Protectie prin relee. Introducere

INSTALATII DE AUTOMATIZARE SI PROTECTIE A INSTALATIILOR ENERGETICE

1

1. INSTALAŢII DE AUTOMATIZARE SI PROTECŢIE A INSTALAŢIILOR ENERGETICE 1. Introducere

Una dintre principalele condi ţii care se pun instala ţiilor electrice este aceea a siguran ţei în funcţionare, adic ă a alimentarii continue cu energie electric ă a consumatorilor. Asigurarea func ţionarii f ără întrerupere a instala ţiilor electrice are o importanta deosebita, atât datorita faptului ca urm ările perturb ărilor în func ţionare pot fi foarte grave, cit şi faptului ca instalaţiile electrice sunt mai expuse deranjamentelor decât alte genuri de instala ţii. Gravitatea urmărilor provine în primul rând din faptul ca instala ţiile electrice f ăcând parte, în general, dintr-un sistem energetic complex şi fiind legate intre ele electric un defect ap ărut intr-un loc deranjeaz ă funcţionarea normala a întregului sistem; în al doilea rând, gravitatea defectelor din instala ţiile electrice se datoreaz ă energiilor foarte mari care intervin în desf ăşurarea lor, conducând la efecte distructive extrem de mari. Astfel, de exemplu, în cazul unui arc electric produs intr-o re ţea de 110 kV, nu deosebit de puternica, şi care dureaz ă o secunda, la locul arcului se dezvolta, în mod obişnuit, o energie de ordinul a 15.000.000 J . Rolul principal al automatiz ărilor şi al protec ţiei prin relee folosite în electroenergetica consta în limitarea efectelor avariilor ap ărute şi în asigurarea alimentarii f ără întrerupere cu energie electrica a consumatorilor. Automatizarea prin protec ţia cu relee este folosita de multa vreme pe scara cea mai larga în instalaţiile electrice. Ea are în general doua func ţiuni principale : - separarea elementului avariat de restul instala ţiilor electrice şi asigurarea func ţionarii în continuare a acestora, în condi ţii normale; - sesizarea regimurilor anormale (nepermise) de func ţionare a instala ţiilor electrice şi semnalizarea lor, pentru a se preveni apari ţia unor avarii. 2. Consideraţii asupra protecţiei sistemelor electrice

În sistemele electrice au loc procesele de producere, transformare, transport, distribu ţie şi consum a1 energiei electrice, procese complexe şi caracterizate de prezen ţa unor particularit ăţi specifice, care le deosebesc de procesele desf ăşurate în instala ţiile din alte ramuri ale produc ţiei. Printre cele mai importante particularit ăţi se pot distinge urm ătoarele: a) efectele scurtcircuitelor şi în general inf1uen ţa proceselor tranzitorii pot fi resim ţite pe mari porţiuni ale sistemelor electrice, în frac ţiuni foarte mici de timp; b) producerea şi consumul energiei electrice se efectueaz ă practic simultan, în prezent nefiind înc ă posibila asigurarea unor rezerve de energie electrica la scara necesara unui sistem electric; ca urmare, puterea produsa de agregate trebuie sa urm ărească în permanen ţa variaţiile puterii cerute de consumatori ; c) orice întrerupere în a1imentarea cu energie electrica determinând mari perturb ări în funcţionarea consumatorilor şi producând la pierderi grave pentru economia na ţiona1a. Asigurarea continuităţii alimentarii cu energie electrica şi lichidarea cit mai rapida a defectelor din sistemele electrice pentru restabilirea unui regim normal de func ţionare a1 acestor sisteme au o importan ţa primordiala; d) sistemele electrice ocupa spa ţii foarte întinse, generatoarele, sta ţiile de transformare şi consumatorii conecta ţi prin linii în cadrul unui sistem aflându-se la distan ţe de zeci sau sute de kilometri. Particularităţile enunţate impun un grad foarte ridicat de siguran ţa în func ţionarea sistemelor electrice [1,2] şi deci echiparea lor cu dispozitive de protec ţie prin relee, care au rolul de a asigura în mod automat deconectarea instala ţiei electrice protejate în cazul apari ţiei unui defect sau a unui regim anormal, periculos pentru instala ţie, precum şi rolul de semnalizare. Lichidarea defectelor

