Protectia de Distanta a Retelelor Electrice

Universitatea ˝TRANSILVANIA˝din Braşov LUCRARE DE ABSOLVIRE Colegiul Universitar TehnicSpecializarea TRANSPORTUL ŞI DISTRIBUŢIA ENERGIEI ELECTRICE

PROTECTIA de DISTANTA

1


CUPRINS

1. Introducere …………………………………………………………………………… 3 1.1. Obiectivele sistemelor de protecţie ……………………………………….. 4 1.2. Performanţe impuse protecţiei sistemelor electrice ……………………… 5 1.2.2.1. Selectivitatea …………………………………………………………….. 5 1.2.2.2. Sensibilitatea …………………………………………………………….. 5 1.2.2.3. Rapiditatea ……………………………………………………………… 6 1.2.2.4. Siguranţa ………………………………………………………………… 8 1.2.3. Principiul de funcţionare a instalaţiei de protecţie ………………………. 8 1.2.4. Protecţiile echipamentelor electroenergetice ……………………………. 9

2. Defecte în instalaţii electroenergetice …………………………………………….. 10 2.1. Scurtcircuitul ……………………………………………………………………... 10 2.2. Punerea la pământ ……………………………………………………………… 11 2.3. Arcul electric …………………………………………………………………….. 13 2.4. Scurtcircuite trifazate, bifazate şi monofazat ………………………………… 14 3. Protecţia de distanţă ………………………………………………………………... 22 3.1. Principiul de realizare a protecţiei de distanţă ………………………………… 22 3.2. Relee de distanţă ………………………………………………………………... 24 3.2.1. Releul de distanţă de impedanţă tip ˝ balanţă electrică˝ …………… 24 3.2.2. Releul de distanţă de impedanţă generalizată …………………………. 28 3.2.3. Releul de distanţă de impedanţă pură …………………………………. 31 3.2.4. Releul de distanţă de rezistenţă ………………………………………… 32 3.2.5. Releul de distanţă de impedanţă mixtă ………………………………. 32 3.2.6. Releul de distanţă de admitanţă mixtă …………………………………. 33 3.2.7. Releul de distanţă de cu caracteristici de funcţionare combinate …… 33

3.2.8. Modelarea fizică a caracteristicilor funcţionale ale sistemelor de protecţie de distanţă ……………………………………………………….

34

3.2.9. Influenţa arcului electric de la locul de scurtcircuit asupra funcţionării protecţiei de distanţă ………………………………………………………

34

3.2.10. Comportarea protecţiei de distanţă în cazul supratensiunilor ………… 38 3.2.11. Comportarea protecţiei de distanţă în cazul pendulărilor în sistem …... 39 3.2.12. Caracteristici de temporizare ale protecţiei de distanţă şi realizarea lor 44 3.2.13. Stabilirea reglajelor protecţiei de distanţă ……………………………….. 46 3.2.14. Erori posibile în determinarea distanţei ………………………………….. 46 3.2.15. Calculul reglajului elementelor de pornire ……………………………….. 47 3.2.16. Calculul reglajului elementului de măsură a distanţei ………………….. 49

3.2.17. Comportarea protecţiei de distanţă la defecte în circuite secundare şi blocajele prevăzute pentru astfel de situaţii …………………………….. 51

3.3. Schemele clasice ale protecţiilor de distanţă cu relee ………………………. 53 3.3.1. Generalităţi ………………………………………………………………… 53 3.3.2. Protecţii de distanţă utilizate pe liniile de înaltă şi foarte înaltă tensiune 54 3.4. Protecţii de distanţă numerice ………………………………………………….. 55

2


3.4.1. Sistemul de supervizare, comandă şi achiziţii de date SCADA ………. 56 3.4.2. Protecţia digitală complexă ˝ DIPA – 100 ˝ ……………………………….. 59 3.4.3. Funcţii speciale şi integrare în SCADA …………………………………… 61 3.4.3.1. Interfaţa de supervizare mărimi binare/ analogice şi comunicaţii cu sistemul de teleconducere SCADA.miniACE ……………………. 62 3.4.3.2. Extensie teleconducere SCADA. CDR ……………………………… 62 3.4.3.3. Extensie de comandă în instalaţii prin SCADA şi SCADA.CD …… 63

3.4.3.4. Modul de funcţionare al echipamentului DIPA – 100 la protecţia de distanţă ………………………………………………………………….. 63

3.4.3.5. Caracteristica treptelor de impedanţă ……………………………….. 69 3.4.3.6. Caracteristica de măsură de demaraj ……………………………….. 72 3.4.3.7. Blocajul la pendulaţii al protecţiilor numerice ……………………….. 72 3.4.3.8. Sensibilizarea protecţiei la conectarea pe defect …………………... 74 3.4.3.9. Blocajul la arderea siguranţelor ………………………………………. 75 3.4.3.10. Funcţia de teleprotecţie ……………………………………………….. 76 3.5. Protecţia completă a unei linii de înaltă tensiune …………………………… 78 4. Stand experimental …………………………………………………………………. 79 4.1. Protecţia de distanţă PD 3/2 …………………………………………………... 79 4.1.1. Destinaţie ………………………………………………………………….. 79 4.1.2. Modul de funcţionare al protecţiei ………………………………………. 80 4.1.3. Exemplu de stabilire a reglajelor pentru protecţia de distanţă PD 3/2 85 4.1.4. Caracteristici tehnice principale ale protecţiei de distanţă PD 3/2 …... 86 4.2. Divizorul rezistiv 220/24 Vcc …………………………………………………... 87 4.3. Descrierea funcţionării standului experimental ………………………………. 94 4.4. Propunere de lucru al lucrării de laborator …………………………………… 95 5. Bibliografie …………………………………………………………………………… 96 97

3


1. INTRODUCERE

1.1. Obiectivele sistemelor de protecţie

Sistemele de protecţie sunt ansamble de dispozitive automate simple sau complexe, realizate de regulă cu relee de comutaţie dinamică sau statică, sau cu sisteme de calcul, instalate pe echipamentele sistemelor energetice, cum sunt:

generatoare transformatoare bare colectoare linii, etc.

cu rolul de a supraveghea funcţionarea acastora. În cazul depăşirii peste anumite limite a parametrilor ce caracterizează regimul normal de funcţionare al acestora, instalaţiile de protecţie intervin în mod obiectiv, activ,izolând echipamentul în care a apărut defectul de restul instalaţiilor sistemului energetic dacă este pusă în pericol integritatea echipamentului sau funcţionarea normală a sistemului energetic.

De regulă izolarea se realizează prin deconectarea întrerupătoarelor prin care echipamentul se conectează la sistemul energetic. În cazul în care modificarea parametrilor în raport cu valorile normale nu pune în pericol iminent echipamentul protejat sau sistemul energetic, instalaţiile de protecţie vor semnaliza regimul anormal de funcţionare.

În cazul în care instalaţiile de protecţie nu-şi îndeplinesc funcţiile, defectele şi regimurile anormale se pot transforma în avarii, adică sistemul energetic va funcţiona în aşa fel încât nu mai poate asgura alimentarea cu energie electrică a consumatorilor nici măcar la limita inferioară a parametrilor ce caracterizează calitatea energiei electrice.

Separarea automată a echipamentului defect de restul elementelor sistemului energetic urmăreşte trei obiective principale:

Să împiedice dezvoltarea defectului, respectiv extinderea acestuia asupra altor instalaţii din sistemul energetic şi o eventuală transformare în avarie de sistem.

Să restabilească un regim normal de funcţionare pentru sistemul energetic, asgurând continuitatea în alimentare a consumatorilor în condiţii de calitate a energiei cât mai bune.

Să limiteze deteriorarea prin efecte termice şi electrodinamice ale curentului de scurtcircuit a echipamentelor în care s-aprodus defectul. Aceste deteriorări pot avea consecinţe economice deosebit de grave datorită costilui ridicat al acestora,precum şi a timpilor de indisponibilitate a echipamentelor avariate.

Instalaţiile de protecţie contribuie la asigurarea următoarelor cerinţe de exploatare ale sistemului energetic:

continuitate şi siguranţă în exploatare; calitate ridicată a energiei electrice furnizate; integritatea echipamentelor componente ale sistemului energetic.

4


1.2. Performanţe impuse protecţiei sistemelor electrice

Datorită complexităţii problemelor pe care trebuie să le rezolve instalaţiile de protecţie, acestora li se impun o serie de condiţii, dintre cele mai importante sunt:, rapiditate, selectivitate, sensibilitate şi siguranţă în funcţionare.

1.2.1. Selectivitatea Prin selectivitatea unei instalaţii de protecţie se înţelege capacitatea acesteia de

a deconecta de restul sistemului energetic numai şi numai echipamentul în care a apărut defectul, prin intermediul celor mai apropiate intrerupătoare. În cazul în care, din anumite motive acest lucru nu se poate realiza, instalaţia de protecţie trebuie să izoleze defectul prin deconectarea intrerupătoarelor imediat urmatoare, astfel încât să fie deconectaţi cât mai puţini consumatori.

Fig. 1.1. Schema zonelor protejate într-un Sistem Electroenergetic

Realizarea condiţiei de selectivitate impune instalaţiei de protecţie următoarele: să acţioneze la defecte în echipamentul protejat; să nu acţioneze la defecte pe elementele vecine, lăsând posibilitatea

lichidării defectului de către protecţiile acestora, dar fiind pregătit să intervină dacă defectul nu a fost lichidat.

1.2.2. SensibilitateaPrin sensibilitatea unei instalaţii de protecţie se înţelege capacitatea acelei protecţii

de a acţiona la toate defectele pentru care a fost prevăzută, indiferent de valorile

5


mărimilor electrice supraveghete cu ajutorulcărora se determină momentul apariţiei defectului.

Problema sensibilităţii unei instalaţii de protecţie se pune domeniul mărimilor, situat în vecinătatea regimului normal de funcţionare a elementului protejat.

Sensibilitatea unei instalaţii de protecţie se evaluează cu ajutorul coeficientului de sensibilitate.

Coeficientul de sensibilitate depinde de: valoarea minimă a curentului de scurtcircuit calculat Isc.min.c , valoarea curentului de pornire a protecţiei Ipp .

(1.1.)

Datorită neglijării componentelor active ale impedanţelor buclelor de scurtcircuit, valoarea curentului de scurtcircuit real Isc.min.r. din echipamentul protejat este mai mică decât cea determinată prin calcul:

(1.2.)Protecţia de curent trebuie să acţioneze şi la valoarea minimă a curentului de

scurtcircuit, adică:(1.3.)

Din relaţiile anterioare rezultă relaţia coeficientului de sensibilitate.

(1.4.)

Rezultă că valoarea coeficientului de sensibilitate este întotdeauna supraunitară. Din acest motiv în cazul protecţiei maximale de curent, creşterea sensibilităţii se obţine prin:

blocaj de minimă tensiune; filtre de componente simetrice.

În cazul protecţiei diferenţiale creşterea sensibilităţii se obţine prin: utilizarea transformatoarelor cu saturaţie rapidă; folosirea releelor diferenţiale cu frânare.

1.2.3. RapiditateaEste una din condiţiile cele mai importante pe care trebuie să le îndeplinească

instalaţia de protecţie, în primul rând cele care echipează echipamente de tensiuni înalte şi foarte înalte.

Această condiţie este determinată de implicaţiile şi consecinţele pe care le are deconectarea cu întârziere a echipamentului în care s-a produs defectul, atât asupra acestuia cât şi asupra funcţionării sistemului energetic.

Dintre aceste consecinţe menţionez:a. Pericolul pierderii stabilităţii de funcţionare în paralel a generatoarelor

sincrone în timpul scurtcircuitelor, aceasta constituie cea mai periculoasă avarie din sistemul energetic. Dacă scurtcircuitul este lichidat într-un timp suficient de mic, pericolul ieşirii din sincronism a generatoarelor sincrone se reduce cu atât mai mult cu cât timpul de deconectare este mai redus.

6


Fig. 1.2. Schema de conectare a unui generator sincron la sistemul energetic, prin două linii paralele

În cazul scurtcircuitelor, are loc descărcarea de putere activă a generatoarelor sincrone în funcţie de tipul defectului şi de distanţa de la generator la defect. Ca urmare creşte viteza motoarelor primare şi valoarea unghiului intern δ. Dacă defectul este lichidat într-un timp suficient de scurt, pericolul ieşirii din sincronism a generatoarelor sincrone se reduce şi timpul de deconectare este mai redus.

Influenţa timpului de lichidare al scurtcircuitelor asupra stabilităţii dinamice a sistemului electroenergetic rezultă din analiza caracteristicilor corespunzăto- are cazului unui generator sincron conectat la sistemul electroenergetic.

Caracteristicile din fig. 1.3. corespund următoarelor situaţii:

Fig.1.3. Caracteristica unde:

caracteristica 1 – regimul normal de funcţionare;caracteristica 2 – regim de scurtcircuit în K;caracteristica 3 – regim normal după deconectarea liniei de

către protecţie.b. Tensiunea de alimentare a consumatorilor din zonă se reduce pe durata

scurtcircuitului. La un scurtcircuit pe linia L, fig. 1.4., tensiunea remanentă pe barele centralei , fig. 1.5., în acest caz se reduc cuplurile motoarelor

asincrone , iar turaţia scade. Dacă scurtcircuitul este lichidat într-un timp scurt, durata menţinerii unei tensiuni scăzute pe bare este de asemenea mică, iar micşorarea turaţiei motoarelor asincrone nu este pronunţată. Restabilirea tensiunii după lichidarea defectului într-un timp scurt îmbunătăţeşte posibilitatea revenirii la o funcţionare normală a motoarelor asincrone. În caz contrar este posibil ca autopornirea să nu mai poată avea loc şi motoarele să se oprească.

c. Echipamentele energetice parcurse de curenţi de scurtcircuit, precum şi elementul în care a apărut defectul sunt afectate prin efectele termice şi electrodinamice ale curenţilor, precum şi de către arcul electric de la locul defectului în funcţie de timpul eliminării acestuia.

7


Fig.1.4. Schema electrică a unei centrale electrice

Timpul total de lichidare al unui defect tt este compus din timpul de acţionare a protecţiei tIP şi timpul propriu de deconectare a întrerupătorului tDI.Timpul propriu de deconectare a întrerupătorului tDI depinde de tipul întrerupătorului, iar la întrerupătoarele moderne, acesta este .

(1.5.)

Fig.1.5. Variaţia în cazul unui scurtcircuit pe linia L

1.2.4. SiguranţaPrin siguranţă se înţelege capacitatea protecţiei de a acţiona întotdeauna corect,

numai şi numai atunci când sunt îndeplinite condiţiile de acţionare şi niciodată în lipsa acestor condiţii.

1.3. Principiul de funcţionare a instalaţiei de protecţieDin mulţimea valorilor posibile ale mărimilor electrice ce caracterizează

funcţionarea elementelor protejate, instalaţiile de protecţie trebuie să selecteze submulţimi caracteristice regimurilor anormale sau de defect şi să eleboreze, în baza unui algoritm logic, comenzi de semnalizare sau de declanşare.

Regimul de funcţionare al elementului protejat este supravegheat de instalaţia de protecţie, care trebuie să conţină asemenea elemente încât să poată deosebi funcţionarea în regim normal, anormal sau de defect. Instalaţia de protecţie trebuie să stabilească cu precizie dacă defectul este în elementul protejat sau în afara lui. În cazul defectului intern, instalaţia de protecţie trebuie să comande declanşarea întrerupătoarelor,iar în cazul defectului extern, nu trebuie să acţioneze decât în cazul în care defectul nu a fost lichidat de către instalaţia de protecţie a acelui element vecin.

Pentru a putea îndeplini aceste funcţii, instalaţia de protecţie primeşte în continuu informaţii referitoare la regimul de funcţionare a elementului protejat cu ajutorul transformatoarelor de măsură (TT şi TC).

8


În afară de TT şi TC , instalaţia de protecţie mai cuprinde următoarele subansamble de bază:

a. Blocul de intrare , sau blocul elementelor de măsură, care prelucrează datele primite de la TT şi TC ,rezultatul acestei prelucrări fiind transmis blocului următor.Prelucrarea în blocul de intrare constă în: eliminarea semnalelor parazite, a zgomotelor,a armonicelor prin filtrare adaptarea nivelului semnalului la nivelul cerut de blocul de prelucrare şi

decizie, prin amplificare sau atenuarea mărimilor obţinerea componentelor simitrice: inversă şi homopolară ale curenţilor şi

tensiunilor pentru protecţia împotrva defectelor nesimetrice.b. Blocul de prelucrare şi decizie , numit şi bloc principal al instalaţiei de protecţie,

primeşte mărimile de ieşire din blocul de intrare şi le prelucrează după un algoritm mai simplu sau mai complicat în funcţie de gradul de complexitate al instalaţiei de protecţie. În urma acestei prelucrări se stabileşte cu precizie momentul apariţiei unui defect, se localizează elementul protejat în care s-a produs evenimentul şi se adoptă strategia de eliminare a acestuia în funcţie de poziţia sa.Determinarea momentului apariţiei şi localizarea evenimentului este rezultatul a două categorii de operaţii efectuate şi anume: controlul amplitudinii şi/sau defazajului, analogic; operaţii cu caracter logic.

c. Blocul de execuţie primeşte comenzi de la blocul de prelucrare şi decizie , le transmite bobinei de declanşare a întrerupătorului şi semnalizează transmiterea comenzii de declanşare sau apariţia unui regim anormal.

1.3.1. Protecţiile echipamentelor electroenergetice

Protecţiile echipamentelor electroenergetice se împart în: protecţii de bază; protecţii de rezervă; protecţii auxiliare.

Toate echipamentele protejate importante din sistemul energetic sunt prevăzute cu instalaţii de protecţie specializate împotriva tuturor tipurilor de defecte şi regimuri anormale posibile. Aceste protecţii, care sesizează în cele mai bune condiţii de : sensibilitate, selectivitate,rapiditate şi siguranţă un anumit tip de defect se numesc : protecţii de bază şi le revine principala responsabilitate în deconectarea elementului protejat.

În condiţi reale de funcţionare apar situaţii când protecţia de bază nu reuşeşte să lichideze defectul datorită unor cauze obiective cum sunt:

funcţionarea necorespunzătoare a protecţiei; refuzul întrerupătorului de a executa comanda de declanşare.

În aceste condiţii, defectul continuă să fie alimentat, iar consecinţele se amplifică. Pentru a preveni asemenea situaţii, pe lângă protecţia de bază se prevede şi o protecţie de rezervă, care acţionează numai atunci când protecţia de bază nu a lichidat defectul.

9


Protecţia de rezervă poate fi: protecţia de rezervă locală, realizată prin instalarea unei protecţii suplimentare pe

acelaşi element şi care trebuie să îndeplinească următoarele condiţii:- este realizată pe un alt principiu de funcţionare decât protecţia de bază;- este conectată la alte înfăşurări ale TT şi TC, prin alte circuite secundare;- este alimentată din alte surse de tensiune operativă decât protecţia de bază.Protecţia de rezervă locală este ineficientă în cazul blocării întrerupătorului şi

acţionează cu o anumită temporizare faţă de protecţia de bază. protecţia de rezervă de la distanţă este realizată prin protecţiile elementelor vecine

celui în care a apărut defectul şi care intervine, cu o oarecare temporizare, numai în cazul în care protecţia de bază a acelui element nu a lichidat defectul. Această protecţie este eficientă şi în cazul blocări unui întrerupător.

2. Defecte în instalaţii electroenergetice

Defectele care apar în instalaţiile electrice sunt foarte complexe, atât ca desfăşurare, cât şi din punctul de vedere al efectelor pe care le pot produce. Deşi este posibilă o împărţire a defectelor după cauza şi după natura lor, în practică este greu de distins cărei categorii îi aparţine defectul care a avut loc, dat fiind că cel mai adesea apar defecte combinate şi nu se poate şti care a fost cauza şi care efectul. Trebuie adăugat, de asemenea, că întâmplarea joacă, adesea, un rol important în evoluţia defectului.

În clasificarea defectelor din instalaţiile electrice, după natura lor, trebuie menţionate în primul rând cele care constau în deteriorarea (străpungerea sau conturarea) izolaţiei. Marea majoritate a defectelor reprezintă o formă sau alta de deteriorare a izolaţiei, fie că aceasta este constituită din materiale izolante special prevăzute, fie că este reprezentată de mediul izolant natural (aerul), deteriorarea constând în acest caz în anularea calităţilor izolante ale spaţiului de aer. Diferitele forme sub care se manifestă acest defect general sunt: scurtcircuitele monofazate, bifazate sau trifazate şi punerile la pământ simple sau duble, fiecare dintre aceste genuri de defecte având caractere şi manifestări deosebite, după natura reţelei electrice în care survin.

2.1. Scurtcircuitul

Este cel mai grav defect, el se poate produce între trei faze, între două faze sau între o fază şi pământ (în reţelele cu punctul neutru legat la pământ). Străpungerea sau conturnarea izolaţiei creează, pentru curent, un drum de rezistentă în general mică, mult mai mică decât a consumatorilor, ceea ce duce la creşterea deosebită a curentului, care devine astfel un "curent de scurtcircuit" .

Curentul de scurtcircuit, având o valoare mare, provoacă o creştere a căderii de tensiune în generatoare şi în toate impedanţele pe care le parcurge, ducând în felul acesta la o scădere generală a tensiunii în reţea, cu efecte dăunătoare asupra consumatorilor şi asupra funcţionarii în paralel a centralelor (generatoarelor). La locul scurtcircuitului tensiunea poate deveni nulă şi consumatorii aflaţi în apropiere sau în aval rămân nealimentaţi.

