-
CONTRACT nr. 6/2006 - Beneficiar: SC ELECTRICA SA
STUDIU DE FUNDAMENTARE I REALIZARE A PROTECIEI DE SEMNALIZARE A
CURENILOR ACCIDENTALI
PRIN INSTALAIA PENTRU LEGAREA LA PMNT ANUTRULUI REELEI DE
J.T.
CAZURILE PUNERILOR LA PMNT DATORIT RUPERII UNUICONDUCTOR N REEA
SAU LA MONTAJE INFRACIONALE
PENTRU CONSUMURI DE ENERGIE ELECTRIC NENREGISTRAT.
Director Executiv al SIER Dr. ing. Vatr Fnic
Responsabil de Lucrare Ing. Sufrim Mauriciu
- Bucureti - decembrie 2006 -
ACEST DOCUMENT NU POATE FI REPRODUS, MPRUMUTAT, EXPUS SAU
FOLOSIT N NICI UN ALT SCOP DECT CEL PENTRU CARE A FOST COMANDAT I
EXECUTAT. INFORMAIILE CONINUTE N ACEST
SOCIETATEA INGINERILOR ENERGETICIENI DIN ROMANIA SOCIETY OF
POWER ENGINEERS IN ROMANIA SOCIETE DES INGENIEURS ENERGETICIENS DE
ROUMANIE
020371 BUCHAREST Lacul Tei No 1, Sector 2, Fax:
610.52.83,Tel:0722.361.954, 206.12.29, e-mail:[email protected],
Membr aEUREL
-
DOCUMENT NU POT FI TRANSMISE LA TERI SAU FOLOSITE N ALTE SCOPURI
FR ACORDUL SCRIS AL SIER.
-
C U P R I N S
Pag.
CAPITOLUL 1FUNDAMENTAREA PROTECIEI DE SEMNALIZAREA CURENILOR
ACCIDENTALI PRIN INSTALAIA DE LEGARELA PMNT A NEUTRULUI REELEI DE
JOAS TENSIUNE3
CAPITOLUL 2CONDIIILE TEHNICE, CONCEPIILE I SCHEMELE ELECTRICEDE
REALIZARE A PROTECIEI LA CURENI ACCIDENTALI PCA ...22
CAPITOLUL 3REALIZAREA I NCADRAREA BLOCULUI DE PROTECIE
PENTRUSEMNALIZAREA CURENILOR ACCIDENTALI BPNA-1N SECTORUL
EXPERIMENTAL N VEDEREA FUNCIONRIIN CONDIII REALE DE EXPLOATARE
...33
CAPITOLUL 4REZULTATELE EXPERIMENTRILOR, DEFINITIVAREA SOLUIILORI
PROPUNERI DE REGLEMENTRI...47
ANEXAPROCES VERBAL PRIVIND EXPERIMENTAREA N CONDIII REALE DE
EXPERIMENTARE A BLOCULUI DE PROTECIE BPNA-1 PENTRU CONTROLUL
CURENTULUI ACCIDENTAL PRIN INSTALAIA DE LEGARE LA PMNT A PTA 5612
COLONIA ARDUD APARINNDSC ELECTRICA TRANSILVANIA NORD SUCURSALA
SDFEEE SATU MARE..59
2
-
STUDIU DE FUNDAMENTARE I REALIZARE A PROTECIEI DE SEMNALIZARE A
CURENILOR ACCIDENTALI PRIN INSTALAIA DE LEGARE LA PMNT A
NEUTRULUI
REELEI DE JOAS TENSIUNE. CAZUL PUNERILOR LA PMNT DATORIT RUPERII
UNUI CONDUCTOR N REEA SAU LA MONTAJE INFRACIONALE PENTRU CONSUMURI
DE
ENERGIE ELECTRIC NENREGISTRATE
CAPITOLUL 1FUNDAMENTAREA PROTECIEI DE SEMNALIZARE A
CURENILOR
ACCIDENTALI PRIN INSTALAIA DE LEGARE LA PMNT A NEUTRULUIREELEI
DE JOAS TENSIUNE
Lucrarea care face obiectul prezentei lucrri care s-a desfurat n
cursul anului 2006 a avut
la baz urmtoarele documente:
- Fia justificativ de ctre SC ELECTRICA SA Direcia Resurse Umane
DRU-SSMM, PSI pentru introducerea lucrrii n planul pentru anul 2006
al SC ELECTRICA SA.
- Contractul nr.6/2006 din 12.04.2006 dintre SIER Bucureti n
calitate de elaborator i SC ELECTRICA SA DRU-SSMM, PSI n calitate
de beneficiar.