2


prin ac ţiunea protecţiei trebuie sa se efectueze intr-un mod optim, fiind asigurate anumite performante impuse func ţionarii protec ţiei. In continuare sunt expuse considerente referitoare la aspectele cibernetice ale realiz ării şi funcţionarii protec ţiei, la performantele impuse, la schemele structurale şi la elementele componente ale protec ţiilor prin relee electronice. Instalaţiile sistemelor electrice, protejate de dispozitivele automate de protec ţie prin relee, formează un ansamblu deosebit de complex şi lichidarea în condi ţii optime a defectelor ap ărute necesita prelucrarea extrem de rapida a unui mare num ăr de informa ţii asupra regimurilor de funcţionare ale instala ţiilor protejate, prelucrare efectuata în stadiul actual de dispozitivele de protecţie instalate în numeroase puncte ale sistemului electric (la fiecare întrerup ător a cărui declanşare este comandata automat). în prezent se tinde la prelucrarea informa ţiilor cu calculatoare electronice montate în serie cu fluxul de informa ţii "on-line", ceea conduce la schimb ări importante în realizarea şi funcţionarea echipamentelor de protec ţie. Folosirea calculatoarelor electronice pentru proiectarea şi coordonarea dispozitivelor de protec ţie din diverse puncte are în prezent o mare extindere. In funcţie de rezultatul prelucr ării informa ţiilor primite, dispozitivele de protec ţie prin relee în conformitate cu programul introdus prin alc ătuirea schemei de protec ţie şi prin determinarea reglajelor elementelor componente stabilesc daca este necesara comanda declan şării întrerupătoarelor instala ţiei protejate şi, în cazul când aceasta decizie este luata, transmit comanda de declanşare. Datorita complexit ăţii sistemului electric protejat şi rapidităţii cu care trebuie prelucrate informa ţiile şi adoptata decizia de declan şare, principiile ciberneticii i ţi găsesc o importanta aplicare pentru asigurarea unei func ţionari optime a dispozitivelor de protec ţie. In ansamblul dispozitivelor de protec ţie ale unei instala ţii pot fi deosebite mai multe blocuri de elemente componente; astfel, presupunând ca. instala ţia protejata este o linie de înalta tensiune, blocurile men ţionate sunt reprezentate in. fig.1.1. Blocul de intrare, BI, conţine elementele de intrare care primesc de la transformatoarele de curent TC şi de tensiune TT în formaţii asupra regimului de func ţionare al liniei protejate.

Fig. 1.1 Blocul de intrare poate con ţine şi filtre de componente de secven ţa inversa sau homopolara, filtre de armonici superioare, precum şi alte elemente care sa sesizeze apari ţia unor m ărimi importante pentru caracterizarea regimului liniei. Informa ţiile primite de elementele de intrare se refera de regula la valorile curen ţilor şi tensiunilor, la prezenta sau absen ţa anumitor componente simetrice sau armonici superioare etc. Valorile mărimilor primite de blocul de intrare sunt comparate cu valorile de reglaj ale elementelor