Pe lângă aceste neajunsuri în funcţionarea consumatorilor, curentul de scurtcircuit provoacă şi deteriorări în instalaţii, care pot fi foarte grave, datorită acţiunii

10


sale dinamice şi termice. Eforturile electrodinamice produse de curenţii de scurtcircuit pot provoca îndoirea şi ruperea barelor, smulgerea bobinelor, desprinderea pieselor, deschiderea intempestivă a separatoarelor etc. Căldura foarte mare dezvoltată de curentul de scurtcircuit poate provoca topirea şi chiar vaporizarea materialelor, dilatări şi desprinderi de piese etc. În general, scurtcircuitul apare sub două forme:

- scurtcircuit net (atingerea directă între faze) ;- scurtcircuit prin arc. Arcul electric este foarte mobil şi poate sari de la o fază la alta, extinzând astfel

defectul. De asemenea, el poate sari la aparatele din jur, producând deteriorări importante.

Scurtcircuitele care apar în maşini şi aparate au la bază tot deteriorarea izolaţiei, dar au şi unele forme speciale.

Astfel:

scurtcircuitul între faze poate avea loc între înfăşurări sau la bornele aparatului;

scurtcircuitul monofazat apare prin deteriorarea izolaţiei unei faze fată de corpul aparatului legat la pământ.

În maşinile şi aparatele mari, cu înfăşurări, apare un tip special de scurtcircuit, şi anume scurtcircuitul între spirele aceleiaşi faze (deteriorarea izolaţiei între spire). În sfârşit, trebuie menţionat un defect care apare în maşini, tot pe baza deteriorării izolaţiei şi anume scurcircuitarea tolelor magnetice prin defectarea izolaţiei dintre acestea, ceea ce provoacă creşterea importantă a curenţilor din miezul de fier putând duce la arderea acestuia.

2.2. Punerea la pământ

Este un defect des întâlnit în instalaţiile electrice, şi care constă tot în deteriorarea izolaţiei. Într-o reţea cu punctul neutru izolat, punerea la pământ a unei faze nu constituie, prin ea însăşi, un defect, neconducând la perturbări importante ale funcţionarii. Ea este însă, de cele mai multe ori doar începutul unui defect mai grav, căci degenerează un scurtcircuit cu urmările cunoscute. De aceea, apariţia punerii la pământ trebuie cunoscută, pentru a se lua masurile necesare de îndepărtare a acestei stări anormale. În afară de aceasta, punerea la pământ produce totuşi unele mici perturbări care, deşi nepericuloase, nu sunt de dorit. Curentul de punere la pământ poate duce la o încărcare nesimetrică a generatoarelor, încărcarea fiind capacitivă poate provoca ridicări de tensiune care în anumite condiţii devin periculoase. De asemenea, circulaţia unui curent prin pământ poate provoca perturbări în liniile electrice din apropierea celei defecte, în special în cele de telecomunicaţii, prin inducerea unor tensiuni ce pot atinge valori periculoase.

Ca şi scurtcircuitul, punerea la pământ poate fi netă sau prin arc. Arcul poate sării la alte faze, transformând punerea la pământ în scurtcircuit. Deosebit de periculos este arcul intermitent, care constă în stingerea şi reaprinderea repetată a arcului de punere la pământ, stingerea producându-se în momentele de trecere a curentului prin valoarea zero, iar reaprinderea în momentele când tensiunea alternativă atinge valori suficient de mari pentru reamorsarea arcului în mediul încă ionizat.

Arcul intermitent poate produce, în reţea, supratensiuni care ating valori de aproximativ 3 U fază. De altfel, chiar în cazul unei puneri la pământ nete, într-o reţea cu

11


punctul neutru izolat, faza defectă capătă potenţialul pământului, iar tensiunea faţă de pământ, a fazelor sănătoase (care, în funcţionare normală este egală cu tensiunea pe fază) creşte de ori, devenind egală cu tensiunea între ele şi faza defectă.

Supratensionarea reţelei, în condiţiile existentei unei puneri la pământ, poate provoca apariţia unei a doua puneri la pământ pe o altă fază, defect cunoscut sub numele de dubla punere la pământ, care este echivalentă cu un scurtcircuit bifazat prin rezistenţă (rezistenţa traseului prin pământ). Această dublă punere la pământ poate avea loc pe fazele aceleiaşi linii sau a două linii diferite, ceea ce complică defectul şi măreşte consecinţele lui neplăcute.

Punerea la pământ a unei faze, într-o reţea cu punctul neutru legat la pământ, este, de fapt, un scurtcircuit monofazat.

A doua categorie de defecte care apar în instalaţiile electrice, în afara celor menţionate până acum, care aveau toate la bază deteriorarea izolaţiei, o constituie întreruperile conductoarelor (nu numai ruperile propriu-zise de conductoare, ci şi arderea unei siguranţe pe o fază, deschiderea unui separator pe o singură fază etc.). Acest gen de defecte duce la încărcări nesimetrice şi prin aceasta produce neajunsuri, este însă rar şi, cel mai adesea, însoţit de scurtcircuite sau puneri la pământ (de exemplu, în cazul ruperi conductoarelor unei linii aeriene LEA).

Analizând cauzele care provoacă toate aceste genuri de defecte în instalaţiile, electrice, trebuie observat că ele constau, în primul rând, în depăşirea rezistenţei materialelor respective la solicitări mecanice, termice şi, mai ales, electrice. Această depăşire se poate produce, în primul rând, datorită unor condiţii speciale, adesea exterioare instalaţiilor, cum sunt descărcările atmosferice, care duc la supratensiuni electrice foarte mari, vânturile puternice şi chiciura, care solicită în mod deosebit conductoarele şi stâlpii liniilor electrice aeriene.

În al doilea rând, cauza defectelor poate consta în scăderea rezistentei materialelor sub valoarea normală, datorită fie uzurii şi îmbătrânirii (în special pentru izolaţia electrică), fie acţiunii unor factori externi (substanţe chimice, umezeală, murdărie etc.).

În sfârşit, trebuie citate drept cauze destul de frecvenţe ale defectelor greşelile personalului de exploatare, care prin conectări greşite, introducerea unor corpuri străine în instalaţii, manevre insuficient pregătite, pot duce la creşteri foarte mari ale solicitărilor instalaţiilor (sunt cunoscute defectele produse de sincronizările greşite sau de starea murdară a izolaţiei, care favorizează conturnarile).

Frecvenţa diferitelor feluri de defecte este legată de tipul instalaţiei respective. Studierea pe bază statistică a acestei probleme face posibilă îmbunătăţirea proiectării şi a exploatării. În fiecare ţară şi în diversele foruri internaţionale de specialitate, se acordă o atenţie deosebită statisticii defectelor.

Pe baza statisticilor, rezultă că instalaţiile cele mai mult supuse defectelor sunt liniile electrice aeriene (ceea ce este şi normal, datorită întinderii lor mari), urmate, în ordine, de liniile subterane, staţiile de transformare şi generatoare.

Construcţia instalaţiilor are o influenţă hotărâtoare asupra frecvenţei şi tipurilor de defecte. Astfel, în reţelele cu punctul neutru legat la pământ nu pot avea loc duble puneri la pământ, pe când în reţelele cu punctul neutru izolat acestea sunt foarte frecvenţe. De asemenea, la liniile pe stâlpi de lemn punerile la pământ simple sau duble sunt mai rare decât scurtcircuitele, în timp ce la liniile pe stâlpi metalici raportul este invers. Ca urmare a faptului că în reţelele cu punctul neutru legat la pământ fiecare punere la pământ constituie un defect, raportul dintre numărul declanşărilor care au loc în reţelele cu punctul neutru izolat şi în cele cu punctul neutru legat la pământ este de 4/7.

12


Repartizarea procentuală a diferitelor genuri de defecte (exclusiv ruperile pure de conductoare, care, în general, sunt rare), este aproximativ următoarea:

scurtcircuite monofazate: ……………………………………………………..65%; scurtcircuite bifazate cu punere la pământ şi dublă punere la pământ: ....20%; scurtcircuite bifazate fără punere la pământ: …………………………..….10%; scurtcircuite trifazate:…………………………………………………………... 5%. Frecvenţa defectelor depinde, de asemenea, în mare măsură, de anotimp.

Astfel, majoritatea defectelor au loc în lunile de vară bântuite de descărcări atmosferice şi în al doilea rând în perioadele de iarnă, cu schimbări bruşte de temperatură, când se formează chiciura.

În sistemele energetice, în afara defectelor propriu-zise, pot surveni abateri de la regimul normal de funcţionare, care produc de asemenea perturbări şi pagube. Acestea constau în abateri ale parametrilor de funcţionare (tensiune, curent, frecvenţă) de la valorile lor nominale.

Regimul anormal cel mai des întâlnit, este cel de suprasarcină. Acesta constă într-o creştere a curentului peste valorile nominale şi poate fi provocat fie de creşterea neaşteptată a sarcinii, fie de scăderea, din diferite motive, a puterii surselor generatoare.

Suprasarcina este un regim inadmisibil de funcţionare de durată, în primul rând pentru că provoacă solicitări (în special termice) ale instalaţiilor, care contribuie la uzura acestora, ducând până la urmă la apariţia unor defecte propriu-zise. În al doilea rând, trecerea prin instalaţii a unor curenţi care depăşesc valorile normale produce scăderi pronunţate ale tensiunii, ceea ce are ca efect absorbirea de către consumatori a unor curenţi şi mai mari (pentru a se menţine puterea constantă), producându-se astfel o scădere în continuare a tensiunii. Un asemenea fenomen, poate duce la ieşirea din sincronism şi la declanşarea tuturor surselor generatoare, deci la întreruperea totală a funcţionării sistemului electro-energetic, este cunoscut sub numele de avalanşă de tensiune.

Un alt regim anormal îl constituie apariţia pendulărilor între grupurile generatoare sau chiar între centrale, când acestea funcţionează cu frecvenţe diferite, pendulări care de asemenea pot duce la întreruperi totale în alimentarea cu energie.

2.3. Arcul electric Cele mai multe defecte ale instalaţiilor electrice, în special ale liniilor electrice

aeriene (LEA), sunt însoţite de apariţia arcului electric. Arcul electric reprezintă un canal ionizat la temperatură înaltă, prezentând o

densitate de curent aproape constantă, care îi conferă o caracteristică foarte particulară:

căderea de tensiune în arc descreşte în funcţie de curentul ce îl străbate (invers decât la o rezistenţă obişnuită);

rezistenţa arcului, de natură pur ohmică, este foarte variabilă şi se defineşte ca raportul dintre valorile eficace ale tensiunii şi curentului.

Procesele care au loc în arcul de curent alternativ, la trecerea curentului prin zero, sunt de importanţă primordială pentru stingerea arcului. Parametrul principal care determină stingerea arcului deschis este lungimea sa.

Factorii care contribuie sau împiedică întinderea în spaţiu a arcului sunt : prezenţa sau lipsa vântului,

13


posibilitatea sau imposibilitatea de mişcare a picioarelor arcului în lungul conductoarelor (la linii electrice aeriene),

poziţia orizontală sau verticală a coloanei arcului, valoarea iniţială a curentului în arc.

Rezistenţa arcului în aer liber se calculează cu formula: Rarc= 1,05L/Iarc (2.1.)

în care: L este lungimea arcului, în m ; larc este valoarea eficace a intensităţii curentului prin arc, în kA. Lungimea unui arc electric este foarte variabilă şi greu de apreciat. În cazul unui scurtcircuit monofazat, poate fi considerată ca lungime minimă,

lungimea lanţului de izolatoare, iar în cazul unui scurtcircuit bifazat distanţa dintre două lanţuri de izolatoare. Rezistenţa arcului creşte cu distanţa dintre faze, care este funcţie de tensiunea nominală a reţelei. De obicei, arcul are rezistenţă minimă, în primele momente ale defecţiuni, când curentul Iarc are valoarea maximă, iar lungimea arcului este minimă. După aceea, rezistenţa arcului are o tendinţă, de creştere rapidă.

Prin rezistenţa sa electrică, arcul măreşte impedanţa totală a reţelei scurcircuitate şi falsifică măsurarea distantei dintre locul unde s-a produs defectul şi locul unde este instalată protecţia. După cum se va vedea, arcul electric poate produce întârzierea acţionării protecţiei de impedanţă, iar uneori, în reţele buclate prevăzute cu relee de reactanţă, scurtarea timpului de acţionare, ceea ce duce la nerespectarea principiului selectivităţii protecţiei.

Nesiguranţa în determinarea rezistenţei arcului, îngreunează introducerea în calcule a acesteia. De aceea, la alegerea parametrilor protecţiilor, de cele mai multe ori se neglijează rezistenţa arcului electric (se presupune un scurtcircuit metalic, fără rezistenţă). Posibilitatea apariţiei arcului se ia în considerare prin alegerea coeficienţilor corespunzători, în special a coeficientului de sensibilitate.

2.4. Scurtcircuite trifazate, bifazate şi monofazate

a. Scurtcircuit trifazat Prin scurtcircuitul trifazat se înţelege contactul metalic sau prin rezistenţă (de

obicei prin arc electric) între cele trei faze ale unei instalaţii. El este denumit şi scurtcircuit simetric, deoarece în cazul în care se produce prin rezistenţe egale atât curenţii, cât şi tensiunile, îşi păstrează simetria, cu toate că valorile lor se schimbă faţă de cele din regimul normal, regim anterior defectului.

În figura,a este reprezentată o reţea cu un scurtcircuit trifazat. Deoarece se presupune ca impedanţele Z ale tuturor elementelor cuprinse între bornele sursei de alimentare şi locul defectului sunt egale şi că tensiunile de fază Uf sunt egale şi simetrice, curenţii de scurtcircuit pe cele trei conductoare trebuie să fie egali şi simetrici.

Valoarea eficace a componentei periodice a curenţilor de scurtcircuit este:

(2.2.)

Impedanţa circuitului scăzând brusc, până la valoarea Z, curenţii de scurtcircuit pot atinge valori foarte mari. Ei circulă numai în porţiunea de reţea cuprinsă între generatoarele în funcţiune şi locul scurtcircuitului.

În figura 2.1.b, este reprezentată diagrama vectorială a curenţilor şi a tensiunilor de scurtcircuit la bornele sursei, cele trei tensiuni de fază: UR, US, UT sunt egale şi

14


defazate între ele cu (120°). Curenţii de scurtcircuit IscR, IscS, IscT sunt reprezentaţi (la

altă scară), tot prin trei vectori egali şi defazaţi fată de tensiunile respective pe fază cu unghiurile sc care se calculează cu relaţia:

(2.3.)

în care: Xe, Re - sunt reactanţa şi rezistenţa echivalente ale sistemului ; XI, RI - reactanţa şi rezistenţa liniei, până la locul defectului.

Fig. 2.1. Scurtcircuit trifazat: a - schema reţelei; b- diagrama vectorială.

Valorile unghiurilor sc depind de tipul şi de parametrii liniei. De exemplu, dacă nu există o rezistenţă de trecere la locul defectului, pentru liniile aeriene acest unghi poate să varieze între 20° şi 80°, iar pentru liniile de medie tensiune în cablu, între 10° şi 20°.

În cazul unui scurtcircuit trifazat, metalic, tensiunile între faze, deci şi cele de fază, la locul defectului, devin egale cu zero, iar diagrama se reduce la un punct.

Pe măsură ce ne apropiem de sursă, tensiunile cresc proporţional cu creşterea impedanţei circuitului.

Simetria deplină a curenţilor şi a tensiunilor se menţine numai în cazul unui scurtcircuit metalic (de exemplu, în cazul punerii sub tensiune a unei linii care a fost în reparaţie şi de pe care nu s-au demontat scurt-circuitoarele mobile sau nu s-au deschis cuţitele de legare la pământ CLP). Dacă scurtcircuitul s-a produs prin arc electric, se poate întâmpla ca rezistenţele arcurilor dintre cele trei faze să difere mult între ele şi în acest caz simetria curenţilor nu se mai menţine.

Scurtcircuitele trifazate produse pe barele centralelor de putere mare constituie defecte foarte grave pentru sistemele energetice, deoarece, dacă nu sunt deconectate rapid (în 0,2÷ 0,25 s) pot să deranjeze funcţionarea în paralel a centralelor şi ieşirea din sincronism a generatoarelor electrice. De asemenea, scurtcircuitele trifazate produse într-o reţea care alimentează motoare sincrone sau asincrone cu rotorul bobinat, care antrenează mecanisme cu cuplu rezistent constant, pot produce o cădere de tensiune foarte mare şi dacă defectul nu este izolat, pot conduce la deconectarea motoarelor.

Cu toate că scurtcircuitele trifazate sunt foarte rare, din cauza pericolului pe care acestea îl prezintă, se instalează totdeauna protecţii rapide şi sensibile la acest gen de defecte.

b. Scurtcircuit bifazat

15


În acest caz de defect, nu există simetrie între curenţi şi între tensiuni. Curenţii de scurtcircuit circulă numai prin cele două conductoare scurcircuitate (fig. 2.2), în circuit acţionează tensiunea U dintre fazele defecte. Curentul de scurtcircuit din faza S, egal şi de sens contrar cu cel din faza T, este dat de relaţia:

(2.4.)

Faţă de curentul de scurtcircuit trifazat produs în aceeaşi reţea şi în aceleaşi

condiţii, curentul de scurtcircuit bifazat este mai mic, raportul dintre ei fiind

După cum se observă din figura 2.2., la locul scurtcircuitului, tensiunea între fazele defecte S-T este egală cu zero (s-a presupus că scurtcircuitul este metalic, nu prin arc). Prin linii pline s-au reprezentat tensiunile şi curenţii la locul defectului, iar prin linii întrerupte, tensiunile pe barele staţiei, care s-a presupus că este alimentată de la o sursă de putere infinită. Tensiunile pe fazele S şi T, egale cu jumătate din valorile lor normale, sunt reprezentate respectiv prin vectorii şi .

Din triunghiul dreptunghic ΔOS'S se deduce

Fig.2.2. Scurtcircuit bifazat: a - schema reţelei; b - diagrama vectorială.

Tensiunea pe faza sănătoasă UR îşi păstrează valoarea normală, iar tensiunile dintre faza R şi fazele S şi T au valorile:

URS' = URT' = UR+ US' = Us + 0,5 Us = 1,5 Us = URS = 0,87 URS; la fel,

URT' = 0,87 URT.

Deci, la locul defectului, tensiunea dintre faza sănătoasă şi fazele defecte este puţin mai mică decât în situaţia normală de funcţionare. Cu cît ne apropiem de sursa de alimentare, adică ne îndepărtăm de locul defectului, dacă unghiul impedanţei liniei este egal cu unghiul impedanţei transformatorului din staţie, valorile tensiunilor pe fazele S şi T cresc, deoarece la valorile lor iniţiale se adaugă căderile de tensiune de pe linie, între conductoarele S şi T apare o tensiune care se măreşte, putând ajunge până la valoarea sa normală UST (la sursă).

Tensiunile pe fazele S şi T la staţie (la începutul liniei) sunt date de relaţiile: (2.5.)

unde: , reprezintă tensiunea pe faza S pe barele staţiei (la începutul liniei);

16


, reprezintă tensiunea pe faza T pe barele staţiei (la începutul liniei);

, reprezintă tensiunea pe faza S la locul defectului;

, reprezintă tensiunea pe faza T la locul defectului;

, reprezintă căderea de tensiune pe faza S până la locul de

defect (determinat de curentul de scurtcircuit ); , reprezintă căderea de tensiune pe faza T până la locul de

defect(determinat de curentul de scurtcircuit );Curenţii de scurtcircuit în cele două conductoare defecte sunt egali în valoare

absolută, însă de sensuri contrare şi defazaţi fată de tensiunea UST care-i generează, cu unghiul sc, definit ca la scurtcircuitul trifazat.

În cazul în care scurtcircuitul se produce prin arc să presupunem că defectul s-a produs în punctul III al liniei (fig.2.3.a) şi vom analiza cum variază tensiunile într-un punct intermediar II de pe linie şi în punctul I, situat în staţie, alimentată de la o sursă de putere infinită.

Fig. 2.3. Scurtcircuit bifazat prin arc : a - schema reţelei; b - diagrama vectorială

Din fig. 2.3. b se observă că, datorită arcului care are o rezistenţă ohmică mare, chiar la locul defectului, tensiunea între fazele S şi T nu mai este egală cu zero, ci are valoarea TIIISIII iar tensiunile pe fazele, OSIII şi OTIII sunt inegale. În funcţie de rezistenţa arcului, vârfurile vectorilor tensiunilor pe fazele OSIII şi respectiv OTIII nu se mai deplasează (ca în cazul examinat mai înainte) pe dreapta SII1 ci pe câte un semicerc (s-a neglijat rezistenta liniei). În punctul II, tensiunile pe fazele OSII şi OTII cresc ca valoare, însă sunt tot inegale. Pe măsură ce ne apropiem de staţie (punctul I), dacă impedanţa liniei este suficient de mare, tensiunile pe faze devin egale, la fel şi cele între faze.

Scurtcircuitele bifazate constituie defecte foarte grave pentru instalaţiile electrice, mai ales pentru liniile de sistem. Din acest motiv, elementele din instalaţii se prevăd totdeauna cu protecţii rapide care să deconecteze astfel de defecte.

c. Scurtcircuit monofazat Scurtcircuitul monofazat este un defect care poate apare doar în reţelele care au

punctul neutru legat rigid la pământ şi constă în străpungerea sau în conturnarea izolaţiei unei faze fată de pământ, realizându-se astfel o buclă de scurtcircuit.

Fenomenele sunt similare celor care se produc în cazul scurtcircuitelor trifazate sau bifazate; se produce o creştere foarte mare a curentului şi o scădere accentuată a tensiunii (care ajunge foarte mică la locul defectului) pe faza defectă.

17


După cum se vede în fig.2.4., bucla de scurtcircuit este formată din impedanţele inserate ale fazei respective Zl şi a drumului prin pământ Zp care poate conţine eventual şi o rezistenţa de trecere la locul defectului.

Fig.2.4. Scurtcircuit monofazat.