- Tema de coninut din Propunerea Tehnic care a stat la baza
Contractului nr.6/2006 menionat mai sus; tema de coninut face parte
integrant din Contractul nr.6/2006;
- Legislaia tehnic n vigoare privind proteciile mpotriva
curenilor i tensiunilor accidentale
n instalaiile electrice de joas tensiune.
Lucrarea de fa figureaz la poziia de la aliniatul 8 din
solicitarea SC ELECTRICA SA Direcia Tehnic, Dezvoltare nr.9900/3435
din 10.03.2006.
Lucrarea este prevzut la poz. 4 din lista de Studii Dezvoltare
Cercetare pentru anul 2006
aprobat prin Hotrrea nr.2/2006 a SC ELECTRICA SA. n conformitate
cu Cerinele Tehnice ale SC ELECTRICA SA Direcia Resurse Umane,
lucrarea cuprinde urmtoarele etape de desfurare a lucrrii:
a) Fundamentare a proteciei i a soluiilor de realizare i
implementare a proteciei PCA la apariia curenilor accidentali,
fundamentare care face obiectul prezentului capitol;
b) Condiii tehnice de realizare a proteciei la cureni
accidentali (PCA);c) Concepie i scheme electrice de realizare a
dispozitivului de protecie;
3
-
d) ncadrarea n reea;e) Realizarea fizic a dispozitivului de
protecie pentru a fi asociat blocului de protecie
BPNTT-1; f) Montarea dispozitivului de protecie ntr-un sector
experimental, desemnat n acest scop,
n vederea funcionrii n condiii reale de exploatare;
g) Definitivarea soluiilor pe baza rezultatelor obinute la
experimentri; h) Propuneri de reglementri privind implementarea n
unitile SC ELECTRICA SA.
Etapele de la pct. b), c) i d) sunt cuprinse n cap.2, iar
etapele e) i f) n cap. 3. Punctele g) i h) de mai sus sunt tratate
n cap.4 al lucrrii.
Lucrarea are la baz Cerinele Tehnice formulate de SC ELECTRICA
SA Direcia Resurse Umane DRU-SSMM, PSI.
Capitolele lucrrii vor reprezenta etapele menionate mai sus.
Protecia pentru controlul curenilor accidentali PCA trebuie s
conduc la evitarea cazurilor de accidente de persoane i animale,
precum i evitarea deteriorri (avarierea) echipamentelor
electrice din reeaua de j.t, inclusiv cele aparinnd
consumatorilor.
Protecia PCA trebuie s fie astfel realizat nct s acioneze
opional, fie pentru semnalizare optic i cu memorie, fie pentru
declanarea proteciilor cunoscute.
Protecia PCA trebuie s fie ncadrat n blocul de protecie BPNTT-1
i s acioneze n urmtoarele cazuri:
- ruperi de conductoare i contacte cu pmntul sau cu mase legate
la pmnt;- defecte de montaj n reeaua de j.t care conduce la cureni
accidentali prin
instalaiile de legare la pmnt din zona PT;
- montaje infracionale pentru consumatorii ilicii de energie
electric.
La elaborarea lucrrii n etapele menionate mai sus (ah) s-au
respectat urmtoarele: - legislaia tehnic n vigoare standarde ASRO
inclusiv cele aliniate la
reglementrile europene CEI i HO (SR- CEI i SR-HD);
- tehnologia i simbolizrile specifice reglementate.
n cursul anului 2004 SIER a elaborat, lucrarea privind protecia
la ntreruperea unei faze sau a nulului n cazul posturilor de
transformare cu prize de pmnt separate, iar n cursul anului 2005
a
perfecionat proteciile automate pentru PT cu funcia la
ntreruperea nulului PNT i funcia la ntreruperea unei faze PFT
astfel nct s se realizeze protecia mpotriva supratensiunilor de
frecven industrial la postul de transformare i nu la branamentele
consumatorilor.
4
-
n cursul anului 2005 s-au finalizat soluiile de perfecionare a
proteciilor PNT la posturile de transformare, astfel nct s se
declaneze ntreruptorul respectiv din tabloul de j.t. TDP i s-a pus
n eviden necesitatea completrii cu o protecie PCA care s controleze
i curenii prin instalaiile de legare la pmnt din zona postului de
transformare PT.
Protecia PNT completat cu protecie PCA va funciona deasemenea n
cazul unor furturi de energie electric n reeaua de j.t, precum i n
cazul funcionrii cu o faz pus accidental la pmnt
cum ar fi dezizolarea unei faze fa de masele legate la pmnt.
n cadrul desfurrii lucrrilor din 2004 i 2005 a rezultat c exist
posibilitatea s se rezolve
problemele legate de dezechilibrarea accidental a fazelor reelei
de joas tensiune i anume prin
realizarea unor protecii automate corespunztoare n tablourile de
distribuie de j.t a postului de
transformare TDP (proteciile PNT, PFT i PCA). n aceste condiii
se va putea renuna la protecia de maxim tensiune de la branamentele
consumatorilor.