3

sale componente, stabilite la proiectarea protec ţiei, iar informa ţiile rezultate din compara ţie sunt transmise blocului de prelucrare şi decizie BPD. Pentru efectuarea opera ţiilor de compara ţie menţionate, blocul Bl cuprinde de cele mai multe ori elemente detectoare de nivel critic (elemente comparatoare de amplitudini), vor fi descrise ulterior. Blocul BPD are rolul de a prelucra informa1iile primite in conformitate cu programele introduse prin schema de conexiuni şi reglajele elementelor sale componente şi de a stabili daca. este necesara. transmiterea unui semnal blocului de execu ţie BE ( denumit şi bloc de ieşire), pentru ca acesta sa. comande declan şarea întrerup ătorului şi emiterea unei semnaliz ări. în cazul protec ţiilor complexe din sistemele electrice moderne, blocul BPD trebuie sa efectueze multiple opera1ii cu caracter logic, pentru a stabili daca linia protejata se g ăseşte intr-un regim anormal datorat unui defect exterior, sau daca defectul are loc pe linie; în primul caz blocul BPD aşteaptă un timp stabilit, pentru ca defectul exterior sa. fie lichidat de protec1ia instala ţiei pe care a ap ărut, şi apoi comanda ac1ionarea blocului BE (rezultând astfel o ac ţionare a protec ţiei liniei ca protec ţie rezerva). în aI doilea caz blocul BPD decide declanşarea rapida a întrerup ătorului liniei şi transmite blocului BE semnalul corespunz ător. Pentru efectuarea opera ţiilor menţionate, blocul BPD cuprinde de regula elemente detectoare de faza, elemente logice şi elemente de timp. Blocul de execu ţie BE conţine elemente de ie şire, care pot asigura o putere suficienta pentru comanda declan şării întrerup ătorului şi emiterea semnaliz ării. In prezent, elementele electronice sunt folosite cu succes în toate; cele trei blocuri ale protecţiei, permiţând realizarea în condi ţii mai bune a func ţiilor blocului BI şi elaborarea unor noi principii de realizare şi funcţionare pentru blocul BPD. O data cu realizarea protec ţiilor electronice, cu comuta ţie statica, câmpul de aplicare a algebrei booleene şi a altor metode moderne de calcul, incluzând folosirea calculatoarelor electronice s-a extins considerabil, introducerea metodelor şi mijloacelor tehnice ale ciberneticii deschizând astfel noi şi largi perspective în dezvoltarea protec ţiei prin relee. In ultimii ani a fost propusa şi transpunerea unor principii moderne din teoria sistemelor automate în domeniul protec ţiei prin relee, cum este principiul adapt ării. 3. Performante impuse funcţionarii si realizării protecţiei 3.1. Performante impuse func ţionarii protecţiei Protecţia unei insta1atii electrice trebuie sa comande automat deconectarea instala ţiei în cazul apari ţiei unui defect sau a unui regim anormal, periculos pentru instala ţie. Separarea instalaţiei defecte de restul sistemului electric trebuie f ăcuta în asemenea condi ţii, incit sa preîntâmpine dezvoltarea defectului sau distrugerea instala ţiei şi sa restabilească un regim normal de funcţionare pentru restul sistemului, cu asigurarea continuit ăţii alimentarii num ărului maxim

posibil de consumatori. Pentru lichidarea defectelor în condi ţii optime, func ţionarea protec ţiei prin relee trebuie sa satisfacă o serie de performan ţe. Rapiditatea

Întârzieri în lichidarea scurtcircuitelor pot provoca agrav ări ale efectelor acestora, legate de acţiunea termic ă, de scăderea tensiunii şi de influen ţa asupra stabilit ăţii sistemului. Pentru ca ac ţiunea termica a curen ţilor de scurtcircuit s ă nu pericliteze buna stare a conductoarelor electrice, sec ţiunea acestora se verifica la stabilitate termica cu rela ţia s sc

=

I ∞ K

t f

(1)

unde: ssc este secţiunea necesara din condi ţia de stabilitate termica la scurtcircuit ; I valoarea efectiva a curentului de scurtcircuit în regim sta ţionar ; ∞ ∞

