5 ]HF]\SRVSROLWHM 3ROVNLHM

Transkrypt

1 rdu

2 SPOSÓB POMIARU REZYSTANCJI DOZIEMNEJ W IZOLOWANYM TORZE PRĄDU STAŁEGO Z a s t r z e ż e n i e p a t e n t o w e Sposób pomiaru rezystan cji doziemnej w izolowanym torze prądu stałego utworzonego z sz e- regowo połączonych odbiorników polegający na wykonaniu sztucznego doziemienia pomiędzy badanym odcinkiem toru a ziemią za pomocą układu sztucznego doziemienia, wymuszeniu przepływu prądu zmiennego o małej c z ę sto tliw o śc i w badanym odcinku toru stałoprądowego, generowaniu sygnału napięcia o małej cz ę sto tliw o śc i, pomiarze napięcia na rezy sta n cji doziemnej oraz wyznaczeniu impedancji odbiorników badanego odcinka toru stałoprądowego poprzez pomiar nap ięcia na poszczególnych odbiornikach toru i prądu o s t a łe j amplitudzie i małej c z ę s t o t l i - w ości wymuszanego przez zmianę rezy sta n cji p ę t li bocznikującej odbiorniki toru jak również o b licza n iu w artości rezystan cji doziemnej, z n a m i e n n y tym, że wykonuje s ię sztuczne doziem ienie poprzez przyłączenie układu sztucznego doziemienia /UW/ pomiędzy dowolny punkt "n" badanego odcinka toru stałoprądowego a ziem ię, a następnie wymusza się przepływ prądu zmiennego małej cz ęsto tliw o śc i w badanym torze prądu stałego w taki sposób, że część prądu roboczego toru stałoprądowego / I / poddaje się w układzie sztucznego doziemienia /UW/ kluczowaniu sygnałem o małej cz ę sto tliw o śc i generowanym za pomocą generatora napięcia / 2 / i równocześnie s t a b iliz a c j i amplitudy uzyskanego sygnału zmiennego / Ip / za pomocą układu s t a b iliz a c j i amplitudy /3 /, po czym mierzy s ię wartość skuteczną wymuszanego spadku n ap ięcia zmiennego / Δ Udn, Δ Ud(n+1) na dw óch kolejnych odbiornikach (Ren, Re(n+1) w badanym odcinku toru oraz wartość skuteczną wymuszanego napięcia zmiennego (Udn) panującego na rz eczy w istej rezystan cji doziemnej pomiędzy tymi odbiornikami, przy czym wartość napięć zmiennych ( Δ Ud n, Ud) mierzy się selektyw nie dla określonej cz ęsto tliw o śc i wymuszanego prądu zmiennego ( Ip ) za pomocą woltomierza cyfrowego /5 /, a następnie oblicza się rzeczyw istą rezystancję doziemną (Rdn) wybranym punkcie pomiarowym "n", która j est proporcjonalna do wyznaczonego uprzednio znanym sposobem średniego modułu impedancji odbiorników (Ren, Re( n + 1 ) ReN badanego toru dla c z ę s to tliw o śc i równej cz ęsto tliw o śc i wymuszanego w badanym odcinku toru prądu zmiennego ( I p) i do ilorazu w artości zmierzonego napięcia (Udn) na rzeczyw istej rezystan cji doziemnej (Rdn) w wybranym punkcie pomiarowym "n" toru i drug ie j skończonej różnicy wartości napięcia panującego na rzeczyw istej rezystan cji doziemnej (Rdn) w punkcie pomiarowym "n" toru, określonej jako różnica zmierzonych spadków napięć ( Δ Udn) i ( Δ Ud(n+ 1 ) panujących na dwóch sąsiednich odbiornikach toru ( Ren) i ( Re( n+ 1 )). * * * Przedmiotem wynalazku je st sposób pomiaru rezy sta n cji doziemnej w izolowanym torze prądu sta łeg o, znajdujący zastosowanie do wyznaczania rezystan cji w warunkach niepełnego doziem ienia w przemysłowych in stalacjach elektroenergetycznych takich jak tor e le k tr o liz y lub galw an izacji. Tor e le k tr o liz y zasilany ze źródła napięcia stałego utworzony j e s t z dużej ilo ś c i od- b iorn ik ów en erg ii w postaci elek tr o l izerów i ma strukturę szeregowo-równoległą. Elementami szeregowymi są e le k tr o liz e r y, natomiast elementami równoległymi są pasożytnicze rezystan cje doziemne rozłożone wzdłuż toru wielkoprądowego. Pod wpływem płynącego w torze prądu e le k tr o - liz y, wzdłuż toru powstaje charakterystyczny rozkład stałego napięcia doziemnego. Wyróżnić można odcinek toru o dodatnim potencjale i odcinek o ujemnym oraz punkt o potencjale względem ziemi wynoszącym zero. potencjale względem ziem i