Prin prevederea unor protecii de maxim tensiune PMT la
branamentele consumatorilor nu a fost posibil s se obin rezultatele
dorite.
Prin definitivarea soluiilor proteciilor la posturile de
transformare (PT) i n urma funcionrii
acestora ntr-un sector experimental n condiii reale de
exploatare, prevederea acestor protecii
perfecionate se vor putea generaliza n cadrul SDFEE aparinnd SC
Electrica SA cu rezultate deosebit de benefice pentru funcionarea
reelelor electrice de joas tensiune n ceea ce privete
mbuntirea proteciilor mpotriva accidentelor prin electrocutare i
mpotriva distrugerilor de
echipamente i instalaii.
Prin aplicarea proteciilor perfecionate se vor reduce apreciabil
cheltuielile i despgubirile
pe care SDFEE sunt obligate s le suporte n cazul:
- distrugerilor de echipamente la consumatori; datorit
supratensiunilor cauzate
de dezechilibrri n reeaua de j.t;
- accidentelor prin electrocutare de persoane i de animale;
- funcionrii timp ndelungat n regim dezechilibrat datorit
ntreruperii
conductorului neutru sau a unei faze;
- funcionrii timp ndelungat cu o faz legat (pus) accidental la
pmnt.
De asemenea, se vor reduce apreciabil costurile proteciilor la
branamentele consumatorilor
prin renunarea la protecia maxim de tensiune la consumator,
fiind suficiente proteciile de la TDP pentru ntreaga reea alimentat
din PT. A se vedea cele artate mai sus.
Prin lucrrile din anul 2005 s-au stabilit soluiile de realizare
a proteciei la ntreruperea unui
conductor PEN sau al unei faze i a proteciei de maxim tensiune n
structura blocului BPNTT-1 care a fost montat experimental n PTA-93
20/0,4 kV Tg. Jiu . S-au realizat astfel urmtoarele:
5
-
a) implementarea proteciei PNT i a proteciei PFT n structura
blocului de protecie BPNT-2 la care trebuia s se asocieze protecia
de maxim tensiune PMTT realizat cu releu RVT-2 conceput special
pentru realizarea blocului de protecie complect BPNTT-1.
b) realizarea modulului cu protecia de maxim de tensiune
simbolizat RVT-2 i adaptarea acestei protecii la blocul BPNT-2 n
vederea realizrii unei structuri a blocului BPNTT-1 care s cuprind
att proteciile PNT i PFT ct i protecia PMTT;
c) analiza i stabilirea soluiei pentru experimentarea blocului
BPNTT-1, pentru postul de transformare experimental 20/0,4 kV
PTA-93 Tg. Jiu, compus din urmtoarele protecii :
- protecia de nul PNT mpotriva supratensiunilor de frecven
industrial Un pe conductorul de nul care apar la ntreruperea
nulului n amonte de barele de 0,4
kV n zona postului de transformare ;
- protecia PFT la ntreruperea unei faze n zona postului de
transformare PT de 20/0, 4 kV;
d) realizarea lucrrilor de adaptare a modulului RVT-2 care s-a
asociat la blocul de protecie BPNT-2 n vederea prevederii postului
de transformare cu urmtoarele protecii:
- protecia de nul PNT mpotriva supratensiunilor de frecven
industrial Un care apare la ntreruperea nulului n amonte de barele
de 0,4 kV sau n zona
stlpului de 0,4 kV cu priza de pmnt n cazul de fa n care priza
de pmnt
de exploatare de pe partea de j.t Rpe este separat de priza de
pmnt Rpt de pe partea de 20 kV a PTA-93 Tg. Jiu ;
- protecia la ntreruperea unei faze PFT n zona PT de 20/0,4 kV
pe partea de 0,4 kV sau de 20 kV;
- protecia de maxim tensiune PMTT mpotriva supratensiunilor
temporare de frecvena industrial n regim normal de funcionare la
bornele sursei de
alimentare respectiv barele de faz ale TDP;
e) executarea probelor i msurrilor la punerea n funciune a
blocului de protecie BPNTT-1 n condiiile reale de exploatare pentru
trecerea la regim de funcionare cu proteciile la
ntreruperea nulului i a fazei i cu protecia de maxim
tensiune.