Tensiunea care produce curentul de scurtcircuit este tensiunea pe faza defectă. Curentul de defect este deci:

(2.6.)

unde: , reprezintă curentul de scurtcircuit monofazat;

, reprezintă tensiunea de fază; , reprezintă impedanţa în complex a conductorului de pe faza defectă,

respectiv impedanţa în complex a pământului.Curentul de scurtcircuit este în general un curent reactiv, defazat mult în urma

tensiunii care il determină; în cazul defectului printr-un arc de rezistenţă apreciabilă, el are şi o componentă activă.

Pentru analiza modificărilor tensiunilor în cazul scurtcircuitului monofazat, vom considera cele două cazuri posibile:

scurtcircuitul net

scurtcircuitul prin arc (prin rezistenţă).

În ambele cazuri, vom considera că reactanţa sursei este conţinută în impedanţa liniei şi că impedanţele şi au acelaşi unghi interior.

Fig.2.5. Tensiunile în diferite puncte ale liniei, în cazul unui scurtcircuit monofazat net:a - la sursă; b - într-un punct al liniei; c - în punctul defectului.

18


După cum se observă în fig. 2.5., tensiunea pe faza defectă, care îşi păstrează întreaga valoare la sursă, scade continuu până în locul defectului păstrându-şi însă mereu poziţia relativă faţă de ceilalţi vectori, căci căderile de tensiune pe întreaga buclă de defect sunt în fază.

Fig.2.6. Tensiunile în diferite puncte ale liniei în cazul unui scurtcircuit monofazat prin arc: a - la sursă ; b - într-un punct al liniei; c - în punctul defectului .

În fig.2.6. sunt reprezentate tensiunile în aceleaşi puncte, în cazul unui scurtcircuit prin arc. În acest caz, căderile de tensiune în bucla de defect alcătuiesc o linie frântă, ceea ce face ca, în diferitele puncte ale liniei defecte, tensiunile pe faza defectă să fie diferite între ele, atât ca valoare, cât şi ca fază.

Trebuie observat însă că, în ambele cazuri, diagramele tensiunilor sunt în realitate modificate, ca urmare a curenţilor de sarcină şi a curenţilor de defect care circulă şi prin cele două faze sănătoase.

Majoritatea defectelor din instalaţiile electrice apar în primul rând la liniile electrice aeriene (datorită întinderii mari şi condiţiilor în care funcţionează) şi în al doilea rând, la cele în cablu. Defectele, constând în deteriorarea izolaţiei, pot fi datorite îmbătrânirii în timp a acesteia sau unor cauze exterioare, în cazul liniilor aeriene, aceste cauze sînt supratensiunile atmosferice, spargerea izolatoarelor, ruperea conductoarelor şi atingerea acestora între ele sau cu pământul, ruperea stâlpi lor etc., iar în cazul l ini i lor în cablu: lovirea cabluri lor la montaj sau în exploatare, pătrunderea umezelii, supratensiunile de comutaţie etc.

Varietatea defectelor care apar în reţelele electrice, numărul relativ mare al acestora şi particularităţile reţelelor în raport cu alte categorii de instalaţii, fac ca protecţia reţelelor să fie concepută astfel încât să răspundă altor condiţii decât protecţia generatoarelor şi a transformatoarelor.

Astfel, condiţia principală care se pune protecţiei maşinilor electrice este aceea de a reduce la minimum efectele deteriorărilor maşinii protejate, ceea ce se traduce, de fapt, prin scoaterea din funcţiune, cât mai rapid posibil, a maşinii, indiferent de efectul acestei deconectări asupra alimentării consumatorilor. Aceeaşi condiţie impune deconectarea generatoarelor chiar cînd nu s-a produs un defect interior, dar regimul de funcţionare (provenit din exterior) periclitează buna stare a acestora.

Condiţia principală pe care trebuie să o îndeplinească protecţia reţe lelor electrice este aceea de a limita la minimum efectele unui defect pe o linie aeriană sau în cablu, asupra funcţionării restului reţelei. Această condiţie reclamă, în primul rând, o mare selectivitate a protecţiei; totodată, este necesar ă rapiditatea acţionării protecţiei, această calitate limitând deteriorările.

19


În conceperea protecţiei reţelelor, se porneşte de la faptul că, spre deosebire de cazul maşinilor electrice, defectele care apar în reţele nu pot duce, în majoritatea cazurilor, la deteriorări de mare amploare, dar efectele lor asupra funcţionării sistemului energetic pot fi deosebit de grave.

Astfel, un scurtcircuit trecător pe o linie de înaltă tensiune, în apropierea unei, centrale de mare putere, care prin el însuşi nu determină nici o deteriorare, poate duce, în cazul în care nu este deconectat selectiv şi rapid, la ieşirea din paralel a centralei din apropiere şi apoi a altor centrale legate de aceasta şi astfel la întreruperea de lungă durată a alimentării unui mare număr de consumatori. De asemenea, este uşor de înţeles că înlăturarea unui asemenea defect, printr-o protecţie chiar rapidă, dar neselectivă, poate duce, prin deconectarea unor linii neatinse de defect, la întreruperi suplimentare inutile ale consumatorilor.

Toate tipurile de protecţii folosite în reţelele electrice tind să realizeze aceste condiţii principale ale selectivităţii şi rapidităţii.

După cum se ştie apariţia scurtcircuitelor, care reprezintă de fapt defectele pe care protecţia reţelelor trebuie să le lichideze, este însoţită de variaţia importantă a două mărimi:

creşterea curentului în partea de reţea care alimentează defectul scăderea tensiunii în reţea.

Pe sesizarea şi prelucrarea acestor variaţii, în scopul determinării locului şi caracterului defectului, se bazează în general funcţionarea protecţiei reţelelor electrice, întrucât însă aceste două mărimi variază în sensul arătat nu numai la capetele liniei defecte, ci, mai mult sau mai puţin în întreaga reţea, este evident că numai simpla sesizare a acestor variaţii nu este suficientă pentru a determina acţionarea selectivă a protecţiilor, în scopul realizării selectivităţii este necesară asocierea altor mărimi, cum ar fi:

sensul de scurgere a puterii în timpul defectului prelucrarea tuturor mărimilor de către relee, concepute astfel încât să

acţioneze selectiv.Pe baza acestor mărimi sesizate în caz de defect şi a condiţiilor

menţionate s-au dezvoltat diferitele tipuri de protecţii ale reţelelor electrice. Prima şi cea mai simplă protecţie folosită în reţelele electrice este cea

maximalăUneori însă, protecţia maximală nu asigură o valoare corespunzătoare a

coeficientului de sensibilitate, în cazul defectelor pe liniile alimentate de pe barele altei staţii, nu poate fi realizată, în special dacă defectele pe linia următoare sunt alimentate de mai multe linii racordate la aceleaşi bare, ceea ce face ca puterea de scurtcircuit care circulă prin fiecare dintre ele să fie mai mică. În asemenea cazuri se renunţă la a se realiza protecţia cu ajutorul protecţiei maximale şi, în funcţie de importanţa reţelei, se caută alte soluţii.

O astfel de soluţie este utilizarea Protecţiei de Distanţă cu relee, sau numerică.

20


3. PROTECŢIA DE DISTANŢĂ

Odată cu evoluţia continuă şi importantă a reţelelor electrice şi a condiţiilor noi pe care evoluţia reţelelor electrice o impune instalaţiilor de protecţie prin relee, protecţia de distanţă continuă şi în prezent să fie protecţia de bază a liniilor electrice în cablu dar mai ales a liniilor electrice aeriene, extinzându-se şi la instalaţii cum sunt:

generatoarele; şi transformatoarele.

Datorită progreselor deosebite pe care protecţiile le-au înregistrat în ultimi ani fac necesară o cunoaştere teoretică aprofundată a principiilor ce stau la baza realizării lor, a diferitelor variante constructive şi a problemelor pe care le ridică exploatarea lor.

21


Datorită progreselor înregistrate în domeniul protecţiei prin relee ne permite să tragem în mod evident concluzia că, dintre toate tipurile de relee de protecţie, cele la care s-au produs cele mai multe modificări şi perfecţionări, ducând la o mare varietate de scheme şi tipuri constructive, sunt releele de distanţă.

Principalele cerinţe impuse protecţiilor de distanţă, care au determinat cele mai importanteperfecţionări, au fost realizarea unei distincţii clare între defectele şi suprasarcinile liniilor foarte lungi, care transportă puteri mari şi obţinerea unor timpi de acţionare foarte scurţi, timpi impuşi de condiţiile păstrării stabilităţii în funcţionare.

Releele de distanţă se pot grupa în următoarele categorii mai importante: relee de distanţă simplificate cu un număr redus de trepte, cu

funcţionare sigură şi domeniu de utilizare în reţelele de medie şi înaltă tensiune;

relele de distanţă tranzistorizate, având parametri superiori releelor clasice, în special în ce priveşte:

o siguranţa în funcţionare;o precizia;o treptele de reglaj.

relele de distanţă a căror principală calitate este asigurarea unei mari capacităţi de transport, simultan cu o mare sensibilitate la defecte;

relele de distanţă ultrarapide; relele de distanţă ce folosesc efectul Hall (folosesc dispozitive

semiconductoare logice); relele de distanţă perfecţionate, au blocaj la pendulaţii în sistem sau la

deranjamente în circuitele secundare; dispozitive de protecţie integrate (digitale), care înglobează practic

toate funcţiile de protecţie-automatizare necesare pentru o linie electrică de 110 kV - 400 kV.

Conform prescripţiilor în vigoare, liniile de interconexiune de 110 kV şi 220 kV vor fi prevăzute cu o protecţie de distenţă ca protecţie de bază împotriva scurtcircuitelor între faze, dar şi împotriva scurtcircuitelor monofazate la pământ (între fază şi pământ) şi cu protecţie maximală de curent homopolar, cu plocaj direcţional cu una sau două trepte, ca protecţie de rezervă.

Conform normativului PE 504/96 protecţia de distanţă se va monta pe: LEA de 110 kV alimentată bilateral; LEA 110 kV radiale dacă protecţia maximală de curent temporizată nu poate

asigura rapiditatea sau selectivitatea suficientă; la LEA de 220 kV şi 400 kV radiale, care alimentează staţii de transformare

coborâtoare.

3.1. Principiul de realizare a protecţiei de distanţă

Protecţia de distanţă este o protecţie care măsoară distanţa dintre locul de montare a protecţiei şi locul defect comandând deconectarea întreruptorului, deci întreruperea alimentării defectului cu un timp cu atât mai mic cu cât defectul se află mai aproape de locul de montare a protecţiei. Deci, timpul de acţionare a l protecţiei de distanţă este funcţie de distanţa dintre locul de montare a protecţiei şi locul de defect.

22


Această distanţă este stabilită măsurând impedanţa dintre locul de montare a protecţiei şi locul defect.

În funcţie de mărimea măsurată se deosebesc următoarele tipuri de protecţii de distanţă:

de impedanţă, care acţionează urmărind relaţia:

; (3.1.)

de reactanţă, care acţionează urmărind relaţia:

; (3.2.)

de rezistenţă, care acţionează urmărind relaţia:

. (3.3.)

În relaţiile anterioare s-au utilizat următoarele notaţii: - impedanţa, reactanţa sau rezistenţa măsurată de releu; - impedanţa, reactanţa sau rezistenţa de pornire a releului,

valoare constantă impusă prin reglaj; - mărimi aduse la releu de la TT şi TC; - unghiul dintre Condiţiile de acţionare menţionate anterior indică faptul că protecţia de distanţă

este o protecţie minimală.Cele mai utilizate în instalaţi electroenergetice sunt proecţiile de distanţă de

impedanţă.Proecţiile de distanţă de reactanţă se folosesc pe liniile pe care sunt probabile

doar defecte prin arc electric, pentru că acest tip de protecţie nu sesizează rezistenţa arcului electric de la locul de scurtcircuit. Se utilizează însă rar datorită faptului căci sunt foarte sensibile la pendulări.

Proecţiile de distanţă de rezistenţă se folosesc pentru protejarea cablurilor şi a LEA compensate longitudinal (linii la care reactanţa variază în exploatare).

Din motive de selectivitate protecţia de distanţă trebuie prevăzută cu elemente direcţionale.

Într-adevăr, dacă se consideră reţeaua din figura 3.1.:

Fig.3.1. Linii de interconexiune

prevăzută cu o protecţie de distanţă, la un scurtcircuit în punctul K pe linia L2 trebuie să acţioneze protecţiile 3 şi 4 pentru ca acţionarea să fie selectivă. Timpul de acţionare al protecţiei fiind funcţie de distanţa dintre locul de montare al protecţiei şi locul de defect, protecţiile 1 şi 6 nu vor acţiona, dar apar demaraje ale protecţiilor respective. Protecţiile 2 şi 5 însă, fiind aproximativ la aceeaşi distanţă de defect ca şi protecţiile 3, respectiv 4, pot acţiona dacă nu sunt prevăzute cu element direcţional.

23


Protecţia de distanţă asigură cu temporizări relativ mici, deconectarea selectivă a liniilor defecte în reţele de orice fel de configuraţie, oricât de complexe, cu ori ce număr de surse de alimentare.

Paralel cu dezvoltarea reţelelor electrice s-au dezvoltat şi perfecţionat schemele de protecţie de distanţă care continuă să fie şi în prezent protecţia de bază a liniilor de înaltă tensiune, folosirea ei s-a extins chia şi la generatoare şi transformatoarele electrice.O bună protecţie de distanţă trebuie să satisfacă următoarele condiţii:

să sesizeze defectul în orice loc de pe linia protejată; să rămână insensibilă la supratensiuni; să rămână insensibilă la pendulaţii în sistem; să sesizeze defecttele prin arc electric; să acţioneze corect la regimuri diferite de funcţionare a reţelei; să fie rapidă; zonele de acţionare să fie astfel reglate încât, pe de o parte să asigure o

protecţie de bază pe porţiuni cât mai mari, iar pe de altă parte să asigure o selectivitate completă faţă de protecţia din aval;

să fie insensibilă la supratensiuni atmosferice sau de comutaţie; să aibă consum şi gabarit cât mai redus; să permită conectarea sistemului de protecţie la canalele de teletransmisie în

sensul asigurării prelungirii zonei I-a rapide, pentru întreaga porţiune protejată;

reducerea sau eliminarea contactelor mecanice; posibilitatea unei verificări rapide a sistemului de protecţie iar în cazul

defectăriiunor elemente să se permită o înlocuire rapidă şi simplă; asigurarea funcţionării corecte în condiţii grele de mediu; posibilitatea racordării sistemului de protecţie la sistemul de semnalizarede

avarie şi de prevenire acustic şi optic, existent în staţii.Elementele principale ale protecţiei de distanţă sunt:

elementul de pornire – care asigură pornirea protecţiei numai la apariţia defectului;

elementul de temporizare, prevăzut din motive de selectivitate; elementul direcţional, prevăzut tot din motive de selectivitate; elementul de măsură al distanţei care asigură acţionarea în funcţie de

distanţa de la locul de montare al protecţiei şi locul defectului.

3.2. RELEE DE DISTANŢĂ

Principii constructive

Releele de distanţă pot fi realizate pe următoarele principii constructive: principiul balanţei electromagnetice; principiul balanţei electrice; principiul de inducţie; principiul protecţiilor electronice (relee cu comutaţie statică); protecţii numerice.

3.2.1. Releul de distanţă de impedanţă tip ˝balanţă electrică˝

24


Fig.3.2., Releu de distanţă de tipul ˝balanţă electrică˝ de impedanţă pură

Această soluţie folosită aproape exclusiv în condiţiile moderne de relee, propune eliminarea influenţei defazajului dintre curent şi tensiune asupra măsurării impedanţei. Totodată, prin redresarea tensiunii şi a curentului se pot folosi relee de curent continuu care au un consum de energie foarte mic, ceea ce permite realizarea unei mari sensibilităţi. De asemenea, vibraţiile care sunt greu de evitatîn curent alternativ, dispar, astfel măsurarea este mai exactă.

De la bornele rezistenţei ˝R˝, legată în paralel cu înfăşurarea secundară a TC, se culege o cădere de tensiune proporţională cu curentul de defect . Folosirea căderii de tensiune prezintă avantajul de a se putea efectua comutări în circuitele de curent. Releul de impedanţă ˝Z˝, de curent continuu, are un magnet permanent şi două înfăşurări parcurse de curent în sensuri diferite. Una dintre aceste înfăşurări este parcursă de curentul redresat şi, sub acţiunea câmpului magnetic permanent, tinde să închidă contactele releului, iar cealaltă înfăşurare, parcursă de curentul redresat , tinde să menţină contactele releului deschise.

Condiţia de acţionare a releului este:

, respectiv . (3.4.)

Deci:, (3.5.)

unde:

, (3.6.)

reprezintă impedanţa de pornire a releului.Pentru acest releu, condiţia de acţionare măsurată de releul Zr de la locul de

instalare al protecţiei până la locul de defect, să fie mai mică decât valoarea dată Zpr, numită impedanţă de pornire a releului.

25


Releul de distanţă ˝ de impedanţă pură˝ are caracteristica de funcţionare în planul complex un cerc cu centrul în originea axelor de coordonate fig.3.3, având raza egală cu impedanţa de pornire.

Fig.3.3. Caracteristica de acţionare a releului din figura 3.2.

Când vectorul complex se află cu vârful în interiorul cercului sau pe cerc, releul acţionează, iar când are vârful în exteriorul cercului, releul nu acţionează.

Deoarece tensiunile redresate ui şi uu sunt proporţionale cu şi , condiţia de acţionare a protecţiei este aceeaşi :

(3.7.)Astfel de relee se folosesc în ţara noastră, la protecţia de distanţă D110 încă din

1960 având releu polarizat cu o singură înfăşurare.

26


Fig.3.4. Schema releului de măsură a impedanţei din protecţia D110

Caracteristica de funcţionare a releelor de distanţă se prezintăîn planul complex al impedanţelor şi servesc la delimitarea domeniului de acţionare faţă de domeniul de blocare al acestora.

Caracteristica de funcţionare ale elementelor de pornire de distanţă şi ale celor de măsură din protecţiile de distanţă sunt reprezentate din punctul de vedere al măsurării distanţei prin curbe în planul jX, R, curbe care se situează în cea mai mare parte în primul cadran. Caracteristicile acestora pot fi continue, discontinue şi mixte.

Caracteristicile continue reprezintă curbe închise, conice de tipul elipsei şi curbe de tipul cercului sau curbe continue deschise ( dreaptă sau hiperbolă). Cele mai uzuale tipuri de caracteristici sunt cele circulare.Caracteristicile discontinue se obţin din acelaşi tip de caracteristică elementară care îşi discret un parametru, obţinându-se caracteristici poligonale de forma unor patrulatere apropiate de patrlaterul de defect, mărindu-se astfel sensibilitatea protecţiei.

Fig.3.5. Caracteristici de funcţionare ale releelor de distanţăa) de impedanţă pură; b) de rezistenţă; c) de reactanţă;

27


Caracteristicile combinate se obţin din combinarea a două sau mai multor caracteristici continue sau discontinue,în scopul de a extinde suprafaţa limitată de curbă faţă de propriile axe, fie de a limita această suprafaţă. Caracteristici combinate pot fi obţinute cu ajutorul releelor electronice, în componenţa lor intrând şi elemente logice de tipul ŞI, SAU.

Diversitatea caracteristicilor de funcţionare se impune din următoarele considerente:

adaptarea caracteristicii pentru lichidarea corectă a defectelor prin arc electric;

comportarea diferită la defecte la capătul zonei şi la suprasarcini, chiar dacă în cele două regimuri sunt aproximativ egale;

obţinerea unei astfel de caracteristici încât protecţia de distanţă să fie cât maipuţin sensibilă la pendulări, pentru a evita acţionările false în cazul apariţiei acestora.

Exprimarea analitică a caracteristicilor elementelor în planul Z este dată de relaţia:

(3.8.)care reprezintă ecuaţia generală a conicelor exprimate în coordonate carteziene.

Condiţia de existenţă a conicelor este determinată de determinantul:

;

(3.9.)în care:

Ecuaţia (3.8.) exprimă următoarele conice: elipsă dacă: >0;

parabolă dacă: ; (3.10.)

hiperbolă dacă: <0.

3.2.2. Releul de distanţă de impedanţă generalizată

Caracteristica de funcţionare a releului de distanţă de impedanţă generalizatăeste indicată în figura 3.6.:

28


Fig.3.6.,Caracteristica de funcţionare a unui releu de distanţă de impedanţă generalizată

Zona de acţiune este interiorul cercului. Pentru obţinerea caracteristicii din figura anterioară prin intermediul unui releu care compară două mărimi şi se pot scrie relaţiile de mai jos. Fiecare din cele două mărimi poate fi o funcţie de tensiune şi de curent, deci:

(3.11.)Condiţia de pornire a releului este:

(3.12.)Înlocuind relaţiile (3.11.) şi (3.12.) rezultă:

(3.13.)

Fig.3.7., Diagrama fazorială a mărimilor aduse de releu

Ţinând seama de relaţiile:

29


(3.14.)

Se obţine pentru egalitatea anterioară (3.13.), relaţia:

(3.15.)

Ridicând la pătrat modulele din relaţia anterioară obţinem:

(3.16.)

grupând termenii rezultă:

(3.17.)

Notând:

(3.18.)se obţine condiţia de pornire a releelor de distanţă:

(3.19.)

unde:(3.20.)

Pentru a arăta că această ecuaţie reprezintă o caracteristică de funcţionare a releului de impedanţă, conform figurii anterioare, scriem ecuaţia cercului într-un sistem de axe X şi R, coordonatele cercului fiind , iar raza cercului r.

, (3.21.)

(3.22.)

Dacă împărţim relaţia (3.22.) cu , grupăm termenii şi ţinem cont că :

, , (3.23.)

obţinem următoarea relaţie:(3.24.)

Dar:

, (3.25.)

adică ecuaţia unui cerc.Comparând relaţiile:

30


.

