Transcript **** ** PowerPoint

‫הגנת מתקן מתח גבוה להבטחת‬
‫סלקטיביות עם הגנות התחמ"ש‬
‫מרצה‪ :‬יוסי סיטרון‬
‫הגנת קווי חלוקה במתח גבוה‬
‫• עליית זרם במוליכי המופעים עקב עומס יתר‪.‬‬
‫• עליית זרם במוליכי המופעים עקב קצר‪.‬‬
‫• קצרים לאדמה‪.‬‬
‫שרשרת החשמל‬
‫• יצור‬
‫• הולכה‬
‫• חלוקה‬
‫מתח‬
‫גבוה‬
‫מתח‬
‫נמוך‬
‫מתח עליון‬
‫יצור‬
‫~‬
‫משטר תפעולי של נקודת האפס‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫נקודת האפס אינה מוארקת‬
‫נקודת אפס מוארקת ישירות ‪ 5‬ק"א‬
‫נקודת אפס מוארקת דרך נגד ‪ 1-3‬ק"א‬
‫נקודת אפס מוארקת דרך סליל כיבוי ‪ 50-150‬א'‬
𝐶1 = 𝐶2 = 𝐶3 = 𝐶
𝐿3
𝐿2
𝐿1
N
𝐶1
𝐶2
𝑍𝑁
𝐼𝑁
𝐶3
𝐼𝑓 = 𝐼𝑁 + 𝐼𝑐2 + 𝐼𝑐3
𝑋𝐿 = 𝑗𝜔𝐿
𝐼𝑐2 =
𝑣2
=
𝑋𝑐2
𝑗𝜔𝐶𝑣2
𝐼𝑐3 =
𝑣3
=
𝑋𝑐3
𝑗𝜔𝐶𝑣3
𝑉1
𝐼𝑁 = −
𝑅𝑁
1
𝑋𝑐 = 𝑗𝜔𝐶
𝐼𝑐2 + 𝐼𝑐3 = 𝑗𝜔𝐶𝑣2 +𝑗𝜔𝐶𝑣3
= 𝑗𝜔𝐶(𝑣2 +𝑣3 )= 3 𝑗𝜔𝐶𝑉1
𝑉1
𝑣3
𝑉2
𝑉3
N
𝑍𝑁 = 𝑅𝑁
𝑍𝑁
𝑣2
𝐼𝑐3
𝐶3
𝐼𝑐2
𝐶2
𝑣1
𝐶1
𝑉𝑁
𝐼𝑁
𝑉3
𝑉𝑁
𝐼𝑁
N
𝑉2
𝐼𝑓
𝑣3
𝑉1
𝑣1 = 0
𝑣2
𝐼𝑐3
𝐼𝑐2
𝐼𝐶
𝐿3
𝐿2
𝐿1
𝑉1
𝑣3
𝑉2
𝑣2
𝑉3
N
𝑣1
𝐶3
𝑍𝑁 = 0
𝑍𝑁
𝐶2
𝐶1
𝑉𝑁
𝐼𝑁
𝑉3
𝐼𝑓
𝑉𝑁
𝐼𝑁
𝑣3
N
𝑉2
𝑣2
𝑉1
𝑣1 = 0
𝐿3
𝐿2
𝐿1
𝑉1
𝑣3
𝑉2
𝑉3
N
𝑍𝑁 = 𝐿𝑁
𝑍𝑁
𝐼𝑁
𝑣2
𝐼𝑐3
𝐶3
𝐼𝑐2
𝐶2
𝑣1
𝐶1
𝑉𝑁
𝐼𝑁
𝑉3
𝑉𝑁
𝑣3
N
𝑉2
𝑉1
𝑣1 = 0
𝑣2
𝐼𝑓
𝐼𝑐3
𝐼𝐶
𝐼𝑐2
𝐿3
𝐿2
𝐿1
𝑉1
𝑣3
𝑉2
𝑉3
N
𝑍𝑁 = ∞
𝑍𝑁
𝑣2
𝐼𝑐3
𝐶3
𝐼𝑐2
𝐶2
𝑣1
𝐶1
𝑉𝑁
𝑉3
𝑉𝑁
𝑣3
N
𝑉2
𝑉1
𝑣1 = 0
𝑣2
𝐼𝑓
𝐼𝑐3
𝐼𝐶
𝐼𝑐2
𝐼𝑓
𝐿3
𝐿2
𝐿1
‫תחמ"ש‪ :‬הגנה בפני יתרת זרם‬
‫• הגנה המתוכננת לפעול כאשר עוצמת הזרם‬