f) stabilirea reglajelor proteciilor PNT , PFT i PMTT la postul
de transformare 20/0,4 kV experimental mpotriva supratensiunilor de
frecven industrial ntr-o concepie nou i
anume:
6
-
- pentru protecia mpotriva supratensiunilor temporare Un pe nul
aprute dup ntreruperea conductorului PEN i de faz n zona PT de
20/0,4 kV se utilizeaz protecia de nul PNT i de faz PFT montate n
structura blocului BPNTT-1;
- pentru protecia mpotriva supratensiunilor temporare UMT aprute
n regim normal de funcionare a reelei de 0,4 kV datorit creterii
tensiunii la bornele
sursei de alimentare se utilizeaz protecia de maxim tensiune
(PMTT) cuprins n structura blocului BPNTT-1;
Problemele tratate n lucrarea de ansamblu au avut n vedere att
posturile de transformare
cu prize de pmnt separate ct i cu prize de pmnt folosite n comun
(pentru partea de m.t i
pentru partea de j.t).
Din analizele efectuate la experimentrile efectuate a rezultat c
rezolvarea problemelor la
nivelul tablourilor de distribuie de j.t TDP ale posturilor de
transformare va avea o eficien mult mai mare privind protecia
mpotriva accidentelor de persoane i/sau animale, precum i mpotriva
avariilor
cu distrugeri de echipamente nsoite deseori de incendii de
anvergur. Orice supratensiune de
frecven industrial datorat dezechilibrelor va putea fi rezolvat
prin controlul tensiunilor pe nulul
reelei n zona postului de transformare i la branamentul
consumatorului.
Deasemenea supratensiunile de frecven industrial datorate unor
goluri de sarcin sau
unor reglaje deficitare care practic sunt rare (apar n condiii
speciale), pot fi rezolvate prin controlul
lor la TDP, fiind astfel total nejustificat prevederea
proteciilor maximale de tensiune la toate branamentele
consumatorilor.
Prin aplicarea proteciilor perfecionate se vor reduce apreciabil
cheltuielile i despgubirile
pe care unitile ELECTRICA sunt obligate s le suporte n
cazul:
- distrugerilor de echipamente la consumatori; datorit
supratensiunilor n reeaua
de j.t;
- accidentelor prin electrocutare de persoane i de animale
datorit tensiunilor
accidentale n instalaiile de j.t.;
- funcionrii timp ndelungat n regim dezechilibrat datorit
ntreruperii nulului sau
a unei faze;
7
-
- funcionrii timp ndelungat cu o faz legat(pus) accidental la
pmnt.
De asemenea se vor reduce apreciabil costurile proteciilor la
branamentele consumatorilor
prin renunarea la protecia de maxim tensiune la consumator,
fiind suficiente proteciile de la TDP pentru ntreaga reea alimentat
din PTA; a se vedea cele artate de mai sus.
Supratensiunile de frecven industrial pot apare n urmtoarele
regimuri de funcionare ale
reelei de joas tensiune:
- regim dezechilibrat provocat de ntreruperea conductorului PEN
n reeaua de joas tensiune;
- regim dezechilibrat provocat de ntreruperea conductorului PEN
n zona postului de transformare m.t/j.t;
- regim echilibrat de funcionare avnd tensiune mrit la bornele
sursei de
alimentare (trafo m.t/j.t).
La consumatori, n regim dezechilibrat de funcionare al reelei de
joas tensiune pot aprea
urmtoarele supratensiuni:
- supratensiune temporar de frecven industrial care apare la
bornele de
alimentare ale consumatorilor (diferen de potenial ntre
conductorul de faz
i conductorul de nul);
- supratensiune de nul (Un) de frecven industrial care apare ca
diferen de
potenial ntre conductorul PEN i un punct de potenial zero.
La stabilirea condiiilor generale pe care trebuie s le
ndeplineasc proteciile PNT din PT 20/0,4 kV se ia n considerare c
aceste protecii trebuie s ndeplineasc urmtoarele funcii:
a) s sesizeze i s declaneze automat ntr-un timp de cel mult 3s
ntreruptorul din TDP la ntreruperea conductorului PEN ntre TDP i
primul stlp cu conductorul PEN legat la priza
de pmnt n cazul n care pe conductorul PEN apare o tensiune Un
> 50 V;b) s sesizeze i s declaneze automat ntr-un timp de cel
mult 3s ntreruptorul din TDP la
ntreruperea conductorului PEN ntre barele TDP de 0,4 kV i borna
de neutru a nfurrii de 0,4 kV din trafo m.t/j.t. n cazul n care pe
neutru apare o tensiune
Un > 50 V;
c) s sesizeze i s declaneze automat ntr-un timp de cel mult 3s
ntreruptorul din TDP prin
protecia la ntreruperea conductorului PEN dac apare o tensiune
Un care depete valoarea de 50 V, chiar fr s se fi ntrerupt
conductorul PEN al reelei.