(3.26.)

Centrul cercului este în:(3.27.)

cu:

. (3.28.)

Originea planului complex al impedanţei este situată în interiorul sau exteriorul caracteristicii de funcţionare, după cum r este mai mic sau mai mare ca Z0 .

Dacă relaţia (3.19.) se împarte cu şi se ţine seama că:

(3.29.)în care şi reprezintă admitanţa, conductanţa şi susceptanţa, se obţine:

(3.30.)

şi reprezintă caracteristica releelor de impedanţă în planul complex al admitanţei, zona de acţionare fiind în interiorul cercului.

Fig. 3.8., Caracteristica de funcţionare a releului de impedanţă generalizatăîn planul admitanţelor

3.2.3. Releul de distanţă de impedanţă pură

Caracteristica releului de impedanţă generalizată se obţine din relaţiile:

31


(3.31.) punând condiţiile:

astfel, condiţia de pornire a releului de distanţă ,

(3.19.)devine:

, (3.32.)adică:

,

(3.33.)iar condiţia de funcţionare este:

. (3.34.)

3.2.4. Releu de distanţă de rezistenţă

Releul de distanţă de rezistenţă măsoară rezistenţa dintre locul de montare a protecţiei şi locul defect, acţionând atunci când:

. (3.35.)Caracteristica lui de acţionare este o dreaptă paralelă cu axa X, la distanţa de originea sistemului de coordonate jX,R. Această caracteristică se obţine din cea a releului de impedanţă generalizată dacă se impun condiţiile:

rezultând

Deci, în cazul releelor de rezistenţă avem ecuaţia:(3.36.)

3.2.5. Releul de distanţă de impedanţă mixtă

Caracteristica de funcţionare a releului, reprezintă un cerc cu centrul deplasat pe axa R, interiorul cercului reprezentând zona de acţionare.

Dacă impunem condiţia:(3.37.)

ecuaţia de funcţionare devine:. (3.38.)

32


Fig. 3.9. Caracteristica de funcţionare pentru releul de impedanţă mixtă

3.2.6. Releul de distanţă de admitanţă mixtă (releu ˝ mho˝ )

Releul de distanţă de admitanţă mixtă, numit şi releu de impedanţă direcţional, are caracteristica de foncţionare în planul Z, cercce trece prin originea axelor de coordonate.

Fig.3.10. Condiţia de funcţionare a releului de admitanţă mixtă

Condiţia de funcţionare a releului de admitanţă mixtă se obţine dacă se impun condiţiile:

, respectiv (3.39.)

33


Ecuaţia de funcţionare devine:(3.40.)

3.2.7. Relee de distanţă cu caracteristici de funcţionare combinateCele mai răspândite caracteristici de funcţionare combinate sunt formate din mai

multe caracteristici circulare şi liniare. De exemplu pentru caracteristica din figura 3.11. are ecuaţia :

(3.41.)

.Punctele de intersecţie fiind:

(3.42.)Pentru şi , conturul caracteristicii este o dreaptă, fig 3.11.a, iar

pentru celelalte valori , conturul este cerc, fig. 3.11.b.

a) b)Fig.3.11. Caracteristici de funcţionare combinate ale unor relee de distanţă

3.2.8. Modelarea fizică a caracteristicilor funcţionale ale sistemelor de protecţie de distanţă

Prin modelare fizică a caracteristicilor se înţelege realizarea practică a caracteristicilor preconizate pe baza modelelor matematice, respectiv a ecuaţiilor lor de funcţionare în planul Z, prezentate anterior.

Realizarea elementelor de măsurat impedanţa se bazează pe transformarea ecuaţiei caracteristicii de funcţionare, astfel încât să se obţină scheme cu compararea amplitudinilor, scheme cu compararea fazelor (defazajelor) sau prin compararea amplitudine-fază, care utilizează controlul simultan al unor amplitudini şi defazaje.

Unele relee pot fi obţinute pe principiul balanţei electrice, schemele fiind relativ simple. S-au realizat relee numai cu elemente de comutaţie statică, cu caracteristică de tip elipsă, pe principiul adiţiunii. Alte realizări constructive folosesc relee de inducţie pentru compararea fazelor, deşi mai lente acestea sunt foarte sensibile.

34


3.2.9. Influenţa arcului electric de la locul de scurtcircuit asupra funcţionării protecţiei de distanţă

Din descrierea diferitelor tipuri constructive de relee de impedanţă şi din caracteristica de acţionare din figură ,

a rezultat că funcţionarea acestora este determinată de distanţa până la locul defectului dacă impedanţa buclei de scurtcircuit între locul de instalare al releului şi locul defectului este strict proporţională cu această distanţă. Proporţionalitatea este însă valabilă numai în cazul scurtcircuitelor directe, nete. În cazul scurtcircuitului prin rezistenţă de trecere, impedanţa buclei de scurtcircuit nu depinde exclusiv de caracteristicile liniei, ci şi de valoarea acestei rezistenţe, deci nu mai constituie o măsură a distanţei.

La liniile electrice şi în special la cele aeriene, majoritatea scurtcircuitelor nu sunt metalice ci prin arc electric. Deci, determinarea impedanţei de către releele de impedanţă este eronată. Rezistenţa arcului electric care intervine în determinarea impedanţei bucleide scurtcircuit nu are o valoare constantă, ci variază cu lungimea acesteia şi cu valoarea curentului de scurtcircuit.

Efectul arcului electric asupra funcţionării protecţiei de impedanţă este arătat în figura 3.12.:

Fig.3.12. Caracteristica de acţionare a unui releu de impedanţă

35


Se observă că, datorită arcului electric, un defect produs pe o linie la o distanţă căreia iar corespunde (în cazul unui defect net) impedanţa , care ar provoca declanşarea fiind în zona de lucru a releului, este determinat de releu în mod greşit ca fiind situat la o distanţă mai mare, căreia îi corespunde impedanţa , situată în zona de blocare. Arcul electric are deci ca efect o micşorare a zonei de acţiune a releului de impedanţă, micşorare care depinde de rezistenţa arculuielectric şi deci nu poate fi determinată precis. În cazul unor defecte prin arc, pe o linie protejată prin protecţie de distanţă, locul geometric al vectorului complex , reprezentând în planul complex impedanţa văzută (măsurată) de releu,

, în cazul în care variază distanţa dintre releu şi locul de defect, are

aspectul unui patrulater, numit ˝ patrulaterul de defect ˝ (vezi figura 3.13.).

Fig.3.13. Patrulaterul de defect

Elementul de măsură al protecţiei de distanţă trebuie să asigure următoarele cerinţe:

întreg patrulaterul de defect să fie în zona de acţionare din interiorul caracteristicii releului pentru a asigura sensibilitate în funcţionarea protecţiei;

diferenţele dintre aria zonei de acţionare şi cea a patrulaterului să fie cât mai mici pentru a asigura selectivitate şi pentru a evita acţionări greşite la pendulări sau suprasarcini în sistem.

Eliminarea erorilor introduse de arcul electric în determinarea distanţei până la locul defectului, în funcţionarea protecţiilor de distanţă constituie o problemă foarte importantă, care şi-a găsit diferite soluţii de rezolvare. Una din primele soluţii a fost

36


aceea a realizării unor protecţii care folosesc pentru determinarea distanţei reactanţa buclei de scurtcircuit în locul impedanţei.

Folosirea releelor de reactanţă este mult redusă deoarece provoacă deconectări greşite la apariţia pendulărilor în reţea. Soluţia folosită aproape exclusiv pentru eliminarea erorii introduse de arcul electric în determinarea distanţei constă în realizarea releelor de impedanţă mixtă a căror caracteristică de acţionare este un cerc cu centrul deplasat pe axa R (fig.3.14). Raza şi deplasarea cercului sunt realizate în aşa fel încât, atât în cazul unui defect net situat pe linie la o distanţă căreia îi corespunde impedanţa , cât şi în cazul unui defect în acelaşi punct, dar printr-un arc electric ( ) releul acţionează.

Fig.3.14. Caracteristica de funcţionare a unui releu de impedanţă mixtă

Rezistenţa a fost aleasă de 60%din impedanţa porţiunii de linie pentru care releul trebuie să acţioneze, pe baza experienţei de exploatare în acest domeniu. Totodată, în cazul unui defect net, produs după o impedanţă mai mare decât , releul nu acţionează.în felul acesta, rezistenţa arcului nu mai poate determina acţionări incorecte. Rezistenţa arcului prin care poate avea loc un scurtcircuitfără ca acţionarea protecţiei să fie eronată creşte pe măsura micşorării impedanţei liniei până la locul defectului (figura anterioară).

O astfel de diagramă de acţionare se obţine prin modificarea schemei de alimentare a releului ˝ balanţă electrică ˝de impedanţă pură prin introducerea unei reacţii negative din circuitul de curent în circuitul de tensiune cu ajutorul transformatorului obţinându-se scgema numită ˝ impedanţă mixtă˝.

Expresia după care funcţionează acest releu este:(3.43.)

Unde: este raportul de transformare al transformatorului de tensiune TT, iar

depinde de raportul de transformare al transformatorului şi de valoarea rezistenţei R.

Curentul redresat din circuitul de curent este proporţional cu modulul vectorului .

37


Fig.3.15. Releu de distanţă tip ˝ balanţă electrică de impedanţă mixtă

3.2.10. Comportarea protecţiei de distanţă în cazul supratensiunilor

În cazul suprasarcinilor, la funcţionare cu un factor de putere ridicat, vectorul complex se află în apropiera axei reale R, figura 3.16. Pentru linii relativ scurte, curentul de scurtcircuit la capătul zonei protejate, în regim minim de funcţionare,

, este sensibil mai mare decât curentul de suprasarcină, deci:, (3.44.)

şi protecţia nu acţionează. La linii lungi şi puternic încărcate se poate întâlni cazul în care:

, (3.45.)În acest caz rezultă:

, (3.46.)protecţia acţionând fals la suprasarcini. Pentru a se evita aceste acţionări, protecţia se realizează cu relee a căror acţionare să depindă şi de argumentul, nu numai în modul, vectorului impedanţei, ceea ce un releu de impedanţă pură nu poate asigura.

În practică, pentru lini electrice aeriene LEA de înaltă tensiune, , (3.47.)

în timp ce pentru un defect în zona protejată. (3.48.)

38


Comportarea corectă la suprasarcini este importantă îndeosebi pentru elementele de impedanţă minimă care îndeplinesc funcţia de elemente de pornire. Din punct de vedere al comportării la suprasarcini,cele mai avantajoase sunt caracteristicile elipse, urmate în ordine, de releele de admitanţă mixtă, de rezistenţă generalizată şi de impedanţă, întrucât pentru o aceeaşi valoare a suprasarcinii şi deci pentru un acelaşi vector al impedanţei , releele cu caracteristică elipsă şi de admitanţă mixtă nu acţionează, în timp ce cele de impedanţă acţionează.

Fig.3.16. Caracteristica de acţionare a releului de distanţă

3.2.11. Comportarea protecţiei de distanţă în cazul pendulărilor în sistem

Fenomenul de pendulări constă în principiu în variaţia în timp, după o lege sinusoidală, a diferenţei de fază dintre tensiunile electromotoare, de modul egal şi constant, a două sisteme electroenergetice racordate printr-o linie de interconexiune.

Fenomenul de pendulare a rotoarelor generatoarelor sincrone dintr-un sistem electroenergetic interconectat, provocat de şocuri de putere activă conduce la acţionarea protecţiei de distanţă la ˝ false defecte ˝, deconectând linii fără defecte reale şi contribuind astfel la extinderea avariilor.

Pentru a se putea aprecia caracteristicile de funcţionare ale protecţiei de distanţă din punct de vedere al comportării la pendulări, este necesar să se determine influenţa acestora asupra impedanţei sesizate de relee.

Comportarea la pendulări a protecţiilor de distanţă poate fi determinată considerând cazul a două centrale şi funcţionând în paralel prin linia L, conform figurii 3.17..

Fig.3.17. Schema electrică a sistemului considerat

39


În figură s-au utilizat următoarele notaţii: - impedanţa surselor;

- impedanţa liniei; - tensiunea electromotoare a surselor (t.e.m.); - tensiunea pe barele M şi N.

Punem următoarele condiţii:. (3.49.)

Curentul de pendulare I, care circulă între cele două noduri M şi N, are expresia:

, (3.50.)

Este necesar să se determine valoarea momentană a unghiului ,pentru că:

. (3.51.)

Tensiunile pe barele staţiilor M şi N, în care sunt instalate releele de protecţiei de distanţă, au expresiile:

,(3.52.)

iar releele de pe liniile din M şi N vor sesiza impedanţele şi proporţionale cu:

, pentru un scurtcircuit metalic avem (3.53.)

Indiferent de valoarea unghiului , defazajele dintre căderile de tensiune şi rămân constante, întrucât ele sunt determinate de vectorii , şi .

Dacă toţi fazorii căderilor de tensiune se împart cu curentul I ,rezultă diagrama fazorială din figura 3.18.:

Fig. 3.18. Diagrama fazorială

Pentru aprecierea comportării protecţiei de distanţă la pendulări, diagrama fazorială a impedanţelor trebuie trasată în poziţie corespunzătoare – în acelaşi plan în

40


care se realizează şi caracteristica de funcţionare a releului (fig.3.19). Pentru a aprecia comportarea protecţiei de distanţă din staţia N , care ar avea o caracteristică de funcţionare cu centrul în originea axelor de coordonate (jX, R ) şi o zonă protejată cuprinzând o parte din linia L, se reprezintă impedanţa cu punctul N în origine, se reprezintă de asemenea impedanţele şi determinându-se punctele şi , iar apoi se trasează dreapta perpendiculară pe mijlocul segmentului reprezentând în ipoteza:

dreapta de potenţial nul. (3.54.)

Fig.3.19. Locul geometric al impedanţei la pendulări

Pentru diverse valori ale unghiului , impedanţa , proporţională cu impedanţa sesizată de releul din N, va fi reprezentată de vectorul care uneşte punctul N cu

punctul de pe corespunzător unghiului considerat.Se constată că, din punct de vedere al comportării la pendulări, cea mai bună

este caracteristica tip elipsă.Într-adevăr, ţinând seama de variaţiile şi la generatoarele care

pendulează, se determină şi se obţin curbe asemănătoare cu cele din figura 3.20.

41


Fig. 3.20. Dependenţa Z= f(Ө) în cazul pendulărilor

Releul de impedanţă acţionează când , iar nu depinde de şi nici de .

Comportarea elementelor de pornire pe bază de curent, conectate la curenţi pefază, în cadrul pendulărilor se deduc din următoarea diagramă, în care se indică valoarea instantanee a curentului din releu funcţie de timp şi curentul de pornire şi de revenire ai releului.

Fig.3.21. Dependenţa I = f(t) în cazul pendulărilor

42


Cu privire la releul direcţional de putere, trebuie precizat că puterea fictivă la bornele releului direcţional de putere:

, (3.55.)determinată de tensiunile şi de curenţii pe fază, poate avea în timpul pendulărilor valori pozitive şi poate determina acţionarea releului. Din acest motiv, protecţia de distanţă, se prevede în general, cu dispozitive speciale cu rol de a bloca acţionarea releului în timpul pendulărilor.

Blocajul funcţionării protecţiei de distanţă la pendulări se poate realiza prin folosirea unuia din următoarele elemente:

elemente direcţionale de putere activă şi reactivă care controlează sensurile acestor puteri;

elemente de curent care sesizează variaţia în timp a curentului; sisteme de blocaj care se bazează pe diferenţa de viteză cu care sunt

străbătute două locuri geometrice ale impedanţei (frecvent întâlnite în SEN ); sisteme de blocaj care se bazează pe sesizarea componentei de secvenţă

inversă în tensiune sau în curent (folosită la protecţiile de distanţă moderne);

filtre de secvenţă inversă (ICEMENERG Bucureşti)Filtrele de secvenţă inversă examinează expresia tensiunii de secvenţă inversă. Valoarea ei, raportată la tensiunile între faze , sau are forma:

, (3.56.)

unde:

. (3.57.)

Dar, conform teoremei a II-a a lui Kirchhoff:

, (3.58.)

deci:. (3.59.)

Relaţia (3.56.), devine:

, (3.60.)

dar:

, (3.61.)

Deci, din (3.60.) şi (3.61.) rezultă:

. (3.62.)

Schema principială a filtrului de tensiune este dată în figura 3.22, în care , , şi reprezintă impedanţe de forma R+jX.

43


Fig.3.22. Filtru de tensiune de secvenţă inversă

Tensiunea pe fază, de secvenţă inversă este:

. (la fel rezultând şi pentru celelalte faze) (3.63.)

3.2.12. Caracteristici de temporizare ale protecţiei de distanţă şi realizarea lor

Caracteristica de temporizare este curba care reprezintă variaţia timpului de acţionare al protecţiei în funcţie de distanţa până la locul defectului. În prezent se folosesc de obice caracteristicile de temporizare în trepte , figura 3.23..

Fig.3.23. Caracteristica de temporizare în trepte

Denumirea lor este determinată de creşterea timpului de acţionare în trepte, sub formă de salturi, odată cu creşterea distanţei. Temporizările protecţiei rămân în acest caz constante în limitele anumitor distanţe, care se numesc ˝ zone ˝.

Astfel avem: este zona I; este zona II; este zona III, etc.

44


Un releu de distanţă cu o asemenea caracteristică de temporizare are mai mulţi timpi de acţionare (de obicei 3 sau 4 ), fiecare corespunzând unor anumite zone.

Astfel pentru o distanţă mai mică decât declanşarea se produce rapid, la timpul (aproximativ 0,1 secunde); acesta se numeşte treapta I de timp a protecţiei, iar distanţa zona sau treapta I de distanţă a acesteia.

Un defect este eliminat de protecţia de distanţă, în funcţie de distanţa la care s-a produs astfel:

Distanţa faţă de locul de amplasare a protecţiei

Timpul de deconectare Treapta de timp Treapta de distanţă

mai mică decât rapid zona I

între şi temporizat zona II

între şi temporizat zona III

între şi temporizat zona IV

Atât treptele de distanţă, cât şi cele de timp, sunt în general reglabile. Eroarea în aprecierea distanţei la releele în bună stare, în general,nu depăşeşte 20%, cu unele excepţii, iar erorile în realizarea temporizării sunt de ordinul celor considerate posibile la toate releele de timp. Cu aceste erori posibile, prin folosirea unor relee de distanţă cu o caracteristică de funcţionare în trepte, se poate realiza, chiar şi în reţele cu configuraţii complicate, o protecţie selectivă, cu timpi scurţi de deconectare a defectelor din apropierea surselor.

Mai există şi protecţiile de distanţă cu caracteristici de temporizare în pantă şi combinate, figura 3.24, care asigură coordonarea mai uşoară şi mai sigură a parametrilor protecţiilor din sectoarele vecine. Pentru realizarea lor este necesară o combinaţie complexă din punct de vedere constructiv a elementelor de distanţă cu elementele de temporizare. Trebuie avută în vedere şi mărirea timpilor de deconectare a defectelor, în cazul folosirii caracteristicilor în pantă.

Fig.3.24. Caracteristici de temporizare în pantă (a) şi combonate (b)

De aceea, în noile variante constructive ale protecţiei de distanţă nu se utilizează, în general aceste caracteristici, ci numai caracteristici în trepte.

45


3.2.13. Stabilirea reglajelor protecţiei de distanţă

Stabilirea reglajelor protecţiei de distanţă implică stabilirea valorilor de pornire primare, respectiv secundare a elementelor de pornire, a elementelor de măsură pentru diferite zone de distanţă, cât şi a temporizării acestora, verificarea sensibilităţii protecţiei.

3.2.14. Erori posibile în determinarea distanţei

Pentru realizarea unei protecţii selective, o primă problemă în vederea stabilirii reglajelor este aceea a erorilor posibile în determinarea distanţei. Aceste erori se datorează atât calităţii releelor şi determinării inexacte a constantelor liniilor, cât şi însuşi principiului de măsurare ( pentru treptele a II-a, a III-a şi a IV-a ). Eroriile în aprecierea distanţei, datorită calităţii releelor, în general nu depăşesc 20% din lungimea liniei protejate.

Determinarea incorectă a distanţei în treptele superioare, ca urmare a însuşi principiului de măsurare, rezultă din exemplul prezentat în figura 3.25..

Fig. 3.25. Reţea protejată cu o protecţie de distanţă

Pentru orice defect apărut pe linia AB, protecţia de distanţă Z a acestei linii, amplasată în staţia A, determină corect distanţa, deoarece impedanţa măsurată de releu corespunde împedanţei specifice a liniilor , (de secvenţă directă). În cazul unui scurtcircuit trifazat în punctul B, tensiunea de fază în A va fi:

, (3.64.)iar raportul dintre tensiunea de fază şi curentul de fază,pe care-l măsoară releul, va fi:

. (3.65.)

În cazul unui scurtcircuit pe linia BC, de exemplu în punctul K, tensiunea de fază în punctul A va fi:

, (3.66.)unde:

este impedanţa liniilor, de secvenţă direcţă (+), măsurată de releu; este curentul total de scurtcircuit; este curentul de scurtcircuit care circulă prin linia AB;

reprezintă lungimea liniei AB, respectiv segmentul BK (până la locul de defect).Protecţia de distanţă din punctul A măsoară raportul:

46


. (3.67.)

Deci, impedanţa măsurată de protecţie diferă de cea reală şi este egală cu impedanţa liniei proprii însumată cu impedanţa porţiunii din linia vecină până la punctul de defect, înmulţită cu raportul dintre curentul total de defect şi curentul liniei proprii. Acest raport, care deformează măsura se numeşte ˝ coeficient de ramificaţie ˝ sau ˝coeficient de repartiţie ˝ şi se notează cu .

