść dla OSD: ZMNIEJSZENIE STRAT Z TYTUŁU NIEDOSTARCZONEJ ENERGII Kryterium: I0> NIE ZAWSZE JEST SKUTECZNE! 4 mgr inż. Bartosz Olejnik, Politechnika Poznańska

5 5

6 Praca czujników w sieci SN z punktem neutralnym uziemionym przez rezystor Na potrzeby obliczeniowe założono sieć o parametrach: U N = 15 kV I CS = 120 A I R = 150 A →R R = 57,74 Ω d 0 = 1,25 6 mgr inż. Bartosz Olejnik, Politechnika Poznańska

7 7

8 Kryterium I0> w sieci z punktem neutralnym uziemionym przez rezystor jest skuteczne dla niewielkiego przedziału rezystancji przejścia, zwłaszcza dla linii o dużym udziale prądu pojemnościowego w prądzie całej sieci. Wpływ współczynnika tłumienia sieci d 0 jest niewielki, przy czym logicznym jest, że jego zwiększenie poprawia skuteczność detekcji doziemień. Duży współczynnik d 0 = duże zagrożenie porażeniowe, abstrakcyjne wymagania dla uziemień stacji, większa pewność działania zabezpieczeń. 8 mgr inż. Bartosz Olejnik, Politechnika Poznańska

9 Praca czujników w skompensowanej sieci SN Na potrzeby obliczeniowe założono sieć o parametrach: U N = 15 kV I CS = 120 A I AWSCZ = 20 A I L = 132 A →X L = 65,61 Ω s = 0,1 9 mgr inż. Bartosz Olejnik, Politechnika Poznańska

10 10

11 11 mgr inż. Bartosz Olejnik, Politechnika Poznańska

12 Skuteczność czujników w skompensowanej sieci SN jest niższa niż w przypadku sieci z punktem neutralnym uziemionym przez rezystor. W związku z tym zasadność stosowania czujników w sieci skompensowanej jest ogólnie wątpliwa. 12 mgr inż. Bartosz Olejnik, Politechnika Poznańska

13 13 Poprawa skuteczności pracy czujników - propozycje Stosowanie wysokiej jakości filtrów składowej zerowej o możliwie małych błędach pomiarowych:

14 mgr inż. Bartosz Olejnik, Politechnika Poznańska 14 Stosowanie, zamiast I0>, kryteriów admitancyjnych Y0>, co wiąże się z koniecznością pomiaru składowej zerowej napięcia

15 Uwagi i wnioski Analizę przeprowadzono tylko dla sieci z punktem neutralnym uziemionym przez rezystor i dla sieci skompensowanej, w rozpatrywanych przypadkach trudne warunki pracy czujników, gorsze w sieci skompensowanej, ogólnie lepsza praca czujników dla małych pojemności doziemnych linii za miejscem jego zainstalowania. 15 mgr inż. Bartosz Olejnik, Politechnika Poznańska

16 Analizy prowadzone dla najbardziej optymistycznych założeń, niewielki wpływ d 0 na zakres wykrywanych rezystancji przejścia w sieci z rezystorem, duża zależność wykrywanych rezystancji przejścia w zależności od współczynnika s w sieci skompensowanej, w sieci skompensowanej ryzyko niewykrycia nawet zwarcia metalicznego, najbardziej niekorzystna praca dla lekko niedokompensowanej sieci (s = -0,1), możliwość zwiększenia skuteczności czujników – wysokiej jakości filtry (małe błędy) i kryteria admitancyjne. 16 mgr inż. Bartosz Olejnik, Politechnika Poznańska

17 mgr inż. Bartosz Olejnik Instytut Elektroenergetyki Politechniki Poznańskiej [email protected] Praca doktorska współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 17