8
-
Se menioneaz c n general s-a considerat timpul de declanare t1
3s i tensiunea
maxim admis Un = 50 V.
Tensiunea Un poate s apar i n urmtoarele cazuri:- un conductor
de faz s-a ntrerupt i a czut la pmnt, fie n apropierea PT
m.t/j.t., fie la o distan oarecare astfel nct prin priza de pmnt
la care este
legat punctul neutru a reelei circul un curent care determin o
tensiune Un periculoas;
- un conductor de faz a fost legat la pmnt printr-o rezisten
sarcin
(receptoare electrice) pentru sustragerea ilicit a energiei
electrice.
n conformitate cu Instruciunile SC ELECTRICA SA din 2002,
1RE-I-226 privind realizarea proteciile mpotriva supratensiunilor n
instalaiile electrice de j.t., protecia de nul PN , PNT i PNB se
ncadreaz n categoria de protecii mpotriva supratensiunilor
accidentale de frecven industrial
de 50 Hz.
n conformitate cu pct. 4.1 al acestei instruciuni trebuie s se
aibe n vedere urmtoarele cauze de supratensiuni de frecven
industrial de 50 Hz:
- creterea rapid a tensiunii n circuitele electrice (de ex. la
scderea sarcinii)
datorit creterii turaiei la generatoarele electrice sau la
funcionarea pe ploturi
superioare ale transformatoarelor;
- ntreruperea conductorului neutru de lucru N sau PEN n reeaua
furnizorului de energie electric (ruperea conductorului sau
deteriorarea legturilor la borne);
- dezechilibre la punerea la pmnt sau la mas a unei faze la
inversarea unor
conductoare (de faz i nul).
n conformitate cu prescripia SC ELECTRICA SA menionat mai sus,
pentru protecia mpotriva supratensiunilor de frecven industrial,
trebuie s se prevad protecii asociate
ntreruptorului automat (cu bobina de declanare) cu urmtoarele
funciuni:
- protecie la ntreruperea nulului PN cu Un = 50 V (valoarea
tensiunii accidentale maxim admis pe nul);
- protecie de maxim tensiune PMT cu UMT = 270 V (valoare eficace
nominal).
9
-
Se are n vedere ca dezechilibrele datorate ntreruperilor n
conductoarele sau la bornele de
neutru din reeaua furnizorului de energie electric, inclusiv
racordurile la consumatorii electrici, pot
conduce la supratensiuni la bornele receptoarelor electrice ale
consumatorilor sau la tensiuni
periculoase pe conductoarele de protecie PE i masele racordate
la acestea.n principal trebuie considerate urmtoarele cazuri de
ntreruperi ale neutrului, respectiv a
conductorului PEN sau la bornele de neutru din zona postului de
transformare:
a) ntrerupere ntre neutrul transformatorului (punctul stelei) de
pe partea de j.t. i borna de neutru a transformatorului; defect n
interiorul transformatorului de m.t/j.t.;
b) ntrerupere ntre borna transformatorului i bara sau borna de
nul a tabloului de distribuie a postului de transformare TDP;
c) ntrerupere ntre borna sau bara de neutru a tabloului TDP i
punctul n care conductorul PEN este legat la priza de pmnt de
exploatare din zona posturi de transformare. Toate
cazurile de ntreruperi a neutrului echivaleaz cu funcionarea
accidental a reelei n
regim cu neutrul izolat (simbol I), care are particulaliti
specifice diferite de cele ale reelei
cu neutrul legat la pmnt (simbol T).
n astfel de condiii exist pericolul ca la ncrcri nesimetrice pe
faze, respectiv la impedane
echivalente diferite ntre faze i conductorul neutru, s aib loc
urmtoarele efecte:
- supratensiuni peste limitele admise la bornele receptoarelor
electrice, (cu valori
peste limitele maxime admise) care determin supracureni ce pot
conduce la
distrugerea receptoarelor respective; supratensiuni periculoase
apar ndeosebi
la circuitele electrice de pe o faz cu impedanele relativ mari n
raport cu
impedanele de pe celelalte faze; tensiuni ntre faze se
distribuie inegal pe
impedanele diferite, astfel nct la impedanele relativ mai mari
tensiunile pot fi
cuprinse ntre Uf i Un (Uf este tensiunea pe faz iar Un tensiunea
ntre faze); distrugerile de echipamente electrice pot fi nsoite i
de incendii;
- apariia unor tensiuni periculoase pe conductorul de nul Un, n
cazul folosirii conductorului de nul i de protecie (PEN), aceste
tensiuni se transmit la
carcasele receptoarelor electrice existnd pericolul unor
accidente prin
electrocutare dac valorile depesc limitele admise; tensiunea pe
conductorul
de nul Un poate varia n intervalul 0...... Uf n funcie de
raportul impedanelor.
