Elektrotechnologie-rezonansowy-ogranicznik-pradu.doc

SPRAWOZDANIE

1. Wstęp

Rezonans pojawia się w każdym obwodzie elektrycznym dla pulsacji przy której reaktancja wypadkowa obwodu lub susceptancja wypadkowa obwodu jest równa zeru. Warunkiem koniecznym powstania rezonansu jest jednoczesne występowanie w obwodzie elementów reaktancyjnych: indukcyjności i pojemności.

2.  Układ pomiarowy do badania ogranicznika rezonansowego

              W celu przeprowadzenia badań laboratoryjnych modelu ogranicznika rezonansowego zmontowano układ pomiarowy, którego uproszczony schemat został przedstawiony na poniższym rysunku:

W obwodzie zwarciowym możliwa była płynna regulacja napięcia zasilającego w zakresie od 0 do 230 V poprzez zastosowany jednofazowy autotransformator o mocy 14 kVA. Autotransformator został wyposażony w oprzyrządowanie umożliwiające płynną zmianę jego napięcia wyjściowego za pomocą przycisków kasety sterowniczej lub z komputera ppomiarowego wyposażonego w kartę pomiarową oraz oprogramowanie LabVIEW. W skład wykonanego stanowiska pomiarowego wchodził również stycznik o prądzie znamionowym 90 A wraz z zaprojektowanym i wykonanym sterownikiem oraz tyrystorowym załącznikiem zwarciowym wraz z zaprojektowanym i wykonanym sterownikiem tyrystorowym. Oba te urządzenia byłyu sterowane z komputera pomiarowego z oprogramowaniem LabVIEW. Dodatkowo stanowisko w zależności od potrzeb wyposażone zostało w sondy różnicowe do pomiaru napięć na poszczególnych elementach ogranicznika rezonansowego i napięcia zasilającego raz w boczniki prądu o prądzie znamionowym od 60 do 300 A do pomiaru prądów płynących w poszczególnych gałęziach ogranicznika rezonansowego.

3.  Badanie ogranicznika rezonansowego w układzie równoległym

              Przeprowadzono badania ogranicznika rezonansowego w układzie równoległym. Połączono układ pomiarowy zgodnie ze schematem:

W warunkach znamionowych przy obciążeniu rezystancyjnym R1 = 3 Ω łącznik tyrystorowy S2 był otwarty, a łącznik tyrystorowy S3 był zamknięty. Układ rezonansowy był bocznikowany przez łącznik tyrystorowy S3 (poniższa tabela). W układzie pomiarowym zwarcie inicjowane było przez zamknięcie łącznika tyrystorowego S2. W celu ograniczenia prądu zwarciowego otwierany był łącznik tyrystorowy S3, łącznik tyrystorowy otwierał się jednak dopiero po przejściu prądu zwarciowego przez zero, a prąd zwarciowy zaczynał płynąć przez układ rezonansowy LC.

W układzie pomiarowym zarejestrowano przebiegi prądów w obwodzie zwarciowym:

4.  Badanie ogranicznika rezonansowego w układzie szeregowym

              Przeprowadzono badania ogranicznika rezonanswoego w układzie szeregowym ze zwieranym dławikiem. Schemat układu pomiarowego przedstawiono na rysunku:

W warunkach znamionowych przy obciążeniu rezystancyjnym R1 = 3 Ω łączniki tyrystorowe S2 i S3 były otwarte wg poniższej tabeli. W układzie pomiarowym zwarcie inicjowane było poprzez zamknięcie łącznika tyrystorowego S2. W celu ograniczenia prądu zwarciowego zamykany był łącznik tyrystorowy S3, łącznik tyrystorowy zamykany był w chwili wystąpienia zwarcia, a prąd zwarciowy ograniczany był przez impedancję kondensatora.

W układzie pomiarowym zarejestrowano następujące przebiegi prądów w obwodzie zwarciowym:

5.  Wnioski

Powyższe ćwiczenie pozwoliło mi zapoznać się z działaniem ogranicznika rezonansowego, którego działanie jest jednym z podstawowych zabezpieczeń przed wystąpieniem prądów zwarciowych.

Prąd zwarciowy może być przyczyną poważnych uszkodzeń zarówno urządzeń, jak i linii zasilających. Dodatkowo, stwarza również poważne zagrożenie pożarowe, co może bezpośrednio przyczynić się do uszczerbku na zdrowiu osób znajdujących się w pobliżu zwartego obwodu.

Obserwacja przebiegów prądu dla układów z i bez podłączenia pod układ tyrystorów pozwoliła zauważyć, że po wystąpieniu amplitudy prądu zwarciowego następuje załączenie tyrystorów, co wprowadza do obwodu układ rezonansowy, który eliminuje wysoki prąd zwarciowy, lecz po pewnej zwłoce czasowej, która jest równa czasowi trwania zbliżonemu do jednego okresu przebiegu.

Strona 4 z 4