3 Znany sposób pomiaru rezystan cji doziemnej polega na tym, że przy istn ieją cy c h upł y n- nościach ustala s i ę punkt toru o z e r o w y m potencjale względem ziem i, nazywany dalej punktem zero. Następnie wykonuje się sztuczne doziemienie pomiędzy dowolnym punktem toru a ziemią przez dołączenie rezystora, po czym mierzy się równocześnie prąd sztucznego doziemienia i napięcie aktualnie panujące pomiędzy wcześniej ustalonym punktem zero a ziem ią. Rezystancję doziemną toru oblicza się z ilorazu zmierzonego napięcia i prądu sztucznego doziem ienia. Znany z polskiego opisu patentowego nr sposób polega na z a s ila n iu badanego obwodu prądu stałego prądami z generatora małej częstotliw ości, a następnie k ontroli poszczególnych o d p ł y w ó w rozdzielnicy lo k a liz a to r em, za pomocą którego dokonuje się sprawdzenia kąta między napięciem i prądem płynącym od generatora do miejsca doziem ien ia. Inny znany z polskiego opisu zgłoszeniowego nr P sposób polega na wprowadzeniu do s ie c i prądu stałego ciągłego lub przerywanego okresowo sygnału o c z ę s to tliw o śc i tech n icznej i pomiarze sygnałów odchodzących do poszczególnych odpływów za pomocą uzwojenia nawiniętego na otwierany rdzeń magnetyczny, następnie wzmocnieniu tego sygnału we wzmacniaczu i w p r o w a d z e n i u do miernika sygnału odbieranego oraz sygnalizatora akustycznego. Znany sposób wyznaczania średniego modułu impedancji odbiorników w stałoprądowym torze e le k tr o liz y polega na tym, że wybraną grupę odbiorników w torze e le k tr o liz y liczą cą około 10 odbiorników, bocznikuje się p ę tlą o zmiennej rezystan cji, po czym wymusza się w torze stałoprądowym p r z e p ł y w prądu zmiennego o n iskiej często tliw o ści i s t a łe j amplitudzie poprzez zmianę rezystan cji p ę tli bocznikującej za pomocą łączn ika. Następnie mierzy się spadki napięć zmiennych na kolejnych odbiornikach, wywołanych wymuszonym prądem zmiennym płynącym w badanym torze, a uprzednio zmierzonym, po czym oblicza s ię średni moduł impedancji odbiorn i k ó w toru jako średnią arytmetyczną modułów impedancji poszczególnych odbiorników. Sposób pomiaru rezystan cji doziemnej w izolowanym torze prądu sta łe g o, według wynalazku, utworzonego z szeregowo połączonych odbiorników polegający na wykonaniu sztucznego doziem ienia pomiędzy badanym odcinkiem toru a ziemią za pomocą układu sztucznego doziem ienia, wymuszeniu p r z e p ł y w u prądu zmiennego o małej częstotliw ości w badanym odcinku toru sta ło - prądowego, generowaniu sygnału napięcia o małej c z ęsto tliw o śc i, pomiarze napięcia na rezysta n c ji doziemnej oraz wyznaczeniu impedancji odbiorników badanego odcinka toru stałop rą- dowego poprzez pomiar napięcia na poszczególnych odbiornikach toru i prądu o s ta łe j amplitud zie i małej cz ęsto tliw o śc i wymuszanego przez zmianę rezystan cji p ę t li bocznikującej odb iorn ik i toru jak również ob liczan iu wartości rezystancji doziemnej charakteryzuje s ię tym, że wykonuje się sztuczne doziem ienie poprzez przyłączenie układu sztucznego doziemienia pomiędzy dowolny punkt "n" badanego odcinka toru stałoprądowego a ziem ię, a następnie wymusza s ię przepływ prądu zmiennego małej cz ęsto tliw o śc i w badanym torze prądu stałego w taki sposób, że część prądu roboczego toru stałoprądowego poddaje się w układzie sztucznego d oziemienia kluczowaniu sygnałem o małej często tliw o ści generowanym za pomocą generatora napięcia i równocześnie s t a b iliz a c j i amplitudy uzyskanego sygnału zmiennego za pomocą układu s t a b iliz a c j i amplitudy, po czym mierzy się wartość skuteczną wymuszanego spadku napięcia zmiennego na dwóch kolejnych odbiornikach w badanym odcinku toru oraz wartość skuteczną wymuszanego napięcia zmiennego panującego na rzeczywistej rezy sta n cji doziemnej pomiędzy tymi odbiornikami, przy czym wartość napięć zmiennych mierzy się selektyw nie dla określonej c z ę s to tliw o śc i wymuszanego prądu zmiennego za pomocą woltomierza cyfrowego, a następnie o b licza s ię rzeczyw istą rezystancję doziemną w wybranym punkcie pomiarowym "n", która j e s t proporcjonalna do wyznaczonego uprzednio znanym sposobem średniego modułu impedancji odbiorników badanego toru dla c z ę s to tliw o śc i równej często tliw o ści wymuszanego w badanym odcinku toru prądu zmiennego i do ilorazu wartości zmierzonego n apięcia na rzeczyw istej r e zy sta n cji doziemnej w wybranym punkcie pomiarowym "n" toru i d ru giej skończonej różnicy w artości napięcia panującego na rzeczyw istej rezystancji doziemnej w punkcie pomiarowym "n" toru, określonej j ako różnica zmierzonych spadków napięć panujących na dwóch sąsiednich odbiornikach toru.