10
-
Orice supratensiune datorit dezechilibrrilor va putea fi
rezolvat prin controlul tensiunilor pe
neutrul reelei n zona postului de transformare (prin protecia
PNT sau PFT) i la branamentul consumatorului (prin protecia
PNB).
Supratensiunile de frecven industrial datorit unor goluri de
sarcin sau unor reglaje
deficitare sunt foarte rare (apar n condiii speciale), astfel
nct este suficient controlul lor la TDP, tabloul de distribuie al
postului de transformare, (prin protecia PMT) fiind astfel total
nejustificat prevederea proteciilor maximale de tensiune la toate
branamentele consumatorilor.
La experimentri a mai rezultat benefic completarea cu o protecie
care s semnalizeze
depirea pragului de curent prestabilit prin priza de pmnt de
joas tensiune a postului de
transformare, problem care face obiectul lucrrii de fa.
n regim normal de funcionare a reelei de joas tensiune, valoarea
curentului prin priza de
pmnt de pe partea de joas tensiune (n cazul prizelor de pmnt
separate), respectiv prin prizele
de pmnt Rpt a postului de transformare trebuie s aib o valoare
relativ mic. Curentul prin priza de pmnt (la postul de
transformare) poate s aib valori apreciabil mai mari n special n
urmtoarele
cazuri de dezechilibre:
- conductor PEN sau de faz ntrerupt n unele poriuni a
reelei;
- montaje infracionale la abonai pentru consumul de energie
electric
nenregistrat, utiliznd prizele de pmnt improvizate;
- ncrcare ilegal a celor trei conductoare de faz pe traseele
reelei de joas
tensiune ceea ce atrage dup sine circulaia curentului prin
prizele de pmnt
ale reelei i priza de pmnt de la postul de transformare.
Circulaia curenilor prin prizele de pmnt ale reelei de joas
tensiune sau priza de pmnt
a consumatorului, pentru consumul de energie electric
nenregistrat poate s aib urmtoarele
implicaii:
- transmiterea unor tensiuni la stlpii LEA ale reelei de joas
tensiune (accidente
umane sau de animale);
- pierderi de energie electric att datorit consumului
nenregistrat la abonai ct
i pierderi de energie datorate circulaiei de cureni prin prizele
de pmnt;
- apariia unei tensiuni mari pe conductorul neutru al postului
de transformare,
ceea ce atrage dup sine supratensiuni de frecven industrial pe
unele faze
ale reelei de joas tensiune.
11
-
Prin trecerea postului de transformare la regim de funcionare cu
ntreruptor de joas
tensiune i prevederea blocul BPNTT-1 se creeaz premise n vederea
complectrii cu o protecie care s controleze circulaia curentului
prin priza de pmnt de joas tensiune astfel:
- s semnalizeze depirea pragului de curent prestabil;
- s acioneze declanarea ntreruptorului de joas tensiune n cazul
n care
valoarea curentului prin priza de pmnt determin apariia unor
tensiuni relativ
mari pe conductorul PEN al reelei.
n lucrare s-a avut n vedere, n afar de creterea accidental a
tensiunii pe neutru (peste
limita maxim admis), i creterea accidental a tensiunii de faz fa
de pmnt peste limita
maxim admis. Dup cum s-a artat mai sus creterea accidental a
tensiunii fa de pmnt n
fazele reelei de joas tensiune, poate avea loc n urmtoarele
condiii de avarie:
- ntreruperea neutrului sau a unei faze n zona postului de
transformare i pe
liniile de distribuie;
- creterea peste limita admis a tensiunii pe faze datorit unor
goluri de sarcin
sau datorit unor reglaje deficitare la producerea energiei
electrice (la
generatoare) sau la ploturile transformatoarelor de m.t/j.t.
Prin prevederea unor protecii de maxim tensiune PMT la
branamentele consumatorilor nu a fost posibil s se obin rezultatele
dorite din urmtoarele considerente:
a) prin funcionarea proteciei PMT la un consumator, se ntrerupe
eventual alimentarea cu energie electric a acestuia, fr s se obin
lichidarea avariei pentru restul reelei,
rezultnd n continuare tensiuni accidentale pe nulul reelei cu
pericole de accidentare a
unor persoane i/sau animale;
b) prevederea proteciei PMT la branamentele consumatorilor este
deosebit de costisitoare;
c) prevederea proteciilor PMT la branamentele consumatorilor s-a
dovedit deficitar, statisticile artnd c majoritatea dispozitivelor
implementate pn n prezent, fie c s-au
defectat fie nu sunt n funciune, datorit fiabilitii reduse a
acestora; numeroase
dispozitive sunt montate fr nici o protecie fiind amplasate n
amonte de ntreruptorul
12
-
branamentului; se constat de asemenea c, la producerea i
montarea a numeroase
dispozitive, nu s-au respectat prevederile din prescripia
ELECTRICA 1RE-I 226/2002.