4


t f timpul fictiv, în care un curent având valoarea sta ţionara I a curentului de scurtcircuit ar degaja aceea şi cantitate de c ăldura ca şi curentul respectiv de scurtcircuit (cu valori efective variabile în timp) în timpul real de existen ţa a defectului; K constanta rezultata din calcul. Daca se obţine S sc sc > S n (unde Sn este secţiunea rezultata din calculele tehnico-economice pentru regimul normal de funcţionare), atunci este necesara mic şorarea secţiunii Ssc obţinuta cu relaţia (1) pân ă la valoarea Sn, pentru ca astfel sec ţiunea Sn sa asigure şi stabilitatea termica la scurtcircuit. In consecin ţa, în rela ţia (1) trebuie mic şorata valoarea timpului fictiv tf pân până se obţine Ssc = Sn; micşorarea valorii tf implica o reducere reducere a timpului timpului de lichidare a defectului, deci deci impune o acţiune rapida a protec ţiei. Prelungirea duratei de lichidare a scurtcircuitelor conduce la sc ăderi prelungite ale tensiunii, ceea ce poate provoca dificult ăţi în desf ăş ăşurarea regimului de autopornire al motoarelor electrice ale consumatorilor sau ale serviciilor interne. Autopornirea are loc dup ă lichidarea defectului, când tensiunea se restabile şte şi turaţia motoarelor tinde sa revin ă la valoarea normala; în acest regim, curentul de autopornire este foarte mare întrucât motoarele se accelereaz ă simultan şi în sarcina şi poate determina c ăderi importante de tensiune în circuitele de alimentare a motoarelor) Daca lichidarea scurtcircuitului nu se efectueaz ă rapid şi scăderea tensiunii persista, atunci motoarele electrice asincrone î şi micşorează mult tura ţia sau se opresc complet, iar la restabilirea tensiunii este posibil ca autopornirea sa nu mai aib ă loc; curen ţii de autopornire cresc mult, c ăderile ∞ ∞

de tensiune în circuitele de alimentare a motoarelor au valori ridicate si tensiunea la bornele motoarelor devine insuficienta pentru asigurare a autopornirii. Cea mai severa condi ţie de rapiditate este insa determinata de pericolul pierderii stabilit ăţii sistemului: cu cit scurtcircuitele sunt lichidate mai rapid, cu atât se îmbun ătăţesc condi ţiile de menţinere a stabilit ăţii [2]. Valori foarte reduse pentru timpul de lichidare a scurtcircuitelor sunt insa impuse de condiţia de stabilitate numai în re ţelele de tensiuni înalte şi foarte înalte, unde apari ţia unui defect periclitează stabilitatea sistemului. Selectivitatea

Lichidarea optima a unui scurtcircuit implica întreruperea alimentarii unui num ăr minim posibil de consumatori. în acest scop, protec ţia trebuie sa aleag ă, sa selecteze instala ţia defecta şi sa determine numai deconectarea acesteia, comandând deci declan şarea celor mai apropiate întrerupătoare de locul scurtcircuitului; în acest mod continua sa func ţioneze toate celelalte instalaţii din sistemul electric respectiv. In cazul protec ţiilor complexe, cum sunt de exemplu protec ţiile de distanţa, funcţionarea selectivă este determinata de blocul de prelucrare şi decizie BPD, pe baza caracteristicii de acţionare pe care o asigura acest bloc [2]. În cazul protec ţiilor simple, selectivitatea poate fi obţinută prin mijloace elementare, cum ar fi, de exemplu, introducerea unor temporiz ări; evident, în asemenea cazuri este sacrificata condi ţia de rapiditate. In diverse cazuri concrete din practica este necesar sa se aprecieze care dintre cele doua performante de multe ori contradictorii rapiditatea şi selectivitatea este mai importanta; daca primează rapiditatea, atunci pot fi admise eventuale declan şări neselective (fiind temporar întrerupta şi funcţionarea unor instala ţii vecine cu cea defecta), corectate de func ţionarea unor dispozitive de reanclanşare automata rapida, care la un interval foarte scurt comanda automat restabilirea funcţionarii instala ţiilor deconectate neselectiv, r ămânând astfel scoas ă din func ţiune numai instalaţia defect ă; daca condi ţia de rapiditate nu este esen ţiala, atunci pot fi admise anumite temporizări în lichidarea defectelor . Siguran ţ a