4 Sposób pomiaru rezystan cji doziemnej, według wynalazku, umożliwia pomiar w artości rezysta n c ji doziemnych rozłożonych wzdłuż toru wielkoprądowego z rozd zielczością względem d łu - gości toru równą d ługości jednego odbiornika, co pozwala na wskazanie punktów o najgorszej iz o la c j i a w konsekwencji prowadzi do uzyskania oszczędności en ergii elek trycznej jak również pozwala zapobiec, spowodowanemu prądami upływu, niszczeniu urządzeń. Ponadto umożliw i a automatyczną r e a liz a cję pomiaru. Przedmio t wynalazku zilustrowany j e s t w przykładowym wykonaniu na rysunku, który przedstawia schemat ideowo-blokowy fragmentu wielkoprądowego toru e le k tr o liz y wraz z układem pomiar o w y m. Pomiar rezystan cji doziemnych przeprowadzono w warunkach eksploatacyjnych na fragmenc ie izolowanego toru stałoprądowego e le k tr o liz y aluminium. W wytypowanym do zbadania odcinku toru stałoprądowego wykonuje się sztuczne doziem ienie przez przyłączenie do dowolnego punktu "n" tego toru, układu sztucznego doziem ienia UW. Następnie wymusza się przepływ prądu zmiennego Ip pomiędzy badanym odcinkiem toru a ziem ią, poddając w układzie sztucznego doziemienia UW kluczowaniu część prądu roboczego I toru sta - łoprądowego sygnałem sterującym pracą układu kluczującego 1, a generowanym uprzednio w generatorze 2, dokonując równocześnie s t a b iliz a c j i amplitudy wymuszonego prądu zmiennego Ip za pomocą układu s t a b iliz a c j i amplitudy 3. Wymuszenie przepływu prądu zmiennego Ip w obwod z ie : układ sztucznego doziemienia UW, ziem ia, m iejsce uszkodzone symbolizowane przez rezystancje doziemne Rdn.. R dn, to r wielkoprądowy, powoduje równocześnie przepływ prądu zmiennego In w badanym odcinku toru prądu sta łeg o wywołującego spadki napięcia zmiennego na poszczególnych elek tro lizera ch Ren...ReN oraz rzeczywistych rezystancjach doziemnych Rdn...R dn. Napięcia te stanowią sygnały pomiarowe, z których za pomocą f ilt r u selektywnego 4 filtr o w a - ne są sygnały o c z ę sto tliw o śc i równej cz ę sto tliw o śc i wymuszanego prądu zmiennego Ip, a zaw artej w granicach od 10 Hz do 70 Hz. Odfiltrowane sygnały mierzone są następnie za pomocą woltomierza cyfrowego 5. Następnie ob licza się rzeczyw istą rezystancję doziemną Rdn w wybranym punkcie pomiarowym "n" badanego odcinka toru wielkoprądowego jako iloczyn średniego modułu impedancji elek trolizerów R e l...r en i stosunku zmierzonej w artości skutecznej nap ięcia Udn panującego a rzeczyw istej rezystan cji doziemnej Rdn w wybranym punkcie pomiarowym "n" toru do drugiej skończonej różnicy w artości napięcia panującego na rzeczyw istej rezy sta n cji doziemnej Rdn w punkcie pomiarowym "n" toru, określonej j ako różnica zmierzonych w artości skutecznych spadków napięć Δ Udn i Δ Ud(n+1) panujących na dwóch są sied - nich elek trolizerach toru Ren i Re(n+1), przy czym średni moduł impedancji elek trolizerów Re l...r en toru wyznacza się uprzednio znanym sposobem dla c z ę sto tliw o śc i równej c z ę s t o t l i - w ości wymuszanego prądu zmiennego Ip w badanym odcinku toru wielkoprądowego.

5

6 Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 5000 zł.