Fa de cele artate mai sus n reelele electrice de 0,4 kV pot
aprea urmtoarele
supratensiuni de frecven industrial:
- supratensiuni de frecven industrial de 50 Hz la barele de
alimentare ale
consumatorilor denumit i supratensiune temporar; - supratensiuni
de frecven industrial de 50 Hz pe conductoarele PEN ale
reelei de 0,4 kV i conductoarele N i PE ale consumatorilor
denumit
supratensiune de nul (simbol Un).
n regim simetric de funcionare a reelei de 0,4 kV apare numai
supratensiunea temporar
care poate fi determinat de urmtoarele cauze:
- creterea rapid a tensiunii n circuitele electrice datorit
scderii sarcinii sau
datorit creterii turaiei la generatoarele electrice;
- funcionarea pe ploturile superioare ale
transformatoarelor.
n regim dezechilibrat de funcionare provocat de ntreruperea
conductorului PEN n reeaua de 0,4 kV, apar urmtoarele
supratensiuni:
- supratensiune temporar la bornele de alimentare ale
consumatorilor;- supratensiune de nul pe conductoarele PEN ale
reelei de 0,4 kV i
conductoarele N i PE ale consumatorilor.
Protecia de maxim tensiune PMTB din structura blocurilor BNP
realizeaz funcia proteciei la supratensiuni temporare care apar n
regim normal de funcionare a reelei de 0,4 kV.
Protecia de nul denumit i protecia la ntreruperea nulului din
structura blocurilor BNP
realizeaz funcia proteciei la supratensiuni temporare i
supratensiune Un care apare pe conductoarele PE i N ale
consumatorului n cazul urmtoarelor regimuri de funcionare
dezechilibrate:
- ntreruperea conductorului PEN n reeaua furnizorului de energie
electric;- dezechilibre la punerea la pmnt sau la mas a unei
faze;
- inversarea unor conductoare de faz i nul.
Pentru realizarea unei protecii PMTB i PNB se folosesc
urmtoarele subansambluri:- dispozitiv de protecie de diverse tipuri
DPST;
13
-
- modul voltmetric de protecie asociat ntreruptorului diferenial
MVA-10.
La realizarea dispozitivelor de protecie DPST, nu s-a inut seama
c pe conductorul de faz i de neutru apar i supratensiuni de
comutaie sau atmosferice fr activarea ntreruptorului automat.
Urmare acestor supratensiuni multe dispozitive aflate n
exploatare au fost distruse.
Valorile cele mai mari ale supratensiunilor de comutaie sau
atmosferice apar n special pe
conductoarele de faz la care este racordat protecia PMTB. Pentru
a preveni riscul de distrugere a proteciei PMTB pot fi urmate dou
ci:
- montarea unor descrctoare pe conductorul de faz mpotriva
supratensiunilor
atmosferice,
- renunarea la controlul tensiunii de faz i deci renunarea la
protecia PMTB i prevederea unei protecii de maxim tensiune n
structura blocului BPNTT-1 racordat pe barele de 0,4 kV ale
postului de transformare PTA de m.t/j.t.
ntruct la ntreruperea conductorului PEN n zona postului de
transformare, protecia PNB din structura blocului BMP nu activeaz,
se impune prevederea i a unei protecii la ntreruperea nulului PNT n
structura blocului BPNTT-1 racordat la barele de 0,4 kV ale
postului de transformare.
Din considerentele prezentate mai sus privind soluiile, actuale
utilizate pentru realizarea
proteciilor mpotriva supratensiunilor de frecven industrial de
0,4 kV s-a stabilit c este necesar
elaborarea unei concepii noi pentru realizarea acestor
protecii.
Astfel mpotriva supratensiunii temporare care apare n regim
normal de funcionare i
mpotriva supratensiunilor care apar dup ntreruperea
conductorului PEN i F, n zona postului de transformare s fie
utilizat blocul BPNTT-1 cu proteciile PNTT, PFT i PMTT racordat pe
barele de 0,4 kV ale acestuia.
mpotriva supratensiunilor care apar la ntreruperea conductorului
PEN n reea sau la ntreruperea conductorului PE sau N la consumator,
s fie utilizat protecia PNB din structura blocului BMP realizate n
baza unor cerine tehnice noi.