5

Siguranţa func ţionarii unei protec ţii este reprezentata de calitatea acesteia de a ac ţiona totdeauna când este necesar (siguran ţa ac ţionarii, absenta refuzurilor în func ţionare) si numai când este necesar (siguran ţa neacţionarii - absenta ac ţionarilor false, intempestive, când nu au ap ărut defecte în instala ţia electrica protejata). Pentru ob ţinerea siguran ţei în funcţionarea protec ţiei sunt necesare doua condi ţii: protecţia sa fie corect proiectata (din punctul de vedere al schemelor, al calculului valorilor de reglaj etc.) şi echipamentul tehnic de protec ţie sa posede un nivel ridicat de fiabilitate (siguran ţa echipamentului, respectiv absenta defec ţiunii la acest echipament). Întrucât probabilitatea defec ţiunilor echipamentului cre şte cu num ărul de elemente componente, este indicat ca asigurarea performan ţelor de func ţionare cerute sa se fac ă cu un num ăr cit mai mic de elemente e lemente componente; o asemenea solu ţie, obţinuta în cadrul proiect ării, reprezint ă o varianta optima din punctul de vedere al siguran ţei. Pentru un grad ridicat de fiabilitate trebuie folosite elemente componente de calitate superioara, iar exploatarea echipamentului de protec ţie trebuie sa fie f ăcută în cele mai bune condiţii. Fata de protec ţiile cu relee electromecanice, cele cu relee electronice au o siguran ţa mai ridicata, datorita absentei elementelor în mi şcare ; ca urmare a acestui fapt, vibra ţiile nu mai pot provoca acţionari greşite, cum este posibil la releele cu contacte. De asemenea, în compara ţie cu releele electromecanice, func ţionarea releelor electronice este mai pu ţin influen ţata de şocuri mecanice sau de prezenta prafului în atmosfera. Nu numai num ărul admisibil de ac ţionari este mai mare la releele electronice în raport cu cele electromecanice, ci şi ritmul admisibil al ac ţionarilor este mai mare [11], întrucât revenirea releelor electronice este mai rapida [12]. Pe de alta parte, în cazul protec ţiilor electronice ob ţinerea unei siguran ţe ridicate de funcţionare necesita masuri pentru limitarea influentei varia ţiilor de temperatura, pentru preîntâmpinarea apari ţiei unor supratensiuni. •

•

Sensibilitatea O protec ţie este

caracterizata de o sensibilitate ridicata daca ac ţionează la abateri cit mai mici de la valoarea normala a parametrului controlat (curent, tensiune etc.). Sensibilitatea se apreciază printr-un coeficient de sensibilitate [2]; de exemplu, pentru o protec ţie maximala de curent, care ac ţionează la creşterea curentului, peste o valoare stabilita coeficientul de sensibilitate k sens sens este definit de rela ţia k sens

=

I sc min I pp

(3)

unde: este valoarea efectiva minima posibila la un timp egal cu timpul de ac ţionare a deci în momentul ac ţionarii a componentei alternative a curentului de scurtcircuit, în cazul unui scurtcircuit metalic în limitele zonei protejate ; I pp curentul de pornire al protec ţiei ( curentul la care protec ţia acţionează). Pentru alte tipuri de protec ţii, coeficientul de sensibilitate este definit de rela ţii diferite de relaţia (3); de exemplu, pentru protec ţiile de distanta coeficientul de sensibilitate s ensibilitate este reprezentat de raportul a doua impedan ţe [2]. Prescripţiile în vigoare la noi în tara [13] prev ăd valorile minime admisibile ale coeficienţilor de sensibilitate pentru diferite tipuri de protec ţii prin relee şi diverse instala ţii electrice protejate; aceste valori totdeauna supraunitare sunt de regula cuprinse intre 1,2 şi 2. Din relaţia (3) se constata ca pentru a rezulta valori ridicate ale coeficientului de sensibilitate şi deci o sensibilitate ridicata a protec ţiei, este necesar ca valoarea curentului de pornire I sc. sc. protecţiei,