Coeficientul de ramificaţie este cu atât mai mare cu cât sursele care debitează în staţia B, în paralel cu linia protejată, au o putere mai mare şi are ca efect micşorarea zonei de acţiune din staţia A. Datorită acestui coeficient, distanţa măsurată de protecţia din A, în cazul unui defect pe linia BC este mai mare decât cea reală. Sunt cazuri când acest coeficient este subunitar şi are ca efect măsurarea unei impedanţe mai mici decât cea reală, adică o mărire a zonei de acţionare a protecţiei, în cazul în care în staţia B nu există o sursă de energie,ci o a doua linie.

3.2.15. Calculul reglajului elementelor de pornire

Dacă elementele de pornire sunt realizate prin relee maximale de curent, reglajul lor se face după relaţiile:

, (3.68.)

. (3.69.)

unde:

reprezintă curentul de pornire al protecţiei; reprezintă curentul de pornire al releului de impedanţă; reprezintă coeficientul de siguranţă; reprezintă coeficientul de revenire al releului; reprezintă coeficientul de secvenţă homopolară (0); reprezintă curentul maxim de sarcină al liniei; reprezintă raportul de transformare al transformatorului de

curent.

Sensibilitatea acestor relee este relativ mică. Dacă nu se poate asigura sensibilitatea necesară se impune folosirea ca elemente de pornire a releelor de distanţă, relaţia:

. (3.70.)

În acest caz mărimea de pornire se deduce pornind de la condiţia necesară readucerii releului în poziţia iniţială, după deconectarea unui scurtcircuit exterior, adică:

, sau , (3.71.)

cu , iar impedanţa de regim minimă la bornele releului:

. (3.72.)

47


Se ştie că între impedanţa de revenire şi cea de pornire există relaţia:

Sensibilitatea elementului se verifică cu ajutorul relaţiei:

. (3.74.)

în care prin s-a notat impedanţa liniei pe care este montată protecţia de distanţă, iar prin impedanţa liniei din aval de linia protejată prin protecţie.

Elementele de pornire pe bază de impedanţă se realizează cu ajutorul releelor de distanţă fără temporizare, având caracteristica de funcţionare în planul complex un cerc cu centrul în originea axelor de coordonate, sau uneori cu centrul deplasat în planul impedanţei.Se deosebesc relee la care impedanţa de pornire este funcţie de curentul care trece prin releu (caracteristica 2), sau la care este independentă de valoarea curentului prin releu (caracteristica 1), figura 3.26..

Fig.3.26. Caracteristica pentru relee de pornire de impedanţă

3.2.16. Calculul reglajului elementului de măsură a distanţei

Modul concret în care se stabilesc reglajele protecţiei de distanţă a liniei AB (care face parte dintr-o reţea complexă), din staţia A (figura 3.27.), se poate înţelege pe baza schemei din exemplul următor:

(3.73.)

48


Fig.3.27. Stabilirea reglajelor protecţiei de distanţă pe o porţiune de reţea

Zona I ( ) se alege ţinând seama de eroarea posibilă în funcţionarea elementului de măsurare al protecţiei şi reprezintă 80% din impedanţa liniei protejate.

, (3.75.)

unde: este coeficientul de siguranţă;

. este impedanţa reglată (impusă) pentru Zona I;

este impedanţa liniei.

Zona I a protecţiei 1 se calculează cu relaţia: , (3.76.)

unde .

În mod asemănător se alege şi zona I ( ) a protecţiei liniei BC, din staţia B şi similar pentru fiecare linie care este conectată la sistem.

Timpul al treptei I nu este reglabil. El este determinat de timpul propriu de acţionare al releelor care constituie protecţia de distanţă şi variază între 0,1 şi 0,3 secunde în cazul protecţiilor clasice şi mai puţin în cazul protecţiilor numerice (digitale).

Zona II ( ) se alege astfel încât să satisfacă următoarele condiţii:a) să fie selectivă în raport cu treapta a II-a a protecţiei de distanţă de pe

liniile din aval care pleacă de pe barele de la capătul liniei protejate, să se poată alege un timp numai cu o treaptă de timp mai mare decât timpul treptei I (rapide) a acestei protecţi.

Pentru exemplul din figura 3.27., zona a II-a a protecţiei de distanţă din punctul 1, trebuie să fie selectivă în raport cu treapta a II-a a protecţiei de distanţă 3 şi 7 de pe liniile şi , adică:

49


(3.77.)

unde:este coeficientul de ramură şi are aleasă valoarea minimă posibilă de funcţionare, este 0,8.

În mod concret avem:

(3.78.)

unde: reprezintă coeficienţii ramurilor 1 şi 2; reprezintă intensităţile curenţilor care circulă prin linia 1 şi linia 2,

de la bare spre locul de defect; reprezintă intensităţile curenţilor care circulă prin linia 1 şi linia 4

de la bare spre locul de defect.

b) să fie selectivă în raport cu protecţia transformatorului din staţia de la capătul liniei. Defectele de pe bara trebuie deconectate de protecţia maximală de curent temporizată a transformatorului din staţia B.

Notând impedanţa minimă a transformatoarelor din staţie cu , rezultă:

(3.79.)

unde diferă de în raport cu linia şi se calculează pentru defecte după transformator. De asemenea este diferit de pentru că impedanţa rransformatorului are un nughi diferit de cel al impedanţei liniei. De obicei se alege

şi

Pentru trebuie aleasă valoarea minimă rezultată. Notând această valoare

cu , se poate scrie expresia ei raportată la secundar:

(3.80.)

c) Zona a II-a trebuie să asigure sensibilitate suficientă în raport cu întreaga linie protejată. Această condiţie se verifică cu relaţia:

(3.81.)

Valoarea treptei a III-a a protecţiei se alege asemănător cu treapta a II-a a protecţiei liniei alăturate.

Valoarea treptei a IV-a a protecţiei de distanţă, nu este o treaptă de măsurare, se alege de obicel astfel încât să permită circulaţia pe linie a puterii maxime. Acţionarea în treapta a IV-a a protecţiei de distanţă este delimitată de elementul de pornire. Sensibilitatea elementului de pornire se verifică astfel încât să fie asigurată acţionarea la defecte apărute la capătul opus al elementului următor celui protejat. Pentru reţeaua din figura anterioară avem:

50


(3.82.)

Dacă nu se îndeplineşte condiţia de sensibilitate se vor folosi ca elemente de pornire, în locul releelor de impedanţă pură, relee de admitanţă mixtă sau relee cu caracteristică elipsă.

După alegerea caracteristicilor protecţiilor, acestea se reprezintă pe scheme comune pentru întreaga reţea sau pentru porţiuni ale acesteia.

3.2.17. Comportarea protecţiei de distanţă la defecte în circuite secundare şi blocajele prevăzute pentru astfel de situaţii

Protecţiile de distanţă sunt prevăzute cu blocaj împotriva acţionărilor greşite la defecte în circuitele transformatoarelor de tensiune, când unele dintre tensiunile

aplicate releelor, sau toate tensiunile, pot deveni nule şi se anulează,

conducând la condiţia de acţionare .În cazul defectelor în circuitele transformatoarelor de tensiune, protecţia de

distanţă cu elemente de pornire pe bază de curent nu pot să pornească, neexistând un scurtcircuit în zona respectivă. De aceea, la aceste protecţii de distanţă este suficientă semnalizarea apariţiei defectului în circuitul transformatoarelor de tensiune.

Protecţiile de distanţă cu elemente de pornire pe impedanţă pot să acţioneze greşit în cazul unui defect al circuitelor de tensiune. . De aceea, aceste protecţii de distanţă se prevăd cu relee de tensiune care controlează circuitul transformatoarelor de tensiune şi blochează protecţia de distanţă în asemenea situaţii nedorite. Se practică, în acest scop, utilizarea unui filtru de secvenţă homopolară, figura 3.28., conectat în circuitul secundar al transformatorului principal de tensiune TT.

Fig.3.28. Schema de blocare a funcţionării protecţiei în cazul unei defecţiuni în circuitul secundar al TT(transformatoarelor de tensiune)

51


La noi în ţară se folosesc relee de blocare bazate pe asimetria tensiunilor şi compararea tensiunilor din bobinajele secundare diferite ale unui transformator de tensiune, sau dintre tensiunile secundare ale transformatoarelor de tensiune instalate pe bare şi ale transformatoarelor de tensiune instalate pe linie (la dispariţia tensiunilor alternative pe toate cele trei faze).

3.3. SCHEME CLASICE ALE PROTECŢIILOR DE DISTANŢĂ CU RELEE

O protecţie de distanţă pentru a acţiona corect la orice fel de scurtcircuit, indiferent de locul acestuia şi de fazele afectate, ar trebui să aibă relee separate conectate la curenţi şi tensiuni pe faze sau dintre faze corespunzător pentru felul defectului la care trebuie să acţioneze. În vederea reducerii numărului de relee din schemă fără a se afecta domeniul de acţionare, schemele de protecţie de distanţă se prevăd cu posibilităţi de comutări în circuitul de tensiune şi uneori şi în cel de curent al releului, astfel încât bobinele respective ale releelor de impedanţă să fie alimentate cu mărimile caracteristice defectului.

3.3.1. Generalităţi

Funcţionarea în ansamblu a dispozitivului complex pe care îl constituie protecţia de distanţă poate fi reprezentată prin schema bloc din figura 3.29.

52


Protecţia de distanţă este racordată la înfăşurările secundare ale transformatoarelor de curent TC şi de tensiune TT. La apariţia unui defect, intră în funcţiune elementele de pornire P. releele intermediare excitate de elementul de pornire, din blocurile şi aleg, în funcţie de felul defectului, tensiunile şi căderile de tensiune produse de curenţi în rezistenţele R, care se aplică elementului direcţional D şi celui de măsurare Z pentru a se determina corect direcţia şi distanţa. Comanda de declanşare se transmite, prin intermediul elementului de timp T, releului intermediar final RF, în momentul în care sunt închise simultan: contactele elementului de măsurare Z ; cele ale elementului direcţional D; cele ale dispozitivelor de blocare contra pendulărilor BP; cele ale dispozitivelor de blocare contra defecţiunilor din circuitul transformatoarelor

de tensiune BTT.

Fig.3.29. Schema bloc a unei protecţii de distanţă

3.3.2. Protecţii de distanţă utilizate pe liniile de înaltă şi foarte înaltă tensiune

53


Protecţiile de distanţă clasice, folosite în exclusivitate până în anii 1975-1980, realizate cu relee cu contacte, necesită elemente de comutare, relee intermediare şi elemente de pornire pe fiecare fază, care să comute corespunzător circuitele de tensiune şi curent în funcţie de tipul defectului, atât la elementul de măsurat impedanţa, cât şi la elementul direcţional.

Releele de distanţă cu comutaţie statică, cu caracteristică de acţionare eliptică sau poligonală, prezintă avantajul realizării sub formă de complete separate, pentru scurtcircuite monofazate, respectiv polifazate, astfel se poate renunţa la comutările din circuitele de tensiune şi de curent ale protecţiei de distanţă. Încercările făcute cu aceste sisteme de protecţie au condus la înregistrarea unor erori, în zona protejată, sub

şi a unui timp de acţionare în treapta rapidă (prima zonă) într-o plajă de valori situate între 17 şi 40 ms (milisecunde).

În anexa 1. sunt prezentate principalele tipuri de protecţii de distanţă întâlnite în Sistemul Energetic Naţional, SEN.

3.4. PROTECŢII DE DISTANŢĂ NUMERICE

Circumscrise eforturilor de mărire a sensibilităţii, a rapidităţii şi a siguranţei în funcţionare, cercetările referitoare la implementarea microcalculatoarelor în realizarea protecţiilor de distanţă sunt de dată relativ recentă şi, mai ales, de mare actualitate.

Utilizarea sistemelor numerice de protecţie şi a microcalculatoarelor de proces a deschis noi posibilităţi creşterii performanţelor protecţiei de distanţă, inclusiv a fiabilităţii dispozitivelor de protecţie.

Au fost elaborate diverse modele de calcul al impedanţei, între care metodele numerice de derivare, în ipoteza unor tensiuni şi curenţi de formă perfect sinusoidală.Influenţa armonicilor superioare, prezente în curba curentului, se poate reduce sau elimina prin aplicarea unor metode numerice de integrare.

54


Fig.3.30. Schema principială a unei protecţii de distanţă numerică

În schema din figura 3.30., s-au utilizat următoarele notaţii: BI bloc intrare curenţi; BU bloc intrare tensiune; MUX bloc distribuţie date, multiplexor analogic; CAN bloc de conversie analog – digitală; IN bloc intrări numerice; IE echipament de execuţie; UC unitate de calcul;; PDD program de pregătire a datelor.

3.4.1. Sistemul de supervizare, comandă şi achiziţii de date SCADA

Sistemul de supervizare, comandă şi achiziţii de date SCADA, este tehnologia care permite unui utilizator să colecteze date, de la unul sau mai mulţi senzori (surse de date) şi/sau să trimită instrucţiuni de control limitate la aceşti senzori.

SCADA operează cu semnale de cod, dincolo de canalele de comunicaţie, astfel încât să genereze controlul echipamentelor RTU (convertoare analog/digital de intrare/ieşire).

Un sistem SCADA este alcătuit din două componente hardware principale:Server (unul sau mai multe)

Acesta este conectat la elementele de proces prin intermediul automatelor programa-bile (PLC). Serverul este responsabil pentru toate datele culese din proces (realizează şi baza de date, asigură comunicaţia cu PLC-urile din proces);

55


Client (Viewer) . Este legat în reţea cu serverul, utilizează datele din acesta şi asigură comunicarea cu operatorul uman. Poate lipsi la sistemele mici (serverul indeplineşte şi funcţia de viewer).

Serverele sunt conectate la automatele programabile printr-o gamă foarte largă de drivere de comunicaţie (sute de drivere care asigură legătura practic cu toate PLC-urile de la echipamente). Un singur server poate comunica simultan cu mai multe protocoale (echipamente).

Serverele şi viewer-ele sunt legate în reţea (Intranet). Tehnologia Web adoptată permite acum vizualizarea unui proces şi prin mediul Internet.

Fig.3.31. schema unui proces industrial SCADA

SCADA asigură:

controlul – se pot citi şi scrie/modifica orice parametru din proces (cu parolă); vizualizarea - ecrane grafice, scheme sinoptice; gestionarea alarmelor – sunt catalogate pe nivele de prioritate. Pot fi

confirmate, şterse, arhivate, modificate. Se poate de exemplu trimite automat un e-mail predefinit la apariţia unei anumite alarme;

baza de date – cel mai performant server de baze de date, Microsoft SQL Server. Permite accesul multiplu on-line la baza de date din server;

action calendar – permite definirea şi executarea unor acţiuni, funcţie de timp (calendar);

recipes – permite crearea, încărcarea în/din PLC a unor grupuri de setări de puncte;

56


report manager - permite crearea şi generarea de rapoarte bazate pe mărimile din proces;

grafice - o multitudine de facilităţi, bazate pe tehnologia ActiveX: o multiple grafice în acelaşi ecran; o număr nelimitat de linii în acelaşi grafic; o culori, fonturi, stiluri, legende configurabile; o reprezentări de date în timp real sau din baza de date; o grafice funcţie de timp sau grafice de tipul XY.

Construit după arhitectura CLIENT – SERVER, pornind de la un simplu calculator, acest sistem poate fi extins, de la un singur punct (nod), la o reţea complexă cu care se pot monitoriza procese industriale de dimensiuni oricât de mari.

Avantajele utilizării sistemului de supervizare, comandă şi achiziţii de date: SCADA

controlul funcţional deplin al procesului monitorizat; creşterea sensibilă a productivităţii; siguranţă, robusteţe, eforturi şi cheltuieli minime de exploatare; suport tehnic continuu asigurat de către furnizor.

Fig.3.32. Schema bloc a unui sistem de proces SCADAConexiunile între utilizatorii de proces (protecţiile anumitor echipamente) se

realizează atât prin linii telefonice, fibră optică, cât şi prin sistem radio. Un astfel de sistem complex de proces, care se desfăşoară prin transmisie radio, este prezentat în figura 3.33..

57


Fig.3.33. Sistem complex de sistem SCADA

Fig. 3.34.Sistem SCADA în aşteptare (supraveghere)

3.4.2. Protecţia digitală complexă ˝ DIPA – 100 ˝

58


Releul digital de protecţie complexă, DIPA-100 este un echipament care înglobează practic toate functiile de protectie-automatizare necesare pentru o linie electrică de 110 kV - 400 kV.

Echipamentul poate fi folosit de sine stătător sau cu integrare în teleconducere, graţie extensiei DIPA-SCADA cu ajutorul căreia terminalul devine simultan un sistem de achiziţie de date pentru aplicaţii EMS-SCADA.DIPA-100 include urmatoarele funcţii independente de protecţie a liniei electrice:

protecţie de distanţă digitală PD, cu urmatoarele extensii:

sistem de blocaj la pendulaţii ;

interfaţă si logică de teleprotecţie;

sistem de verificare-blocare la arderea sigurantelor circuitelor de tensiune cu comutare opţională pe maximala de curent de rezervă(DIPA-MAX);

protecţie rapidă la închiderea întreruptorului pe defect (switch-on-to-fault) protecţie homopolară directionată ; protecţie maximală de rezervă (ca rezervă pentru DIPA-PD);

Următoarele funcţii suplimentare completează necesităţile de protecţie /automatizare / integrare în SCADA, pentru o linie electrică de 110 - 400 kV:

RAR M, RAR T, RAR M+T, cu verificare de condiţii RAR ; interfaţă om-masină ; funcţii speciale şi de integrare în SCADA, care cuprind:

intefaţa de supervizare, mărimi binare/analogice şi comunicaţie cu sistemul de teleconducere SCADA.miniACE ;

osciloperturbograf de linie SCADA.CDR ;

opţional, extensie de comandă în instalaţie prin SCADA, SCADA.CD ; integrare în sistemul de protecţie clasic ; funcţie de măsură locală (U, I, P, Q, f, Z, etc.)

Echipamentul DIPA 100 poate fi integrat atât în solutii clasice de protecţie-conducere staţii electrice cât şi în sisteme noi cum ar fi sistemul distribuit de teleprotectie-teleconducere GALAXY, conceput de TELECOMM S.R.L. sau în alte sisteme.

DIPA 100 este realizată într-o structură multiprocesor, acumulând o putere de calcul de aproximativ 48 MegaFLOPS (48 mega-operaţii în virgulă mobilă pe secundă) prin utilizarea tehnologiei DSP de ultimă generaţie. Acest lucru a permis implementarea unor algoritmi numerici de calculare a impedanţelor şi a diverselor condiţii de blocare de o complexitate şi de o stabilitate care să întrunească condiţiile de siguranţă necesare unui astfel de echipament.Funcţia de protecţie digitală de distanţă are urmatoarele caracteristici principalele :

număr elemente masură independente şi simultane: 6 (R0, S0, T0, RS, ST, TR ); număr zone de declanşare: 5 ( fiecare zonă fiind de tip poligonal );

faţă-spate sau nedirecţionat : 3;

demaraj direcţionat : 1;

demaraj nedirecţionat : 1; pentru zona I-a există reglaje separate pentru caracteristica 1B (sensibilizare în

corelatie cu RAR); protecţia permite reglaje de compensare a rezistenţei arcului în orice treaptă, pe

axa R a planului Z, la detectarea unor defecte cu pământul; 59


timp tipic de declanşare în treapta rapidă, inclusiv releul de ieşire cu contacte puternice : 25 ms.

timp maxim de declanşare în treapta rapidă, inclusiv releul de iesire cu contacte puternice : 30 ms. ( pentru Z/Z reglat 0,95 ) ;

elementul direcţional este cu sensibilitate nelimitată (buna comportare a direcţiei la scurtcircuite cu tensiune foarte mică);

domeniul de reglaj R, X pe fiecare treaptă: 0.01 - 650 , în paşi de 0.01 ; reglaj temporizări (pentru fiecare zonă): 0 - 6 sec., din 10 în 10 milisecunde ; precizia măsurătorii impedanţei : 5 % pentru I = ( 0,5 20 ) In; precizia măsurării temporizărilor : ( 1% + 20 ms.), pentru treglat > 30 ms.;

coeficient de revenire : 5% ; valoare minimă de acţionare în curent : 0.2 In ; blocaj la pendulaţii intern (după criteriul dZ/dt) şi / sau extern ; funcţii de verificare plauzibilitate, mărimi măsurate realizate în timp real; blocaj la lipsa tensiunii alternative:

intern ( ardere siguranţe: monofazat,bifazat şi trifazat ) / extern ;

posibilitatea trecerii automate pe protecţia maximală de curent în două trepte, ca element de rezervă;

declanşare mono şi trifazată; selectarea unei funcţii de teleprotecţie:

sensibilizarea protecţiei prin activarea Z1B la comanda de declanşare a întreruptorului din capătul opus ( accelerated underreach protection AUP)

sensibilizarea protecţiei la conectare pe defect (switch on to fault)

Fig.3.35. Caracteristica: trepte deimpedanţă la DIPA - 100

3.4.3. Funcţii speciale şi integrarea protecţiei în SCADA

SCADA asigură funcţii speciale necesare supervizării şi integrării în sistemul de teleconducere-teleprotecţie al staţiei.

60


Acest lucru este realizat prin compatibilizarea din punct de vedere extern a echipamentului DIPA-100 cu echipamentele de teleconducere ACE28S şi cu cele de perturbografiere CDR, fabricate de TMM.

Extensia DIPA-SCADA înglobează componentele SCADA.miniACE, SCADA.CDR şi SCADA.CD care sunt prezentate mai jos:

Fig.3.36.Schema bloc a protecţiei DIPA 100 şi a instalaţiei de teleconducere ACE

3.4.3.1. Interfaţa de supervizare mărimi binare / analogice şi comunicaţii cu sistemul de teleconducere SCADA.miniACE

Această componentă conţine toate facilităţile specifice echipamentului ACE 28S, care înglobează de asemenea, ca extensie, jurnalul de evenimente sintetizate de catre DIPA 100 , în cursul funcţionării acesteia (EV).