‫במוליכי הפאזות עולות מעבר לרמה מותרת‪:‬‬
‫– העמסת יתר‬
‫– קצרים‬
‫• ממסר ההגנה ליתרת זרם מצויד בשתי יחידות‬
‫הפעלה‪:‬‬
‫– יחידה מושהית – אופיין "זמן הפוך" >‪I‬‬
‫– יחידה מיידית – >>‪I‬‬
‫תחמ"ש‪ :‬הגנה לזרם פחת‬
‫• הגנה עיקרית מפני קצרים לאדמה‪ ,‬כאשר נקודת‬
‫האפס של השנאי מוארקת ישירות או דרך נגד‬
‫אהומי‪.‬‬
‫• ממסר ההגנה לזרם פחת מצויד בשתי יחידות‬
‫הפעלה‪:‬‬
‫– יחידה מושהית – אופיין "זמן הפוך" > ‪𝐼0‬‬
‫– יחידה מיידית – ≫ ‪𝐼0‬‬
‫תחמ"ש‪ :‬הגנה ווטמטרית‬
‫• הגנה עיקרית מפני קצרים לאדמה‪ ,‬כאשר נקודת‬
‫האפס של השנאי מוארקת דרך סליל כיבוי‪.‬‬
‫זרם הקצר החד פאזי הינו בעל אופי קיבולי והוא‬
‫נמוך בההבה מהזרם הנקוב של המעגל מ"ג‬
‫המוגן‪.‬‬
‫• ממסר ההגנה צריך‪:‬‬
‫– להיות בעל רגישות גבוהה כדי שתבחין בתקלה למרות‬
‫הזרמים הקיבוליים הנמוכים‪.‬‬
‫– להבטיח את הפסקת המעגל הפגוע בלבד‪.‬‬
‫תחמ"ש‪ :‬הגנה ווטמטרית‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫שיטת הגנה אשר יכולה לעמוד בשתי הדרישות הנ"ל ‪,‬‬
‫היא ממסר הגנה ווטמטרי‪.‬‬
‫במקרה של קצר חד פאזי לאדמה‪ ,‬מופיע מתח על‬
‫סליל הכיבוי ‪ .‬מתח זה גורם לזרם ההשראי שיזרום‬
‫מהסליל לכיוון הקצר ( הקיבולי ) ועי"כ ל"כבות" את‬
‫הקשת החשמלית בנקודת הקצר‪.‬‬
‫אם הקצר הוא בעל אופי קבוע‪ ,‬מחברים נגד במעגל‬
‫עזר בסליל‪ ,‬המזרים זרם ממשי הזורם דרך נקודת‬
‫הקצר‪.‬‬
‫ממסר ההגנה מזה הספק ומפסיק את הקו הפגוע‪.‬‬