min

6


sa nu fie prea apropiata de valoarea I sc. sc. min (daca I pp = I sc. sc. min , atunci coeficientul de sensibilitate nu mai este supraunitar), deci sa fie cit mai redusa posibil. La o protec ţie maximala de curent este necesar sa se adopte I pp > I sarc max. (6) Relaţiile (3) şi (6) confirma faptul ca o sensibilitate ridicata se ob ţine în cazul când protec ţia acţionează la abateri mici ale curentului de la valoarea normal ă, întrucât în rela ţia (3) valoarea coeficientului k sens sens , creşte cu cit curentul de pornire I pp este mai mic, iar rela ţia (6) arata ca cele mai mici valori admise pentru curentul I pp sunt cele mai apropiate de valoarea curentului de sarcina maxima I sarc sarc max şi superioare acestei valori; curentul de pornire, la care protec ţia acţionează, trebuie deci sa fie cit mai apropiat de curentul I sarc sarc max. Releele electronice au un consum foarte redus în compara ţie cu releele electromecanice şi deci o sensibilitate foarte ridicata. Sensibilitatea protec ţiilor electronice cre şte datorita şi faptului ca releele electronice au un factor de revenire bun. Factorul de revenire reprezint ă raportul dintre valoarea de revenire (valoarea parametrului controlat la care releul revine în starea de repaus) şi valoarea de pornire (valoarea parametrului controlat la care releul ac ţionează), deosebirea dintre cele doua valori fiind sensibil mai mare la releele electromecanice datorit ă inerţiei pieselor în mişcare, frec ărilor etc. decât la cele electronice. Reducerea consumului prin folosirea protec ţiilor electronice deschide noi perspective pentru construcţia transformatoarelor de curent care alimenteaz ă releele. Totodat ă, micşorarea consumului permite reducerea dimensiunilor unor dispozitive auxiliare şi deci a gabaritelor protec ţiei şi a încăperilor respective. I pp

Independenta fata de condi condi ţ ii1e ii1e exploată rii Aceasta performan ţa este reprezentata de calitatea protec ţiei de a acţiona corect la un defect în instala ţia protejata, independent de configura ţia momentana a sistemului electric respectiv, (de aspectul schemei sistemului) şi de numărul şi puterea generatoarelor în func ţiune. Evident, la configuraţii diferite ale schemei şi la modific ări ale puterii generatoarelor în func ţiune apar modificări ale curen ţilor de scurtcircuit; protec ţiile din sistem trebuie astfel proiectate, incit acţionarea corecta sa fie asigurata la apari ţia unui defect în instala ţia protejata, independent de condiţiile exploat ării. Pentru asigurarea acestei calit ăţi, valorile de pornire adoptate sunt verificate pentru regimul maxim posibil şi minim posibil de func ţionare al instalaţiei protejate, controlându-se astfel acţionarea corecta în ambele regimuri. 3.2. Performante impuse realiz ării dispozitivelor de protecţiei

Eficacitatea economica La alegerea solu ţiilor optime în proiectarea protec ţiilor prin relee trebuie neap ărat sa se ţină seama şi de factorul economic, de şi în compara ţie cu costul instala ţiilor protejate, (costul echipamentului de protec ţie este mic; în calculele economice trebuie ins ă considerate şi cheltuielile de întreţinere şi revizie. Protecţiile electronice necesita opera ţii mai simple de între ţinere, în compara ţie cu cele realizate cu relee electromecanice. Întrucât nu mai este necesara verificarea, reglarea, cur ăţarea sau înlocuirea unor contacte; calificarea personalului de între ţinere trebuie sa fie ins ă mai ridicata în cazul releelor electronice. Între ţinerea protec ţiilor electronice este mult u şurata datorita realiz ării acestora cu circuite imprimate şi placi modul debro şabile. Gabarite reduse După cum s-a mai

men ţionat, gabaritele releelor electronice sunt de câteva ori mai reduse decât ale releelor clasice, ceea ce permite o mic şorare importanta a panourilor şi spaţiilor afectate protecţiei; acest lucru este deosebit de important mai ales în condi ţiile actuale, când concep ţiile