EV realizează funcţia de înregistrator de evenimente DIPA şi are urmatoarele caracteristici:

memorează evenimentele numerice în bufferul miniACE-ului de 1024 evenimente ;

rezoluţia temporală: o milisecundă; generează şi memorează evenimente la: schimbare parametri ; demaraje protecţii ; declanşare ; evenimente specifice RAR / DAR ; setare timp ; ardere siguranţe şi revenire din defect ; schimbare de stare a unor semnalizări externe ; alte schimbări de stare interne sau externe .

Dintre funcţiile specifice ACE28S, sunt prezentate elementele specifice supervizării şi integrării în SCADA, realizate cu extensia miniACE în cadrul DIPA:

primele 16 intrări numerice ale echipamentului DIPA-100 sunt citite independent şi de către miniACE;

61


miniACE posedă încă 16 intrări numerice proprii, prin care se pot citi alte informaţi binare specifice liniei, altele decât cele care sunt de interes direct pentru DIPA.

MiniACE asigură totodată şi comunicaţia cu nivelul ierarhic superior de teleconducere prin intermediul urmatoarelor linii de comunicaţie:

interfaţa de adaptare la "field-bus"-ul izolat galvanic de tip buclă de curent multipunct tip TMM;

opţional, field-bus-ul poate fi de tip RS 485; viteza de comunicaţie este 9600 sau 19200 baud

optional, interfaţa de comunicaţie prin fibră optică (viteza de comunicaţie 9600 sau 19200 baud)

asigură comunicaţia prin protocol multipunct de tip TELECOMM sau RP 570 (optional).

3.4.3.2. Extensie teleconducere SCADA.CDRFunctia de osciloperturbografie de linie SCADA .CDR are urmatoarele caracteristici :

timp total de înregistrare: aprox. 30 secunde; timpi de înregistrare:

durata preavariei: reglabilă, 50-400 milisecunde;

durata înregistrării tCDR: reglabilă 1000-18000 milisecunde . se înregistrează 8 mărimi analogice (UR, US, UT, UH, IR, IS, IT, IH) şi 32

binare .

3.4.3.3. Extensie de comandă în instalaţii prin SCADA şi SCADA.CD

În situaţiile când din raţiuni financiare nu se justifică montarea unui echipament de teleconducere de sine stătător, care să realizeze teleconducerea liniei electrice protejată de către DIPA-100, extensia SCADA poate fi completată cu modulul de comenzi în instalaţii prin SCADA, SCADA.CD.

Acest modul posedă 8 ieşiri prin releu independente de cele ale protecţiei, pentru comenzi prin teleconducere, care pot fi comadate prin intermediul extensiei SCADA.miniACE.

Prin introducerea acestui modul se poate realiza o protecţie şi o teleconducere integrată, minimizându-se costurile de implementare a unui sistem complet digital modern.

3.4.3.4. Modul de funcţionare al echipamentului DIPA – 100 la protecţia de distanţă

Protecţia de distanţă utilizează următoarele mărimi de intrare analogice:

curenţii iR(t), iS(t), iT(t);

curentul homopolar iH(t), măsurat de pe circuitul de nul;

tensiunile uR0(t), uS0(t), uT0(t);

tensiunile uRS(t), uST(t), uTR(t).Tensiunea homopolară este sintetizată software. Opţional, DIPA 100 poate fi

echipată cu extensia hard-soft PhDIR.TH, care permite preluarea tensiunii homopolare din secundarul conectat în triunghi deschis al transformatorului de tensiune.

62


Optional, DIPA 100 mai poate fi echipat şi cu extensia hard - soft pentru măsurarea curentului de linie paralelă PD.LP.

După cum se poate observa, circuitele de intrare analogice sunt realizate cu redundanţă (surplus informatic) 100%, lucru care permite detectarea în timp real a oricăror defectiuni pe partea de achiziţie de date.

Astfel, curenţii de linie se pot verifica din punct de vedere al integrităţii prin respectarea conditiei:

iR(t) + iS(t) + iT(t) iH(t);În acelasi timp, trebuie ca fazorii corespunzători tensiunilor de linie şi cei corespunzători tensiunilor de fază să respecte conditiile:

U RS = US0 - UR0

U ST = UT0 - US0 (3.83.) U TR = UR0 - UT0

Protecţia de distanţă are implementat un algoritm complet digital, bazat pe prelucrarea esantioanelor de tensiune şi de curent de pe canalele specificate.

Preluarea şi prelucrarea eşantioanelor de curent şi tensiune de pe canalele menţionate se face în trei etape:

1. se eşantionează de 3 ori pe milisecundă toate canalele de curent şi tensiune (se obţine un echivalent de 60 puncte / perioadă);2. se aplică un procedeu special de prefiltrare neliniară a setului de esantioane, în urma căruia rezultă un eşantion unic/milisecundă pentru fiecare intare analogică în parte. Algoritmul de prefiltrare asigură o rejecţie eficientă a perturbaţiilor ce pot apare nedorit pe canalele analogice, obţinându-se o imunitate ridicată la zgomote;3. eşantioanele prefiltrate, obţinute cu o frecvenţă de eşantionare de 1 kHz (20 puncte / perioadă) sunt introduse în sistemul de filtrare digitală propriuzis.

În continuare se execută o filtrare în fereastra glisantă a tuturor intrărilor, în urma căreia sunt rejectate toate armonicele superioare ale curenţilor şi tensiunilor. Se obtin fundamentalele curenţilor şi tensiunilor, din care apoi se determină fazorii, de tip

FAZOR = a + j*b (3.84.)descrişi prin partea reală şi cea imaginară.Se obţin în acest mod fazorii: IR, IS, IT, IH, UR0, US0, UT0, URS, UST, UTR,

În continuare, toate prelucrările se execută asupra acestor fazori.Protecţia de distanţă propriuzisă implementează independent şi simultan 6 elemente de masură a impedantei:

cele 3 impedanţe faţă de pamânt: ZR0, ZS0, ZT0; cele 3 impedanţe între faze: ZRS, ZST, ZTR.

Impedanţele Z sunt determinate în fiecare milisecundă.Analiza defectelor în retelele electrice se bazează pe descompunerea sistemelor de

curenţi şi tensiuni , în general nesimetrici, în trei sisteme simetrice : de succesiune directă, inversă homopolarâ.Pentru liniile electrice şi transformatoare impedanţa directă este egală cu impedanţa

inversă. De asemenea, trebuie reţinut că în cazul defectelor impedanţele directe sunt întotdeauna prezente indiferent de tipul de defect, în timp ce impedanţa homopolară este prezentă numai în cazul defectelor cu pământ.

Într-un sistem trifazat pot apare patru tipuri principale de defect:1. trifazat: R-S-T, R-S-T-N;2. bifazat la pământ: R-S-N, S-T-N, T-R-N;

63


3. bifazat izolat de pământ: R-S, S-T, T-R;4. monofazat: R-N, S-N, T-N.

Relaţiile între curenţii de defect şi tensiunile la locul de defect pentru aceste tipuri de defect se prezintă în figura următoare.Analizând figura următoare, se constată că la defectele monofazate cu pământul, tensiunea de fază este zero, în timp ce pentru defectele bifazate şi trifazate diferenţa tensiunilor de fază este zero. Măsurarea corectă a impedanţei până la locul de defect impune aplicarea la bornele protecţiei de distanţă a căderii de tensiune de pe bucla de defect. Din acest motiv este necesar a se masura în mod independent şi simultan toate cele sase impedanţe ale buclelor fază-fază respectiv fază-pământ. În calculul acestor impedanţe se folosesc valori ale tensiunilor şi curenţilor astfel încât să se determine corect impedanţa până la locul de defect.

În cazul defectelor trifazate, tensiunile de fază la bornele protecţiei de distanţă sunt proporţionale cu produsul dintre impedanţa directă a liniei şi curentul de secvenţă directă, spre deosebire de cazul defectelor bifazate în care intervine şi impedanţa sursei până la locul de montare al protecţiei de distanţă.

Fig.3.37. Ecuaţiile curenţilor şi tensiunilor la locul de defect

Ecuaţiile curenţilor şi tensiunilor la locul de defect (figura 3.32.) sunt prezentate în continuare:

U a a Z IST Ld d ( )2 (defecte trifazate)

(defecte bifazate ) (3.85.)

I I a a IS Td ( )2 (defecte trifazate)

I I a a IS Td 2 2( ) (defecte bifazate)

unde s-au notat : Z L

d - impedanţa directă a liniei;

64


I I aI a IdR S T

1

32 (3.86.)

componenta de curent de secvenţă directă la bornele protecţiei; - curenţii de linie la bornele protecţiei; U U U U U URO SO TO RS ST TR, , , , , - tensiunile de fază, respectiv linie la

bornele protecţiei.

Se constată că în ambele cazuri impedanţa masurată de protecţie este:

ZU

I IZM

ST

S TLd

(pentru bucla bifazată S -T) (3.87.)

prin considerarea tensiunii de linie U U UST SO TO respectiv curenţilor I I IST S T în măsura impedanţei Z ST .

În cazul defectelor monofazate, de exemplu R-N, căderea de tensiune până la locul de defect este o sumă a căderilor de tensiune directă, inversă şi homopolară între locul de montare al protecţiei şi locul de defect:

U I Z I Z I Z

I I I I

I I I I I

ROd

Ld i

Ld h

Lh

Rd i h

N R S Th

3

(3.88.)

unde: I I Id i h, , - componentele de secvenţă directă, inversă şi homopolară ale

curentului la bornele protecţiei; I I IR S T, , - curenţii de linie la bornele protecţiei;

Z ZLd

Lh, - impedanţa directă, respectiv homopolară a liniei până la locul de

defect.În acest caz tensiunea la bornele protecţiei va fi:

U Z I I I Ik

Z I I

Z

ZRO L

dR R S T L

dR N

Lh

Ld

1

3

1

3(3.89.)

Notând:

KZ

ZHLh

Ld

1

31 ( factorul de pământ al liniei) (3.90.)

în general o marime complexă se obţine: U Z I K IRO L

dR H N (3.91.)

Se constată că impedanţa măsurată de protecţie:

ZU

I K IZM

RO

R H NLd

(3.92.)

este egală cu impedanţa liniei până la locul de defect, dacă la defecte monofazate se consideră tensiunea de fază (U RO ) şi curentul compensat ( I K IR H N ).În cazul defectelor bifazate cu pământ, de exemplu S - T - N, tensiunile măsurate pentru buclele S - N, T - N şi respectiv S - T sunt următoarele:

65


U Z R K I K I

U Z R K I K I

U Z I I

SO Ld

P S H N

TO Ld

P T H N

ST Ld

S T

'

'' (3.93.)

dar: reprezintă rezistenţa totală de trecere la locul de defect; K K' '', depind de componentele simetrice ale curenţilor de defect;

iar impedanţele buclelor vor fi :

ZU

I K IZ R K

ZU

I K IZ R K

ZU

I IZ

MSO

S H NLd

P

MTO

T H NLd

P

MST

S TLd

1

2

3

'

''(3.94.)

Ca urmare, pentru cazul defectelor bifazate la pământ, se preferă bucla fază - fază în locul buclelor fază - pământ, având în vedere că în acest fel se elimina influenţa rezistenţei de trecere la locul de defect, impedanţa masurată fiind proporţională cu distanţa până la locul de defect. Cele 6 impedanţe sunt calculate în paralel, după urmatoarele relaţii:

pentru scurtcircuite monofazate R-O:

(3.95.)

pentru scurtcircuite monofazate S-O:

(3.96.)

pentru scurtcircuite monofazate T-O:

(3.97.)

unde:

(factorul de pământ al liniei); (3.98.)

În calcule se utilizează acelaşi factor de pământ, KH, pentru toate zonele protecţiei de distanţă:

pentru scurtcircuite bifazate R-S:

(3.99.)

pentru scurtcircuite bifazate S-T:

(3.100.)

pentru scurtcircuite bifazate T-R:

66


(3.101.)

Caracteristicile treptelor de impedanţă de tip poligonal implementate în protecţia digitală complexă DIPA 100 conţin, intrinsec informaţia de direcţie, fiind poziţionate în cadranul I (R>0, x>0) al planului impedanţelor.

Totuşi, rezolvarea a cel putin două probleme majore şi anume: defecte foarte apropiate de locul de amplasare al protecţiei; flexibilitatea schemelor de teleprotecţie;

a condus la introducerea funcţiei de determinare a sensului curentului de defect.Prin implementarea funcţiei de element direcţional se decide situarea defectului:

în direcţie faţă, dacă curentul de defect circulă de la bare spre linie; în direcţie spate, dacă curentul de defect circulă de la linie spre bare;

Astfel, protecţia declanşează în treapta I-a la defecte foarte apropiate ( R X, 0 ) situate în aval de transformatoarele de curent respectiv, NU declanşează în treapta I-a, la defecte foarte apropiate ( R X, 0 ) situate în amonte de transformatoarele de curent.

Pentru determinarea sensului de circulaţie a curentului de defect se procedează similar calculului impedanţei de defect, dar se utilizează combinaţii de tensiuni ale fazelor sănătoase (neafectate de defect) şi tensiuni memorate. Tabelul următor prezintă valorile măsurate utilizate la determinarea direcţiei:

Mărimile aplicate elementelor direcţionale

Bucla de defect Curent măsurat Tensiune măsuratăR - O I R U U U eRO S T

j 0 0

2

S - O I S U U U eS T R

j

0 0 02

T - O I T

R - S I IR S

S - T I IS T

T - R I IT R

Stabilirea direcţiei, pentru fiecare buclă de defect, prin utilizarea mărimilor conform tabelului anterior, este absolut sigură în toate cazurile de defect (inclusiv, defecte evolutive în pauza de RAR-M) cu excepţia scurtcircuitului trifazat foarte apropiat. În acest caz tensiunile remanente sunt practic zero şi stabilirea direcţiei în baza acestora nu mai este posibilă.

Pentru rezolvarea acestei probleme, în cadrul DIPA 100 s-a implementat un sistem de utilizare a tensiunilor sincrone memorate, pentru stabilirea direcţiei. Trecerea pe sistemul de tensiuni memorate se face ori de cate ori toate tensiunile de fază scad sub un anumit prag Umemo dir., parametrizabil. Sistemul de tensiuni sincrone memorate este disponibil pentru o perioadă de 800 ms de la detectarea defectului. Acest interval

67


de timp este suficient pentru eliminarea selectivă a unor defecte “în spate” de catre protecţiile din capetele liniilor adiacente.Se recomandă urmatorul reglaj pentru pragul de trecere pe valori memorate:

(3.102.)

3.4.3.5. Caracteristica treptelor de impedanţăÎn scopul implementării protecţiei de distanţă, s-a folosit o caracteristică de tip

poligonal.

Treptele I, II, IIIPrimele 3 trepte se caracterizează prin mărimile de reglaj X1, R1, R1p (X2, R2, R2p respectiv X3, R3, R3p), ca în figura 3.38., unde este exemplificată treapta I.

Fig.3.38. Caracteristica de masură, treapta I

Caracteristica este de tip poligonal, având formate două zone, una pentru direcţie faţă şi una pentru direcţie spate (zonele haşurate).

Cele două zone se formează cu ajutorul dreptunghiurilor date de X1 si R1 şi a celor două drepte AD şi CB. Se formează urmatoarele suprafeţe:

suprafaţa (0AEB) care reprezintă poligonul impedanţelor pentru “Direcţie faţă” în cazul scurtcircuitelor fără pământ, mărimile de reglaj sunt X1, R1;

suprafaţa (0CGD) care reprezintă poligonul impedanţelor pentru “Direcţie spate” în cazul scurtcircuitelor fără pământ, mărimile de reglaj sunt X1, R1.

În cazul defectelor cu pământul poate exista o rezistenţă mare de trecere la locul de defect.Pentru aceste tipuri de defect este prevăzut un reglaj diferit pe axa R, dat de R1p. În acest caz protecţia comută automat pe un al doilea set de suprafeţe:

suprafaţa (0AEpBp) care reprezintă poligonul impedanţelor pentru “Direcţie faţă” în cazul scurtcircuitelor cu pământ;

68

R

X

X 1

X 1

R 1R 1 R 1 pR 1 p

0

D irec tie fa ta

D irec tie sp a te

A E

DGG p

CC p

E p

B pB


suprafaţa (0CGpDp) care reprezintă poligonul impedanţelor pentru “Direcţie spate” în cazul scurtcircuitelor cu pământ;

Comutarea pe poligoanele corespunzatoare defectelor cu pământul se face automat de către DIPA - 100 în cazul defectelor monofazate .

Treapta I, poate fi înlocuită cu un set alternativ de reglaje, numit Treapta 1B, care defineste treapta I-a prelungită şi care este comutată la comanda funcţiei RAR, în raport de modul în care acesta este programat .

Treptele IV şi V - trepte de declanşare de demarajPe lângă cele 3 trepte de declanşare, descrise anterior, DIPA100 mai dispunde

de încă 2 trepte de declanşare, amândouă fiind legate de un poligon separat denumit poligonul de impedanţă al demarajului.

Cele două trepte suplimentare se caracterizează prin următoarele:

treapta IV: declanşare pe demaraj direcţionat;

treapta V: declanşare pe demaraj nedirecţionat;Pentru parametrizarea treptei IV trebuiesc setaţi parametrii specifici R41, R42,

X41, X42, , în cazul defectelor fără pământ. Caracteristica de măsură pentru treapta IV, defecte fără pământ este prezentată în figura 3.39.

Fig.3.39. Caracteristica de masură, treapta IV pentru defecte fără pământ

Pentru parametrizarea treptei IV trebuiesc setaţi parametrii specifici R41p, R42p, X41, X42, p, în cazul defectelor monofazate. Caracteristica de masură pentru treapta IV, defecte monofazate se prezintă în figura 3.40.

69

R

X

R 4 1R 4 1 R 4 2R 4 2

0

D irec tie fa ta

D irec tie sp a te

A

C

B

D


Fig.3.40. Caracteristica de măsură treapta IV pentru defecte monofazate

Pentru parametrizarea treptei V, se utilizează aceeaşi parametri specifici ca pentru treapta IV (R41, R42, X41, X42, ,) în cazul defectelor fără pământ. Caracteristica de măsură pentru treapta V, nedirecţionată, la defecte fără pământ, figura 3.41., se prezintă astfel:

Fig.3.41. Caracteristica de măsură pentru treapta a V-a, nedirecţionată, la defecte fără pământ

Pentru parametrizarea treptei a V-a se utilizează aceeaşi parametri specifici ca pentru treapta a IV-a (R41p, R42p, X41, X42, p,) în cazul defectelor monofazate.

Caracteristica poligonală a demarajului, treptele a IV-a şi a V-a, spre deosebire de caracteristicile celor trei trepte, se caracterizează, printr-o decupare pe direcţia axei

70

R

X

R41

p

R41

p

R42

p

R42

p 0

D irec tie fa ta

D irec tie sp a te

p

A

C

B

D


R, care evită acroşajul impedanţei de sarcină Zsarc în cazul funcţionării LEA puternic încarcată.

Ca şi treptele I, II şi III, treptele de demaraj au şi ele parametri diferiţi pentru defecte cu pământul, în scopul ţinerii cont de rezistenţa de trecere la locul de defect.

3.4.3.6. Caracteristica de măsură de demaraj

Pentru aceasta există două seturi de parametri pe axa R:

R41 si R42 pentru defecete izolate;

R41p si R42p pentru defecete cu pământul.Pentru treapta a IV-a, care produce declanşare direcţionată, mai trebuiesc specificaţi şi urmatorii parametri:

timp declanşare [ms] , [1 65000], reglabil in pasi de 1 milisec direcţie faţă , { DA , NU } direcţie spate , { DA , NU } blocaj pendulaţii. , { DA , NU }

După cum se poate vedea, treapta IV poate produce declanşarea dacă sunt indeplinite simultan urmatoarele condiţii:

timpul măsurat tMAS timp declanşare ;

ZMAS S ( Z TREAPTA_IV )

nu există condiţii de blocaj la pendulaţiiunde suprafaţa S ( Z TREAPTA_j ) este, asemănător ca la treptele I - III, dată de formula:

S ( Z TREAPTA_4 ) = Directie fata * SFATA + Directie spate * SSPATE

Pentru treapta V, care produce declanşare în treapta de demaraj nedirecţionată, se specifică, pe lângă parametrii comuni treptei IV, doar timpul de deconectare:

Timp Demaraj [ms] , [1 65000], reglabil în paşi de o milisecundă.

3.4.3.7. Blocajul la pendulaţii

Pendulaţiile de putere reprezintă un regim anormal de funcţionare a sistemului energetic caracterizat de variaţii ale circulaţiei de putere cauzate de alunecarea relativă a tensiunii generatoarelor în diferite puncte din sistem. Variaţiile circulaţiei de putere, deşi menţin sistemele de tensiuni şi curenţi simetrice, determină variaţii ale impedanţelor măsurate de protecţia de distanţă (atât ca modul cât şi ca fază ) care pot conduce la declanşarea liniei.

Ca rezultat al pendulaţiilor de putere, impedanţele măsurate de protecţia de distanţă pot trece din zona de sarcină normală în zonele de acţionare ale treptelor de impedanţă şi pot conduce la declanşare. În cazul unor pendulaţii care se amortizează (tranzitorii ) este important a se bloca acţionarea protecţiei de distanţă pe durata de manifestare a pendulaţiilor.

Criteriul de detectare a pendulaţiilor, implementat în cadrul DIPA 100 se bazează, pe existenţa, în perioada pendulaţiilor:

a sistemului simetric de curenţi ( Ih 0 ) a unei viteze de scădere a impedanţei mult mai mari, decât în cazul unui

scurtcircuit.

71


Fig.3.42. Caracteristica de măsură de demaraj

Pentru studiul blocajului la pendulaţii se utilizează schema echivalentă a unei linii cu dublă alimentare, ca în figura 3.43.