‫‪𝑈0‬‬
‫‪W‬‬
‫‪W‬‬
‫‪𝑈0‬‬
‫‪R‬‬
‫זרם קצר קיבולי קטן‬
‫לקוח ‪ :‬הגנה בפני יתרת זרם‬
‫• הגנה המתוכננת לפעול כאשר עוצמת הזרם‬
‫במוליכי הפאזות עולות מעבר לרמה מותרת‪:‬‬
‫– העמסת יתר‬
‫• ממסר ההגנה ליתרת זרם מצויד ביחידת הפעלה‪:‬‬
‫– אופיין "זמן הפוך" ‪𝐼𝑡ℎ‬‬
‫לקוח ‪ :‬הגנה בפני יתרת זרם‬
‫• ממסר ההגנה ליתרת זרם מצויד בשתי יחידות‬
‫הפעלה‪:‬‬
‫– יחידה מושהית – >‪I‬‬
‫– יחידה מיידית – >>‪I‬‬
‫לקוח‪:‬הגנה לזרם פחת‬
‫• הגנה עיקרית מפני קצרים לאדמה‪ ,‬כאשר נקודת‬
‫האפס של השנאי מוארקת ישירות או דרך נגד‬
‫אהומי‪.‬‬
‫• ממסר ההגנה לזרם פחת מצויד בשתי יחידות‬
‫הפעלה‪:‬‬
‫– יחידה מושהית – מיידית > ‪𝐼0‬‬
‫– יחידה מיידית – ≫ ‪𝐼0‬‬
t
Thermal
Definite Time I> 51
30min
Instantaneous
I>> 50
IEC Inverse Time Curve
200-300ms
I
0s
1.05xIn 1.25xIn 2xIn
~6xIn
t
300ms
50ms
I
2𝑥𝐼𝑛
6 − 10𝑥𝐼𝑛
t
300ms
50ms
I
2𝑥𝐼𝑛
6 − 10𝑥𝐼𝑛
𝑈0
𝐼0
‫יתרת זרם כיווני‬
‫𝜑𝑠𝑜𝐶𝑥 ‪p = 𝑈0 x𝐼0‬‬
‫𝑉‪𝑈0 = 4000‬‬
‫𝐴‪𝐼0 = 1‬‬
‫‪𝐼0‬‬
‫‪𝜑 =0‬‬
‫‪𝐶𝑜𝑠0 = 1‬‬
‫‪𝑈0‬‬
‫𝑊𝑘‪p = 4000x1𝑥1 = 4‬‬
‫‪ϕ‬‬
‫יתרת זרם כיווני‬
‫𝑊𝑘‪p = 3.5‬‬
‫𝑉‪𝑈0 = 4000‬‬
‫𝐴‪𝐼0 = 1‬‬
‫‪𝐼0‬‬
‫‪𝜑 =300‬‬
‫‪𝐶𝑜𝑠30 = 0.866‬‬
‫𝑊𝑘‪p = 4‬‬
‫‪𝑈0‬‬
‫‪ϕ‬‬
‫‪-ϕ‬‬
‫𝑊𝑘‪p = 3.5‬‬
‫𝜑𝑠𝑜𝐶𝑥 ‪p = 𝑈0 x𝐼0‬‬
‫𝑊𝑘‪p = 4000x1𝑥0.866 = 3.46‬‬
‫יתרת זרם כיווני‬
‫𝑊𝑘‪p = 3.5‬‬
‫𝑊𝑘‪p = 4‬‬
‫‪𝑈0‬‬
‫𝑉‪𝑈0 = 4000‬‬
‫𝐴‪𝐼0 = 1‬‬
‫‪𝐼0‬‬