7

despre construc ţia camerelor de comanda sunt sensibil modificate în urma adopt ării sistemelor electronice (cu schema electrica a instala ţiei apărând pe monitor) de control şi comanda a declanşării întrerup ătoarelor. Elasticitate în modificarea caracteristicilor de ac ţ ionare ionare Îndeosebi în cazul protec ţiilor complexe este avantajoasa posibilitatea de modificare a caracteristicilor de ac ţionare, pentru ca acela şi echipament de protec ţie sa poat ă fi utilizat pentru diverse instala ţii protejate, care ar necesita caracteristici de ac ţionare diferite. La protecţiile electronice posibilitatea modific ării caracteristicilor în sensul dorit este mult

mai larga, iar dispozitivele necesare pentru acest scop sunt simple. Posibilităţile de ob ţinere a unor caracteristici dorite, cu forme complicate se realizeaz ă prin sisteme computerizate ierarhizate, ceea ce permite ob ţinerea unor caracteristici optime. Tipizarea subansamblurilor subansamblurilor

O asemenea tipizare este posibila în cazul releelor electronice şi ea ofer ă avantaje importante. Astfel, montajul şi încercarea releelor se pot face în condi ţii bune; opera ţiile de întreţinere sunt u şurate, iar în cazul unei defec ţiuni poate fi înlocuit numai subansamblul defect. Utilizarea circuitelor imprimate pe placi modul debro şabile, cu conexiuni interschimbabile, contribuie în m ăsura însemnata la m ărirea avantajelor asigurate de tipizarea subansamblurilor lor. Invariabilitatea parametri1or şi caracteristicilor Condiţiile de siguran ţa şi selectivitate impun un grad ridicat de precizie în men ţinerea valorilor de reglaj şi a caracteristicilor de ac ţionare ale unei protec ţii. Pentru asigurarea invariabilit ăţii necesare, elementele semiconductoare utilizate în protec ţii electronice trebuie sa fie caracterizate de o stabilitate ridicata a parametrilor. Totodat ă, înlocuirea unor subansambluri poate fi f ăcută numai daca subansamblul nou şi cel înlocuit nu prezint ă deosebiri ale parametrilor sau

caracteristicilor. Din analiza performan ţelor impuse func ţionarii şi realizării protecţiilor prin relee se constata ca protecţiile electronice, realizate cu semiconductoare satisfac în bune condi ţii aceste performante, în multe cazuri fiind mai avantajoase decât protec ţiile clasice, cu relee electromecanice. Acest fapt explica extinderea tot mai larga pe care a c ăpătat-o în ultimii ani utilizarea protec ţiilor digitale şi tendinţa acestora de a le înlocui pe cele clasice. 4. Scheme structurale ale protec ţiilor In cazul protec ţiilor simple, care controleaz ă variaţiile unei anumite m ărimi în raport cu o valoare de referin ţa (cum sunt protec ţiile de curent, protec ţiile de tensiune), realizate în varianta cu relee electromecanice, reprezentarea schemei se face u şor sub forma de schema electrica de principiu (schema principiala); întrucât num ărul circuitelor şi elementelor componente este mic, nu sunt necesare scheme de principiu desf ăşurate, ci se folosesc scheme de principiu restrânse

(concentrate). In cazul protec ţiilor complexe, care compara doua m ărimi din punctul de vedere al amplitudinilor sau defazajelor (cum sunt protec ţiile direc ţionale, diferen ţiale, de distanţa) şi care acţionează când rezultatul ob ţinut din compara ţie depăşeşte anumite limite fixate, schemele pot prezenta un grad ridicat de complexitate, mai ales ca, uneori, fiecare dintre cele doua m ărimi comparate rezulta ca o combina ţie a altor m ărimi ; acesta este cazul unor categorii de protec ţii de distanta şi direcţionale. De aceea, la anumite protec ţii complexe realizate cu relee electromecanice se utilizează reprezentarea cu ajutorul schemelor de principiu desf ăş ăşurate, care permit o mai u şoara urmărire a circuitelor . Pe lângă schemele electrice de principiu, în protec ţia prin relee se utilizeaz ă de asemenea scheme de amplasare şi scheme de montaj. în schemele de amplasare nu se figureaz ă conexiunile intre elemente, ci pe o singura schema sunt figurate toate sistemele de protec ţie prevăzute pentru o