Fig.3.43. Schema echivalenta pentru studiul pendulatiilor de putere

unde: Z ZA B, - impedanţele echivalente ale surselor raportate la barele staţiei ‘A’

respectiv ‘B’; E EA B, - t.e.m a sistemului la cele două capete ale liniei; Z L - impedanţa directă a liniei; V IR , - tensiunea, respectiv curentul măsurate de protecţia de distanţă.

În baza schemei din figura 3.38 se pot scrie urmatoarele relaţii: V I Z Z ER L B B (3.103.)

V E Z IR A A (3.104.)

EE

neB

A j (3.105.)

În relatia (3.105.), s-a considerat: EA - origine de fază, în capătul A al liniei,

72


iar EE

nBA modulul tensiunea electromotoare din capatul B al liniei, iar

E EA B, . (3.106.)Impedanţa măsurată de protecţie este:

ZV

I

E IZ

I

E

IZM

R A A AA

(3.107.)

Din relaţiile (3.103.) si (3.104.) IE E

ZA B

T

(3.108.)

unde:Z Z Z ZT A L B (3.109.)

este impedanţa totală a circuitului din figura 3.38.Notand:

E EA şi E E eE

neB B

j j (3.110.)

se obtine:

Z nZ

n eZM

Tj A

(3.111.)

respectiv:

Z Z nn j

nZM T A

cos sin

cos sin

2 2 (3.112.)

În scopul prevenirii acţionării protecţiei de distanţă în situaţii în care apar pendulaţii în sistem, DIPA 100 are implementat un sistem de blocaj la pendulaţii.

3.4.3.8. Sensibilizarea protecţiei la conectarea pe defect

Exploatarea reţelelor electrice de înaltă tensiune impune în anumite condiţii ( de exemplu la încercarea liniilor după RAR nereusit) sensibilizarea protecţiei. Declanşarea în caz de defect este trifazată şi conduce la blocarea RAR.

În cadrul DIPA-100 s-a implementat un sistem de sensibilizare a protecţiei care poate fi validat sau invalidat prin parametrizare corespunzatoare.Schema logica echivalentă se prezintă în cele ce urmează şi se compune din două secţiuni distincte:

secţiunea de recunoastere a condiţiilor care impun sensibilizarea protecţiei, finalizată prin evaluarea variabilei logice SENS.ACTIVĂ;

secţiunea de sensibilizare efectivă a protecţiei, care conduce în caz de defect la declanşarea trifazată si blocarea RAR.

3.4.3.9. Blocajul la arderea siguranţelor

La implementarea blocajului protecţiei de distanţă la dispariţia tensiunii de măsură s-au considerat două scheme de principiu de alimetare cu tensiuni de masură a protecţiei .

73


a) b) Fig.3.44. Scheme de principiu de alimentare cu tensiuni de masura a protectieia) trei tensiuni de la grupul de măsură pe bară GMB şi o tensiune de la TT - linie

b) trei tensiuni de la trei TT montate pe linie TT-L şi o tensiune de la TT al barei TT-B

Secundarele înfăşurărilor de tensiune ce alimentează protecţia, figura 3.45., s-au considerat, fie protejate cu câte o siguranţă fuzibilă (a), fie protejate cu întrerupătoare automate de joasă tensiune (b).

Fig.3.45. Scheme de principiu de protectie a secundarului de tensiunea) secundar protejat cu siguranţe fuzibile b) secundar protejat cu întreruptor

automat de joasă tensiune

Schema logică echivalentă a implementării soft a condiţiilor de ardere siguranţe (lipsa tensiuni de măsură la protecţia de distanţă) se prezintă în figura 3.46.:

74


Fig. 3.46. Schema logică de principiu a blocajului la lipsa tensiunii de masură

3.4.3.10. Functia de teleprotectie

Defectele situate spre capătul opus al liniei protejate şi care nu sunt încadrate în zona treptei I-a, nu pot , de regulă, să fie eliminate rapid. Una din posibilităţile de eliminare rapidă a defectelor pe întreaga lungime a liniei, este de a utiliza funcţia de teleprotecţie.

Terminalul de protectie de linie DIPA 100 permite un transfer de informaţie cu protecţia de distanţă de la capătul opus al liniei protejate. În acest scop DIPA -100 dispune de o intrare optoizolată (“Teleprotecţie”) destinată recepţiei unui semnal sosit de la capătul opus şi respectiv dispune de o ieşire tip contact releu (“Teleprotecţie”) destinată transmiterii unui semnal spre capătul opus al liniei.

Legătura între cele două capete ale liniei poate fi realizată prin cablu fir pilot sau canal de înaltă frecvenţâ, esenţial fiind punerea la dispoziţie spre DIPA a unui contact liber de potenţial având funcţia logică de recepţie, respectiv de a permite protecţiei DIPA 100 să acţioneze printr-un contact de releu liber de potential.

Pentru funcţia de teleprotecţie DIPA 100 implementează două tipuri de scheme si anume:

sensibilizarea protecţiei utilizând zona treptei I-a B;

comparativa directională.Logica schemelor permite declanşarea rapidă a defectelor pe întreaga lungime a

liniei, chiar dacă linia este sub tensiune numai dintr-un capăt sau în cazul existenţei la capătul opus al unei surse având putere de scurtcircuit redusă. Schema logică de principiu se prezintă în fig. 3.47..

La recepţia unui impuls din capătul opus având semnificaţia de demaraj direcţionat (spre linie), DIPA-100 verifică existenţa propriului demaraj direcţionat (spre linie) şi emite impuls de declanşare (dacă opţiunea este validată în cadrul meniului de parametrizare) sau transferă decizia spre zona treptei prelungite 1B (dacă s-a validat prin meniu această opţiune).

75


Pentru opţiunea de declanşare, impulsul se trece prin logica internă de RAR astfel încât declanşarea poate fi monofazată sau trifazată funcţie de regimul RAR ales.În cazul opţiunii de prelungire e treptei, decizia de declanşare şi modul de interacţiune cu RAR-ul intern este determinată de încadrarea defectului în zona treptei 1B.Schema prevede posibilitatea prelungirii impulsului recepţionat cu un interval de timp setat în cadrul meniului de parametrizare, astfel încât să se poată asigura şi funcţionarea instalaţiei DRRI din staţie, în caz de refuz de declanşare al întreruptorului.

Fig.3.47. Principiul de funcţionare funcţiei de teleprotecţie

Logica de emisie prevede trei posibilităţi, opţiunile fiind parametrizabile prin meniu, şi anume:

detectare defect (zona treptei de demaraj) condiţionat de existenţa defectului în direcţie faţă;

transmiterea în ecou a impulsului recepţionat la indeplinirea condiţiei de întreruptor deschis. În acest fel se asigură declanşarea rapidă a întreruptorului din capătul opus. Acesta facilitate poate fi blocată dacă se parametrizează corespunzător opţiunea în cadrul meniului;

transmiterea în ecou a impulsului recepţionat în cazul în care tensiunea scade sub un anumit prag, parametrizabil prin meniu. Aceasta facilitate

76


permite menţinerea funcţiei de teleprotecţie şi în cazul unei scheme primare de alimentare radială a staţiei B din staţia A. La recepţia impulsului din staţia A şi îndeplinirea condiţiei de tensiune, în staţia B, DIPA - 100 retransmite impulsul spre staţia A permiţând declanşarea rapidă în staţia A, chiar la un defect apropiat de staţia B. Această caracteristică se poate valida sau bloca prin parametrizarea corespunzatoare a opţiunii în cadrul meniului.

Impulsul de emisie poate fi prelungit cu un interval de timp setabil prin meniu.

3.5. Protecţia completă a unei linii de înaltă tensiune

Conform prescripţiilor în vigoare, pe liniile de înaltă tensiune se poate asigura protecţia completă utilizând:

protecţie de distanţă, drept protecţie de bază; protecţie homopolară în două trepte, drept protecţie de rezervă.

Aceste funcţii pot fi asigurate : cu relee electromecanice cu contacte; cu relee electronice realizate cu relee realizate cu tranzistoare sau cu relee

realizate cu circuite integrate; cu microcalculator.

77


4. STAND EXPERIMENTAL

Standul experimental al protecţiei de distanţă este realizat în scop dedactic.La realizarea practică s-a încercat să simulăm evenimente care se întâlnesc pe

o linie de înaltă tensiune, cu neutrul legat la pământ, la apariţia unui scurtcircuit monofazat R-O, atât pe o linie alimemtată de pe barele unei staţii, defect direcţionat în faţă, cât şi pe o altă linie alimentată de pe aceleaşi bare ale staţiei, sau chiar pe barele staţei, defect direcţionat în spate. Un defect apărut în spatele protecţiei, pe o linie alăturată sau chiar pe barele staţiei, care nu a fost eliminat de propria protecţie, trebuie să fie eliminat de protecţia care alimentează defectul, cu ajutorul caracteristicii, direcţionat în spate sau nedirecţionat, pentru ca defectul să nu se extindă.

S-a folosit pentru realizarea practică, releul de distanţă PD 3/2 , fabricat de ICEMENERG Bucureşti.

Pentru realizarea montajului s-au folosit următoarele componente: protecţia de distanţă PD 3/2 cu următoarele caracteristici principale:

mărimi nominaleo tensiunea în circuitul operativ 220 Vcc;o tensiunea nominală curent alternativ 100 V – 50 Hz;o curentul nominal 5 A;

variaţii admisibile ale mărimilor nominaleo variaţii ale tensiunii operative +20%........-25%;o tensiune de durată 1,2 UN ;o curent de durată 2* In;o şoc de curent 50*In timp de 1 s.

divizor rezistiv 220/24 Vcc; releu de blocaj la dispariţia tensiunii RBDT;

s-au flosit la realizarea standului experimental şi următoarele componente releul de timp RT; releul intermediar RI 13 R1; transformator trifazat de tensiune TT; transformatoare de curent TC; contactorul C1; contactorul C2; punte redresoare 35 PM 10; comutatorul K1; comutatorul K2.

4.1. Protecţia de distanţă PD 3/2

4.1.1. Destinaţie

Protecţia de distanţă PD 3/2,cu funcţionare bidirecţională, este destinată protecţiei liniilor electrice şi a autotransformatoarelor de înaltă tensiune din reţele care funcţionează cu neutrul legat la pământ, asigurând protecţia la scurtcircuite între faze cât şi între faze şi pământ. Protecţia dispune de două caracteristici în trepte ˝ distanţă-

78


timp ˝, câte una pentru fiecare sens de circulaţie a curentului de scurtcircuit în raport cu tensiunea de pe barele staţiei unde este montată.

Deoarece protecţia este polarizată, caracteristica distanţă – timp ˝ în fată ˝, este obligatorie succesiunea directă a fazelor atât în circuitele de curent, cât şi în cele de tensiune.

4.1.2. Modul de funcţionare al protecţiei

Protecţia de distanţă PD 3/2 are trei relee de pornire de impedanţă minimă, structura fiind monosistem, cu un singur releu de impedanţă minimă pentru măsurarea distanţei şi un singur releu direcţional.

Caracteristica ˝ distanţă – timp ˝ este constituită din trei trepte direcţionate ˝ în faţă ˝, două trepte direcţionate ˝ în spate ˝ şi o treaptă nedirecţionată.

Releele de pernire şi , sunt relee de impedanţă minimă, având caracteristică circulară în planul impedanţelor, centrul caracteristicii se găseşte fie în centrul axelor de coordonate, caracteristică necompondată, fie deplasat de-a lungul unei axe înclinate faţă de semiaxa mărimilor reale R, caracteristică compondată, ca în figura 4.1..

Deplasarea centrului cercului este fixată în sensul ˝ în faţă ˝, indiferent de sensul de circulaţie a curentului de scurtcircuit.

Pentru realizarea deplasării cntrului cercului, următorii parametrii sunt reglabili: , reglaj continuu

0; 0,5; 0,7, reglaj în trepte

poz. = 1 2 3 reglaj în trepte

Fig.4.1. Caracteristica de pornire a releelor de impedanţă

Releele de pornire se alimentează cu curentul de fază şi cu tensiunea de linie , defazată în urma curentului cu , astfel: ; ; .

La scurtcircuite monofazate, alimentare cu tensiune a releului se comută la tensiunea de fază , fără ca aceasta să se modifice.

79


Releul de curent homopolar este alimentat cu curent din steaua înfăşurării secundare a transformatoarelor de curent şi are valoarea de acţionare reglabilă, curentul homopolar se reglează în domeniul: , reglaj continuu.

Releul de măsură a distanţei Z, este un releu de impedanţă minimăcu caracteristică circulară în planul impedanţelor. Centrul caracteristicii se găseşte fie în centrul axelor de coordonate, caracteristica necompondată, fie deplasat pe axa R , caracteristica compondată. În realitate centrul caracteristicii este deplasat pe o axă înclinată faţă de axa R cu un unghi de , figura 4.2., pentru a se evita eroarea de măsură datorată arcului electric de la locul de defect. Centru cercului caracteristic este normal deplasat pe semiaxa +R şi se comută automat pe semiaxa –R în cazul defectelor ˝ în spate ˝.

Următorii parametrii sunt reglabili: raza cercului, reglaj discontinuu – se reglează independent fiecare treaptă de

impedanţă astfel:

, pentru treapta I-a faţă; (4.1.)

, pentru treapta a II-a faţă; (4.2.)

, pentru treapta a III-a faţă. (4.3.)

, pentru treapta a spate; (4.4.)

, pentru treapta a spate. (4.5.)

deplasarea centrului cercului este reglabilă în patru trepte, una pentru caracteristica neconpondată, 00, şi trei pentru compensarea rezistenţei arcului electric, avănd maxim 60% din valoarea impedanţei reglate la linii a căror impedanţe au argumentul 700, 750, 800.

Coeficientul de pământ (4.6.)

pentru echivalarea impedanţei buclei ˝ fază-pământ ˝ cu bucla ˝ fază- fază ˝ reglabil în trepte, având valori cuprinse între 0,5……..1 sau 1……..2., releul se alimentează cu curenţii şi tensiunile fazelor defecte, selectate de releele de pornire şi aplicate releului de impedanţă Z prin intermediul releelor intermediare de comutaţie.

80


Fig.4.2. Releul de impedanţă minimă Z pentru măsurarea distanţei şi treptelor de timp

Releele direcţionale DF - DS, figura 4.3., se conectează după aşa numita schemă de 900, adică între curentul fazei avariate şi tensiunea dintre faze, defazată faţă de curent cu 900, adică ; ; , în felul acesta, cu excepţia scurtcircuitelor trifazate foarte apropiate, se exclude zona moartă.

Releul DF acţionează la circulaţia curentului dinspre bare spre linie, iar releul DS

acţionează la circulaţia curentului dinspre linie spre bare.În cazul în care la un scurtcircuit nu acţionează nici DF şi nici DS, dar acţionează

releul de măsură a distanţei Z, ceea ce se poate întâmpla numai la scurtcircuite în zona moartă, 0,25…….0,45m, se provoacă arbitrar acţiunea releului DF în scopu declanşării liniei.

Fig.4.3. reglajul releului direcţional DF-DS

81


Releele de impedanţă minimă PR, PS, PT, Z, releele direcţionale DF, DS

funcţionează după principiul comparării valorilor absolute ale unor funcţii liniare (curent şi tensiune), iar releul de curent homopolar P0, după principiul maximal.

Pentru ca aceste relee să poată lucra, este necesar un ˝ amplificator basculant tranzistorizat ˝, figura 4.4., care serveşte drept organ de nul în schemele de comparare la releele PR, PS, PT, Z, DF, DS şi ca detector de nivel la releul P0. amplificatorul are la ieşire un releu cu contacte în gaz (reed) şi este construit să funcţioneze la tensiunea de 24 Vcc, alimentarea amplificatoarelor se realizează cu ajutorul divizoarelor de tensiune rezistive.

Fig.4.4. Amplificatorul basculant tranzistorizat.

Protecţia fiind executată cu un singur releu de minimă impedanţă Z şi cu un singur releu DF - DS, acestea trebuiesc conectate ca în figura 4.5. din anexe, în fiecare caz de scurtcircuit, la tensiunile şi curenţii specifici scurtcircuitului dat. aceste comutări se realizează prin intermediul contactelor releelor de comutaţie R´, S´, T´, O´, acţionate de releele de pornire P. Alimentarea releului de impedanţă minimă Z şi a releului direcţional D se realizează ca în tabelul 4.1. cu ajutorul schemei de comutaţie.

Natura defectului şi fazele afectate

Releul Z Releul DCurenţi Tensiuni Curenţi Tensiuni

Scurtcircuit trifazat RST IR – IT URT IR UST

Scurtcircuit trifazat cu pământ RST0 IR – K03I0 UR0

IR

UST

Scurtcircuit bifazat RS IS – IR USR IS UTR

Scurtcircuit bifazat ST IT – IS UTS IT URS

Scurtcircuit bifazat TR IR – IT URT IR UST

Scurtcircuit bifazat cu pământ RS0 IS – K03I0 US0

IS

UTR

Scurtcircuit bifazat cu pământ ST0 IT – K03I0 UT0

IT

URS

82


Scurtcircuit bifazat cu pământ TR0 IR – K03I0 UR0

IR

UST

Scurtcircuit bifazat R0 IR – K03I0 UR0 IR UST

Scurtcircuit bifazat S0 IS – K03I0 US0 IS UTR

Scurtcircuit bifazat T0 IT – K03I0 UT0 IT URS

Releele de pornire PR, PS, PT şi releul de curent homopolar P0 pun sub tensiunereleele intermediare: R, RI, S, SI, T, TTI, 0, 0I.

Releele A şi AI sunt puse sub tensiune în momentul acţionării releelor de pornire orin intermediul contactelor releelor RI, SI, TI. Prin contactul sestabileşte circuitul de alimentare cu curent a releului de impedanţă minimă Z, astfel se întârzie puţin alimentarea releului Z cu curent şi se evită o eventuală declanşare intempestivă. Releul A este un releu intermediar de tip RI-10, care pentru a acţiona într-un timp cât mai mic este supratensionat. Prin contactele acestui releu sunt alimentate cu curent continuu operativ releele de timp şi de declanşare şi sunt deşuntate intrările în amplificatoarele Z, D în vederea obţinerii unei siguranţe mai mari în acţionare.

La apariţia unui scurtcircuit ˝ în faţă ˝ , şi în porţiunea de 80% din lungimea liniei protejate, acţionează releul DF în treapta I de distanţă şi este alimentat releul E, care comandă declanşarea întreruptorului C1 din figura 4.5. şi prin intermediul contactului E1

întrerupe alimentarea releelor de timp. În caz contrar, releele de timp RT1, RT2, RT3 îşi continuă cursa, iar la închiderea contactului RT1f, temporizarea treptei a II-a, alimentează releele B şi BI care alimentează cu tensiune releul Z, iar protecţia comandă declanşarea întreruptorului în treapta a II-a. Pentru treapta a III-a se produce totul similar, doar că de această dată temporizarea este asigurată de releul RT2f care alimentează releele C şi CI care comută releul de măsură a distanţei pe impedanţa treptei a III-a.

La apariţia unui scurtcircuit ˝ în spate ˝, acţionează releul DS şi sunt alimentate releele Q şi QI , care dacă funcţionăm pe caracteristică bidirecţională, adică cu o caracteristică distanţă – timp direcţionată în faţă şi cu o alta direcţionată în spate releul îndeplineşte următoarele funcţii:

comută alimentarea cu tensiune a releului Z la polaritatea şi valoarea treptei III în spate;

întrerupe alimentarea releelor B, BI, C, CI şi pregăteşte alimentarea releelor M, N şi NI.

După timpul reglat pe releele de timp, dacă defectul se află în zona a II I-a, RT2p alimentează cu tensiune releul M, care prin contactul M4 alimentează releul E care comandă declanşarea în treapta a III-a. În caz contrar continuă temporizarea lui RT3p şi se produce declanşarea în treapta a IIII-a, iar dacă nu se produce declanşarea în treapta a IIII-a, la închiderea contactului RT3f se excită releul D care comandă declanşarea în treapta a IV-a.

Protecţia PD 3/2 are posibilitatea de prelungire a treptei rapide, cu ajutorul releelor W şi B, prin care releul E se comută fără temporizare în treapta a II I-a, prin alimentarea cu ( - ) pe borna (49) a releului. Această prelungire a treptei rapide poate fi comandată de dispozitivul RAR. De asemenea protecţia PD 3/2 conţine un dispozitiv propriu de blocaj la pendulaţii, care intră în funcţiune la scurtcircuite trifazate fără punere la pământ.

83


4.1.3. Exemplu de stabilire a reglajelor pentru protecţia PD 3/2

A. Valori prescrise pentru releul PD 3/2 cu curentul nominal 5A Impedanţa de pornire;

impedanţa de lucru în direcţia liniei protejate: - 8,25 ohmi/fază; impedanţa de lucru în direcţia barelor

colectoare: - 2,75 ohmi/fază; panta diametrului care trece prin originea axelor R, X: - 900; releul de curent homopolar: - 3A/secundar.

Treptele ˝ distanţă – timp ˝

o în direcţia liniei, ˝ în faţă ˝ treapta I ohmi/fază secundar ; treapta II ohmi/fază secundar treapta III ohmi/fază secundar treapta IV treaptă nedirecţionată

o în direcţia barelor colectoare

treapta III ohmi/fază secundar

treapta IIII ohmi/fază secundar

Se utilizează compensarea erorii provocate de rezistenţa arcului electric, deci argumentul impedanţei liniei este 800, iar raportuldintre impedanţa homopolară (0) şi impedanţa directă (1) este :

(4.7.)

Înainte de funcţionarea RAR-ului, la scurtcircuite pe linie, ˝ în faţă ˝ ,protecţia va acţiona în treapta a II-a de impedanţă fără temporizare, iar în cazul unui scurtcircuit trifazat foarte apropiat, în zona moartă a releelor direcţionale, protecţia alege cu prioritate declanşarea corespunzătoare caracteristicii ˝ în faţă ˝.