‫‪ϕ‬‬
‫‪-ϕ‬‬
‫𝑊𝑘‪p = 3.5‬‬
‫‪𝜑 =-300‬‬
‫)‪𝐶𝑜𝑠(−30‬‬
‫‪= 0.866‬‬
‫𝜑𝑠𝑜𝐶𝑥 ‪p = 𝑈0 x𝐼0‬‬
‫𝑊𝑘‪p = 4000x1𝑥0.866 = 3.46‬‬
‫יתרת זרם כיווני‬
‫𝑊𝑘‪p = 3.5‬‬
‫𝑉‪𝑈0 = 4000‬‬
‫‪𝐼0‬‬
‫𝐴‪𝐼0 = 10‬‬
‫‪𝜑 =80‬‬
‫‪𝐶𝑜𝑠30 = 0.99‬‬
‫𝑊𝑘‪p = 4‬‬
‫‪𝑈0‬‬
‫𝑊𝑘‪p = 3.5‬‬
‫‪ϕ‬‬
‫‪-ϕ‬‬
‫𝜑𝑠𝑜𝐶𝑥 ‪p = 𝑈0 x𝐼0‬‬
‫𝑊𝑘‪p = 4000x10𝑥0.99 = 39‬‬
‫יתרת זרם כיווני‬
‫𝑊𝑘‪p = 3.5‬‬
‫𝑉‪𝑈0 = 4000‬‬
‫𝐴‪𝐼0 = 15‬‬
‫‪𝐼0‬‬
‫‪𝜑 =870‬‬
‫‪𝐶𝑜𝑠87 = 0.052‬‬
‫𝑊𝑘‪p = 4‬‬
‫‪𝑈0‬‬
‫‪ϕ‬‬
‫‪-ϕ‬‬
‫𝑊𝑘‪p = 3.5‬‬
‫𝜑𝑠𝑜𝐶𝑥 ‪p = 𝑈0 x𝐼0‬‬
‫𝑊𝑘‪p = 4000x15𝑥0.052 = 3.14‬‬
‫יתרת זרם כיווני‬
‫𝑊𝑘‪p = 3.5‬‬
‫𝑉‪𝑈0 = 4000‬‬
‫𝐴‪𝐼0 = 1‬‬
‫‪𝐼0‬‬
‫‪ϕ‬‬
‫𝑊𝑘‪p = 4‬‬
‫‪𝑈0‬‬
‫‪-ϕ‬‬
‫𝑊𝑘‪p = 3.5‬‬
‫‪𝜑 =1100‬‬
‫‪𝐶𝑜𝑠110‬‬
‫‪= −0.34‬‬
‫𝜑𝑠𝑜𝐶𝑥 ‪p = 𝑈0 x𝐼0‬‬
‫𝑊𝑘‪p = 4000x1𝑥 −0.34 = −1.36‬‬
𝑈0
𝐼0
𝑉1
𝑣3
𝑉2
𝑉3
N
𝑍𝑁 = 𝐿𝑁
𝑍𝑁
𝐼𝑁
𝑣2
𝐼𝑐3
𝐶3
𝐼𝑐2
𝐶2
𝑣1
𝐶1
𝑉𝑁
𝐼𝑁
𝑉3
𝑉𝑁
𝑣3
N
𝑉2
𝑉1
𝑣1 = 0
𝑣2
𝐼𝑓
𝐼𝑐3
𝐼𝐶
𝐼𝑐2
𝐿3
𝐿2
𝐿1
http://www.kwantlen.ca/scienc
e/physics/faculty/mcoombes/P
2421_Notes/Phasors/Phasors.h
tml
𝑈0
W
𝑈0
R
W
𝑈0 > 4000𝑊
𝐼0
ϕ
𝐼0 > 1𝐴
𝑈0
p = 𝑈0 x𝐼0 𝑥𝐶𝑜𝑠𝜑
𝑉1
𝑣3
𝑉2
𝑣2
𝑉3
N
𝑣1
𝐶3
𝑍𝑁 = 𝑅𝑁
𝑍𝑁
𝐶2
𝐶1
𝑉𝑁
𝑉3
𝑉𝑁
𝐼𝑁
N
𝑉2
𝐼𝑓
𝑣3
𝑉1
𝑣1 = 0
𝑣2
𝐼𝑐3
𝐼𝑐2
𝐼𝐶
𝐿3
𝐿2
𝐿1
𝑉1
𝑣3
𝑉2
𝑣2
𝑉3
N
𝑣1
𝐶3
𝑍𝑁 → 0 𝑍𝑁
𝐶2
𝐶1
𝑉𝑁
𝑉3
𝐼𝑁
𝑉𝑁
𝑣3
N
𝐼𝑓
𝑉2
𝑣2
𝑉1
𝑣1 = 0
𝐿3
𝐿2
𝐿1
𝑉1
𝑣3
𝑉2
𝑣2
𝑉3
N
𝑣1
𝐶3
𝑍𝑁 = 𝐿𝑁
𝑍𝑁
𝐶2
𝐶1
𝑉𝑁
𝑉3
𝑉𝑁
𝑣3
𝐼𝑁
𝑉1
𝑣1 = 0
N
𝑉2
𝑣2
𝐼𝑐3
𝐼𝑓
𝐼𝐶
𝐼𝑐2
𝐿3
𝐿2
𝐿1