8


anumita instala ţie protejata. în schemele de montaj, reprezentarea se face dup ă regulile stabilite pentru toate aparatele şi instalaţiile electrice. Schemele electrice de principiu pot fi utilizate in bune condi ţii de claritate şi urmărire uşoara pentru ansamblul elementelor componente ale unei protec ţii electronice, numai în cazul protecţiilor simple; în cazul protec ţiilor complexe num ărul circuitelor poate deveni atât de mare, incit apar dificult ăţi atât în reprezentarea întregului ansamblu pe o singura plan şa, cit şi în urm ărirea schemei. De aceea, pentru protec ţiile electronice complexe sunt deosebit de indicate schemele de elemente (denumite şi scheme func ţ ionale ionale sau scheme bloc), în care elementele func ţionale sunt reprezentate prin dreptunghiuri, iar semnalele transmise intre elemente sunt figurate prin s ăgeţi; aceste scheme uşurează mult reprezentarea structurii întregului ansamblu al protec ţiei, precum şi urmărirea succesiunii opera ţiilor efectuate de diversele elemente componente în cazul ac ţionarii protecţiei. La reprezentarea ansamblului unei protec ţii electronice complexe prin scheme de elemente este necesara o ierarhizare suplimentara a subansamblurilor. BIBLIOGRAFIE

Prezentul material este preluat şi/sau prelucrat, pentru uzul studen ţilor, din urm ătoarele cărţi: 1. Asandei I., Protec ţia şi automatizarea sistemelor energetice, Editura MATRIX, Bucure şti, 2002; 2. Rusu A. C., Potecţii moderne din sistemul sis temul energetic, Editura Lucyd Serv Ia şi 2006 3. Ivaşcu C., E.: Automatizarea şi protec ţia sistemelor energetice, Editura Orizonturi Universitare, Timi şoara, 1999; 4. Călin S., Mihoc D., Popescu S., Protec ţia prin relee şi automatizări în energetic ă, EDP Bucureşti 1979 5. Badea I., Broşteanu Gh., Chenzbraun I., Columbeanu P: Protec ţia prin relee şi automatizarea sistemelor electrice, ET Bucure şti 1973; 6. Penescu, C., Calin, S., Protec ţia prin relee electronice a sistemelor electrice, Editura Tehnica, Bucuresti, 1969. Suciu, S uciu, Iacob. Echipamente electrice.I.P.Timisoara,1978. 7. Gheorghiu,N. Aparate si re ţele electrice.E.D.P.,Bucuresti,197 electrice.E.D.P.,Bucuresti,1971. 1. 8. Matlac, I. Aparate electrice, Elemente de comuta ţie. Universitatea din Brasov,1971. 9. Cernat,M., Matlac,I. Aparate electrice. Universitatea din Bra şov, 1981. 10. Canescu,T.,s.a. Aparate electrice de joasa tensiune, Îndreptar, Editura Tehnica, Bucuresti,1977. 11. Herscovici,B.,s.a. Aparate electrice de înalta tensiune, Îndreptar, Editura Tehnica, Bucuresti,1978. 12. Hortopan Gh., Aparate Electrice, EDP, Bucure şti, 1967,1972,1980; 13. Mira N., coordonator, Manualul de instala ţii, Instalaţii electrice şi de automatizare, Ed. ARTECNO srl, Bucureşti 2002; 14. Pop F., şi colectiv, Proiectarea instala ţiilor electrice de joas ă tensiune, IP Cluj-Napoca, 1990; 15. *** Schneider Electric, Manualul instala ţiilor electrice, agrementat MLPAT conform cu CEI 364 şi I.7-98. 16. Knies W., Schierac K. Electrische Anlagetechnik, Ed. Carl Hanser Verlag, Munich, Wien, 1991

Protectie prin relee. Introducere

Recommend Documents