Temporizarea blocajului la pendulaţii = 0,3 s.

B. Reglaje stabilite: Relee de pornire

raza cercului caracteristic Ω/f

excentricitatea

butoanele eclisele se pun pe poziţia 2 0,5 eclisele se pun pe poziţia III butonul P0 3 A

releul de măsură a impedanţei:

84


(4.8.)

(4.9.)

(4.10.)

(4.11.)

(4.12.)

deci, se vor fixa următoarele: eclisa stânga

eclisa dreapta

coeficient de compondare

eclisa y bi (bidirecţional)

4.1.4. Caracteristici tehnice principale ale protecţiei PD 3/2

A. Mărimi nominale curentul nominal: 5 A; tensiunea nominală: 100 V; tensiune de alimentare operativă: 220 Vcc.

B. Variaţii admisibile curentul de durată 2 In; şoc de curent 50 In timp de 1s; tensiunea de durată 1,2 UN; variaţii ale tensiunii operative +20%.....-25%;

C. Demarajul protecţiei, relee de minimă impedanţă: forma caracteristicii în planul impedanţelor cerc; domeniul de reglaj al razei: r= 3……8 ; coeficient de revenire: 0,94; panta diametrului, reglabilă pentru 3 valori: ; raportul rază/excentricitate reglabil :

; precizia măsurarii: la In; curentul minim de acţionare la U=0V I = 0,5 In; releul de curent homopolar: 2,5…..6A.

D. Măsura impedanţei de defect, releul Z: forma caracteristicii în planul impedanţelor cerc; domeniul de reglaj: ; excentricitatea reglajului pentru a asiguracompensarea rezistenţei arcului electric de60% din impedanţa reglată la linii cu argumentul ; factorul de pământ:

85


precizia măsurii la 2 In; curentul minim de acţionare 0,7 In;

E. Măsura direcţiei, releele DF şi DS: este efectuată de două relee direcţionale, care acţionează la sensuri

opuse ale circulaţiei de putere la defect; unghiul maxim de sensibilitate:

sensibilitate: 0,15 V la 1,5 In şi unghi maxim de sensibilitate;

la scurtcircuit trifazat în zona moartă: 0,25….0,45s acţionează DF

F. Temporizări : tempirizarea treptei I, la U=0V şi I=4 In: ; tempirizarea treptei I, la I=4 In şi 0,9Z : 80……110 ms; tempirizarea treptei a II-a: maxim 1,3 s, reglabil; tempirizarea treptei a III-a şi III: maxim 3,5 s, reglabil; tempirizarea treptei a IV-a şi IIII: maxim 9 s, reglabil; tempirizarea blocajului la pendulaţii: maxim 0,5 s;

Protecţia semnalizează fazele pe care s-a produs demarajul, treptele detemporizare parcurse, declanşarea la defect ˝ în faţă ˝, direcţia ˝ în spate ˝, iar în cazul caracteristicii bidirecţionale, declanşarea la defect ˝ în spate ˝.

4.2. Descrierea standului experimental

Standul experimental este realizat practic în scop didactic, pentru utilizarea lui în timpul laboratoarelor, astfel fiind mai uşor de explicat cursanţilor ceea ce se întâmplă în realitate, la apariţia unui defect pe o linie electrică de înaltă tensiune cu neutrul legat la pământ.

Schema electrică a standului experimental este prezentată în figura 4.5., iar la realizarea ei s-au folosit următoarele componente:

releu de distanţă PD 3/2; divizor rezistiv 220/24 Vcc; releu de blocaj la dispariţia tensiunii RBDT; releu de timp RT; relee intermadiare RI-13; transformator trifazat de tensiune TT; transformatoare de curent; contactorul C1, MOLLER (întreruptor); contactorul C2, TELEMECANIQE; punte redresoare 35 PM 10; comutatoarele K1 şi K2; autotransformatorul AT; butoane: NÎ pentru oprire; ND pentru pornire; întrerupătoare electromagnetice (siguranţe fuzibile).

Releul de distanţă PD 3/2, fabricat de ICEMENERG Bucureşti, prezentat anterior este un releu clasic care mai deserveşte încă echipamente aflate în exploatare în

86


sistemul energetic naţional SEN, dar acest tip de releu se înlocuieşte cu relee digitale complexe.

Deoarece standul experimental este de uz didactic s-a folosit acest tip de releu deşi instalaţiile noi nu se mai echipează cu astfel de relee.

Conectarea protecţiei la transformatoarele de curent şi tensiune s-a efectuat ca în figura 4.5..

Este obligatoriu ca la alimentarea standului experimental să se ţină cont de succesiunea directă a fazelor, atât în circuitele de curent, cât şi în cele de tensiune.

Este obligatoriu respectarea polarităţii la alimentarea cu tensiunea operativă continuă de 220 Vcc şi de 24 Vcc.

87


Fig.4.5. Schema electrică a standului experimental

88


Pentru asigurarea alimentării standului cu tensiunile şi curenţii necesari funcţionării s-au folosit următoarele componente:

pentru tensiunea alternativă de măsură de V – 50 Hz, transformator trifazat de tensiune TT;

S-a folosit drept transformatoare de tensiune, un transformator trifazat cu trei coloane alimentat la tensiunea trifazată de 0,4 kV care furnizează în circuitul secundar tensiunea de V – 50 Hz. În circuitele secundare ale transformatorului de tensiune, s-au folosit pentru protecţie la scurtcircuit, trei întreruptoare electromagnetice, câte unul pe fiecare fază. Acest transformator asigură alimentarea cu tensiune alternativă a releelor de pornire, care sunt relee de impedanţă minimă

pentru curentul de măsură, transformatoare de curent;S-au folosit transformatoare de curent de joasă tensiune de tipul CITI-0, având

raportul de transformare , deci constanta TC este . Pentru alimentarea cu tensiune continuă a circuitelor operative, punte

redresoare 35 PM 10; Pentru alimentarea releului de distanţă cu tensiunea operativă, 220 Vcc şi

24 Vcc, s-a folosit divizorul rezistiv 220/24 Vcc, fabricat ICEMENERG Bucureşti.Divizorul rezistiv 220/24 Vcc este format dintr-un grup de rezistoare de putere,

destinat, după cum îi spune şi numele pentru divizarea tensiunii operative de alimentare de 220 Vcc. Se foloseşte principiul căderii de tensiune pe rezistoare şi se culege la ieşire tensiunea de 24 Vcc pentru a fi utilizată la alimentare amplificatorul organ de nul şi blocul releelor REED.

La bornele 1, 2, 3 şi 4, releul de distanţă primeşte informaţia care trebuie prelucrată de releele de minimă impedanţă (de pornire) din circuitul secundar al transformatoarelor de curent TC, iar la bornele 10, 11, 12 şi 13, ale releului de distanţă, sunt aduse tensiunile din circuitul secundar al transformatoarelor de tensiune TT.

Curentul necesar pentru a simula defectul este injectat în circuitul secundar al transformatorului de curent, montat pe faza R, cu ajutorul unei înfăşurări suplimentare, bobinate pe coloana fazei R a transformatorului de tensiune TT, deoarece este necesar ca tensiunea şi curentul de pe aceeaşi fază a reţelei să fie în fază.

Pentru evitarea declanşărilor eronate, datorate arderii uneia sau mai multor siguranţe (declanşării unui sau mai multor întreruptoare electromagnetice) montate în secundarul transformatoarelor de tensiune, în circuitul de alimentare cu tensiune a circuitelor operative de 220 Vcc, s-a interpus un releu de blocaj la dispariţia tensiunii RBDT, fabricat ICEMENERG. Acest releu blochează protecţia de distanţă la întreruperea mono, bi sau trifazată a buclei de măsură a tensiunii datorată arderii siguranţelor, defecţiunilor în circuitele de multiplicare a poziţiilor separatoarelor de bare etc. releul de blocaj la dispariţia tensiunii, dispune de un contact normal închis, care la depistarea unei anomalii în circuitul de măsură al tensiunii, este acţionat şi astfel se întrerupe alimentarea cu tensiune a elementelor operative ale releului de distanţă PD 3/2, deci protecţia nu va acţiona. Pentru a putea alimenta releul de distanţă de la o singură sursă de tensiune operativă, s-a folosit un divizor rezistiv 220/24 Vcc. Acest divizor rezistiv a fost necesar deoarece releul de distanţă are nevoie la alimentare a elementelor operative atât de tensiunea de 220 Vcc, cât şi de tensiunea de 24 Vcc.

Releul de blocaj la dispariţia tensiunii RBDT, figura 4.6., conţine : transformator de supraveghere a tensiunii pe bare; filtru de tensiune homopolară; transformator de supraveghere a tensiunii pe linie; transformator de curent homopolar.

89


Fig.4.6. Schema electrică de principiu a RBDT

La executarea standului experimental s-au folosit doar filtru de tensiune homopolară şi transformatorul de curent homopolar, deoarece s-a folosit grup de măsură doar pe bare şi nu s-a folosit transformator de prezenţă tensiune pe linie, iar

90


transformatorul de curent homopilar este alimentat din circuitul secundar al transformatoarelor de curent.

În cazul întreruperii, mono sau bifazată a buclei de măsură a tensiunii pe bare, arderea a una sau două siguranţe la transformatoarele de tensiune, la filtru de tensiune homopolară TTo apare tensiune de acţionare a releului RTo. Ca urmare, se excită releul RTo, îşi închide contactul normal deschis RTo, iar prin intermediul contactelor normal închise ale releelor RIo şi RI-1 este alimentată cu tensiune bobina releului intermediar RI, care prin intermediul contactului RI-2 întrerupe alimentarea cu tensiune a elementelor operative ale protecţiei de distanţă. Pentru a se obţine o viteză mare de acţionare a releului intermediar, acesta este supratensionat, după acţionarea sa se introduce în circuit rezistenţa R3 care asigură stabilitatea termică de durată a bobinei releului intermediar RI.

În cazul unui scurtcircuit monofazat sau bifazat, cu pământ, la filtru de tensiune homopolară apare o tensiune, care dacă este mai mare de 30% din tensiunea nominală pe fază produce acţionarea releului RTo, în acelaşi timp curentul homopolar introdus în transformatorul TIo provoacă acţionarea releului RIo. Releul RIo este astfel alimentat încât acţionează mai rapid decât releul RTo şi astfel blochează funcţionarea releului intermediar RI, astfel protecţia de distanţă este lăsată să lucreze.

Releul de timp a fost introdus în schemă pentru a simula, după un timp prestabilit, un defect prin scurtcircuit monofazat cu pământ pe faza R.

Fiind o protecţie de uz didactic s-au introdus în circuitul de tensiune de lucru contactele releului intermediar R1, considerând căci nu este necesar ca bobinele de tensiune să fie alimentate permanent, ci doar atât timp cât este linia cu tensiune.

S-a folosit un contactor, C1, care simulează funcţionarea unui întreruptor de înaltă tensiune prin care este alimentată linia electrică protejată cu prin intermediul protecţiei de distanţă PD 3/2.

Pentru a se putea arăta cursanţilor, funcţionarea protecţiei în toate treptele de distanţă şi de temporizare, s-a introdus în circuitul de tensiune al fazei R (Radu) un autotransformator AT, autotransformator care are scoase patru mediane, patru valori ale tensiunii de măsură de pe faza R, la bornele comutatorului K2, comutator cu ajutorul căruia se injectează pe bornele bobinei de tensiune a fazei R, la releul de măsură de minimă impedanţă, diferite valori ale tensiunii necesare în circuitul de măsură.

Deoarece valoarea intensităţii curentului care străbate bobina de curent a releului de minimă impedanţă este practic constantă şi reglată la 10 A şi tensiunea aplicată la bornele bobinei de tensiune ale releului de minimă impedanţă este variabilă, releul calculează distanţa la care se presupune că s-a produs defectul şi stabileşte timpul după care defectul este eliminat, stabilind astfel zona de distanţă şi treapta de timp la care releul de distanţă comandă declanşarea întreruptorului (C1).

Deoarece protecţia de distanţă PD 3/2 are structura, monosistem, având un singur releu de impedanţă minimă pentru măsurarea distanţei şi un singur releu direcţional, caracteristica ˝ distanţă – timp ˝, este constituită din trei trepte direcţionate ˝ în faţă ˝ , două trepte direcţionate ˝ în spate˝ şi o treaptă ˝ nedirecţionată ˝.

Releele de pornire, sunt relee de impedanţă minimă, având caracteristică circulară în planul Z, centrul caracteristicii este fie în centrul axelor (caracteristica necompondată), fie deplasat de-a lungul unei axe înclinate faţă de semiaxa pozitivă R (caracteristica compondată) ca în figura 4.1., descrisă anterior.

Deplasarea centrului cercului caracteristic este fixată în sensul liniei electrice (în faţă), indiferent de sensul de circulaţie a curentului de scurtcircuit. Centrul cercului caracteristic este normal deplasat pe semiaxa +R(chiar şi la defecte ˝ în faţă ˝) şi se comută automat pe semiaxa –R la defecte ˝ în spate ˝.

91


Releul direcţional figura 4.3. acţionează pe caracteristica DF la circulaţia curentului de la bare spre linie, iar pe caracteristica DS la circulaţia curentului de la linie spre bare.

În cazul în care scurtcircuitul se produce la o distanţă mai mică de 0,45 m faţă de locul de amplasare a protecţiei, tensiunea la bornele releului de măsură de minimă impedanţă, pe faza defectă, este practic ˝ zero ˝,nu acţionează nici releul direcţional ˝în faţă ˝ DF, nici ˝ în spate ˝ DS, acţionează releul de măsură a distanţei Z, iar declanşarea se produce arbitrar prin acţionarea releului direcţional ˝ în faţă ˝ DF.

Reglaje efectuate la releul care echipează standul experimental

NTT = 110000 /100; NTC = 300 /5; Kz =9,2

Demaraj la minimă impedanţă. U = 35,00 V la Iv =5,0 A, In =5A, Un=100V

1. Reglaje releu de minimă impedanţă:

r ( PR,PS,PT) Eclisa δ/r Eclisa ψ I0 ( PO)3,5 Ω/f poziţia 2 poziţia I 0,5* In

2. Elementul de masură a impedanţei „ Z ”

I II III IV Eclisa φ 750 ( stânga)700÷800 (dreapta)

Zp [Ωp/f] 3,10 7,00 9,00

3,5

C 0,8 Zs [Ωp/f] 0,34 0,76 0,98 Tpd 0,4 s

t [s] 0,0 0,5 1,0 Eclisa Y „ mo ”n ( dreapta) 0 3 0 Eclisa l ORIZONTALn (stânga) 30 10 10 Dir. T4 DIRECŢIONATĂ

3. Defect monofazat, la curent de defect constant: Idefect =10,0 A

Treapta I II III IVU verificat U1 = 6,09 V U2 = 13,75 V U3 = 17,67 V

U limită 5,78 6,39 13,06 14,43 16,79 18,56T reglat 0,0 s 0,5 s 1,0 s 3,5 s

4.3. Descrierea funcţionării standului experimental

Standul experimental se alimentează cu tensiune trifazată 3 x 400 V – 50 Hz.

92


Pentru alimentarea liniei electrice, care trebuie supravegheată de protecţia de distanţă, trebuie să avem alimentate cu tensiune operativă de 220 Vcc, releul de distanţă, releul de blocaj la dispariţia tensiunii cât şi divizorul rezistiv.

Întreruptorul liniei este înlocuit de contactorul C1, cu ajutorul căruia se alimentează linia electrică. Pentru conectarea contactorului C1, s-a folosit circuitul de comandă format din:

întrerupătorul electromagnetic e1, pentru protecţia la scurtcircuit; contactul releului intermediar RI-13, normal închis RI; butonul de oprire cu revenire Bo; butonul de pornire cu revenire Bp; contactul auxiliar, 5 – 7, al contactorului C1.

La acţionarea butonului de pornire Bp, bobina contactorului C1 este alimentată cu tensiune, se excită şi atrage armătura mobilă, închizând contactele principale. Pentru ca după ce a primit impulsul de conectare, contactorul să rămână conectat, s-a realizat automenţinerea cu ajutorul contactului auxiliar 5 – 7 al contactorului C1. Contactul releului intermediar RI-13, normal închis RI a fost necesar deoarece tensiunea operativă de alimentare pentru releul de distanţă PD 3/2 este 220 Vcc, iar bobina contactorului C1 lucrează în curent alternativ.

Cu ajutorul releului de timp RT s-a realizat o temporizare, reglabilă în domeniul 1 s….1h (3600s) pentru asigurarea conectării contactorului C2, contactor prin contactele căruia este injectat la bornele de curent de măsură ale releului de minimă impedanţă curentul de defect Idefect . Bobina contactorului C2 este alimentată prin intermediul contactului normal deschis, 9 – 11, al contactorului C1 şi prin contactul 15 – 18 al releului de timp RT La sesizarea de către releul de minimă impedanţă a curentului de defect, acesta fiind alimentat şi cu tensiunea de măsură, calculează distanţa la care sa produs defectul şi respectând caracteristica ˝ distanţă – timp ˝, reglată în prealabil, trimite impulsul de declanşare releului intermediar RI, releu care-şi deschide contactul NÎ şi întrerupe circuitul de alimentare al bobinei contactorului C1.

Astfel defectul este eliminat într-un timp scurt şi nu este afectat sistemul electroenergetic. În acelaşi timp cu trimiterea impulsului de declanşare contactorului C1, releul de distanţă, trimite impuls de pornire:

sistemului de Reanclanşare Automată Rapidă, RAR ; dispozitivului de Declanşare de Rezervă la Refuz de Întreruptor, DRRI.

Atât RAR-ul, cât şi DRRI-ul fac tema de discuţie ale altor standuri experimentale.Cu ajutorul comutatorului K1, este inversat sensul de circulaţie al curentului de

defect prin bobina de curent de măsură a releului de minimă impedanţă, astfel releul calculează într-un sens (direct) defectul ˝ în faţă ˝ (pe linie), îar în celălalt sens (invers), defect ˝ în spate ˝ (pe o altă linie alimentată de pe barele de unde este alimentată linia protejată, sau chiar defect pe barele staţiei).

Prin intermediul comutatorului K2, se injectează pe bornele de tensiune de măsură ale releului de minimă impedanţă, tensiune de diferite amplitudini pentru a simula defecte la distanţe diferite faţă de locul unde este amplasat releul de protecţie, astfel sunt calculate şi stabilite declanşări în diferite zone de distanţă şi trepte de timp.

Pentru controlul prezenţei tensiunii pe linie s-a folosit un voltmetru de curent alternativ, având constanta 110/0,1 kV.

4.4. Propunere de lucru a lucrării de laborator.

93


Standul experimental, Prodecţia de Distanţă, poate fi utilizat în laboratorul Universităţii pentru prezentare independentă a unui defect pe o linie electrică de înaltă tensiune cu neutrul legat la pământ, atunci când se urmăreşte prezentarea doar a protecţiei, dar poate fi utilizat şi interconectat cu alte tipuri de protecţii, deoarece releul de distanţă PD 3/2 permite utilizarea de demaraje exterioare transmise de protecţiile de rezervă ale liniei, cum este în cazul de faţă Protecţia Homopolară direcţionată.

De asemenea standul permite interconectarea cu sistemul de automatizare RAR şi cu dispozitivul de declanşare de rezervă la refuz de întreruptor DRRI.

Pentru a se putea realiza în laborator un stand complex de protecţie şi automatizare a unei linii electrice de înaltă tensiune cu neutrul legat la pământ, propun realizarea practică a următoarelor standuri experimentale:

protecţia homopolară direcţionată; dispozitiv RAR cu unul sau două cicluri; dispozitiv DRRI.

5. BIBLIOGRAFIE

94


1. Asandei Dumitru: Releu de impedanţă cu caracteristică tip patrulater. Lucrările Conferinţei Naţionale de Energetică, Bucureşti - noiembrie 1983

2. Asandei Dumitru: Protecţia Sistemelor Electrice, Editura Matrix – Rom Bucureşti -1999

3. Badea I., Broşteanu Gh.ş.a. Protecţia prin Relee şi Automatizarea Sistemelor Electrice, Editura Tehnică, Bucureşti -1973

4. Călin S., Marcu S. Protecţia prin relee a sistemelor electriceEditura Tehnică, Bucureşti -1975

5. Gal S. Scheme de relee complexe în energeticăEditura Tehnică, Bucureşti - 1984

6. Ivaşcu Cornelia - Elena: Automatizarea şi Protecţia Sistemelor Electroenergetice, vol. I.Editura Orizonturi Universitare, Timişoara - 1999

7. Ivaşcu Cornelia - Elena: Automatizarea şi Protecţia Sistemelor Electroenergetice, vol. II.Editura Orizonturi Universitare, Timişoara - 1999

8. Ivaşcu Cornelia - Elena: Protecţii complexe de distanţă. Îndreptar. Institutul Politehnic ˝Traian Vuia ˝, Timişoara -1981

9. Pal C., ş.a. Protecţia sistemelor electroenergeticeEditura ˝C. Gândul˝, Iaşi - 1996

10.Penescu C. Sisteme de protecţie de distanţă, Editura Academiei, Bucureşti - 1971

11.Zane R., Chenzbraun I. Protecţia de Distanţă a Liniilor ElectriceEditura Tehnică, Bucureşti - 1968

12.******* Normativ pentru proiectarea sistemelor de circuite secundare ale staţiilor electrice. PE-504/96 Vol.III. Sisteme de protecţie şi automatizare, Bucureşti -1996

13.******* Normativ privind metodele şi elementele de calcul al siguranţei în funcţionare a instalaţiilor energetice, PE-013/84, Bucureşti

14.******* DIPA – 100, Manual de utilizare

95

Protectia de Distanta a Retelelor Electrice

Documents