n acest sens, n lucrarea de fa se prezint soluia de realizare a
proteciei la ntreruperea
nulului i a fazei i a proteciei de maxim tensiune n structura
blocului de protecie simbolizat
BPNTT-1, care urmeaz s fie montat la dou postri de transformare
din Municipiul Satu Mare cum sunt postul de transformare PTA 1046
Drum Dara i PTA 5612 Colonia Ardud, la care s-a asociat i
blocul de protecie BPNA-1 pentru realizarea controlului
circulaiei de curent accidental prin instalaia de legare la pmnt a
neutrului reelei de j.t.
n Fig.1 se prezint schema principal de ncadrare a blocului
BPNA-1 i a blocului BPNTT-1 n structura reelei de 0,4 kV la care
s-a experimentat protecia de semnalizare a curenilor
accidentali
14
-
prin instalaia de legare la pmnt a neutrului reelei de j.t
simbol PCA (protecia la cureni accidentali).
n Fig.2 se prezint schema principal a blocurilor BPNTT-1 i
BPNA-1 cu proteciile respective PNT, PFT, PMTT i PCA.
n Fig. 3 se prezint schema principal a blocului tip BPNA-1
pentru semnalizarea circulaiei de curent accidental prin instalaia
de legare la pmnt a neutrului reelei de j.t.
Produsul Bloc cu protecie la ntreruperea neutrului i/sau a fazei
i cu protecie de maxim tensiune la postul de transformare m.t/j.t
tip BPNTT-1 este destinat posturilor de transformare m.t/j.t pentru
a realiza declanarea rapid, selectiv i sigur a ntreruptorului de
j.t n
urmtoarele cazuri:
- ntreruperea neutrului n reeaua de joas tensiune n zona
postului de
transformare;
- ntreruperea fazei de joas tensiune n zona postului de
transformare;
- apariia supratensiunii de frecven industrial pe barele de joas
tensiune.
Pentru a asigura declanarea automat rapid i sigur a
ntreruptorului de joas tensiune la
ntreruperea neutrului i/sau a fazei i la supratensiuni de
frecven industrial pe barele de joas
tensiune, blocul BPNTT-1 cuprinde urmtoarele protecii:- protecia
de nul PNT;- protecia de faz PFT;- protecia de maxim tensiune
PMTT.
Produsul Bloc cu protecie la ntreruperea neutrului i/sau a fazei
i cu protecie de maxim tensiune la postul de transformare m.t/j.t
tip BPNTT-1 se livreaz ntr-o structur compact realizat dintr-o
cutie de policarbonat cu capac transparent cuprinznd
urmtoarele:
- releu voltmetric temporizat RVT-1 pentru realizarea proteciei
la ntreruperea neutrului i/sau a fazei PNT i PFT;
- releu voltmetric temporizat RVT-2 pentru realizarea proteciei
de maxim tensiune PMT;
- surs proprie tip SRTP-1 pentru alimentarea modulelor
voltmetrice tip RVT-1i RVT-2 i a bobinei de declanare a
ntreruptorului de putere.
- filtru homopolar de tensiune FHT;- relee intermediare
utilizate pentru comutare 1D1 i 1D4 i relee intermediare de
declanare 1D2, 1D3 i 1D5;
- LED de semnalizare i dispozitive de deconectare.
15
-
Subansamblele menionate mai sus se monteaz ntr-o cutie prevzut
cu borne de racord
adecvate care trebuie s asigure conectarea a dou conductoare de
1,52,5 mmp fiecare.
Cazul I : la ntreruperea conductorului neutru din zona postului
de transformare, tensiunea homopolar care apare n filtru FHT
acioneaz circuitul de msur i structura modulului RVT-1 care dup
expirarea timpului prescris realizeaz urmtoarele operaii:
- transmite comanda de activitate a releelor intermediare de
comutare i deci
comanda de declanare a ntreruptorului de putere.
- memoreaz semnalizarea transmiterii comenzii de declanare.
Cazul II : la apariia ntreruperii conductorului de faz din zona
postului de transformare, tensiunea homopolar care apare n filtrul
FHT activeaz circuitul de msur din structura modulului
RVT-1 care dup expirarea timpului prescris, realizeaz urmtoarele
operaii:- transmite comanda de activitate a releelor intermediare
special dimensionate
pentru acest defect;
- memoreaz semnalizarea transmiterii comenzii de declanare.
Cazul III : la apariia supratensiunii pe barele de joas tensiune
se activeaz elementul de msur din structura modulului RVT-2 care
dup expirarea timpului prescris, realizeaz urmtoarele operaii:
- transmite comanda de activitate a modulului de comand din
RVT-2 i deci comanda de declanare a ntreruptorului de joas
tensiune;
- transmite comanda de memorare a clapetei de semnalizare din
structura
releului 1D5.
Circuit de alimentare cu tensiune operativ proprie (surs proprie
tip SRTP-1):
- Un= 220 V c.c n cazul alimentrii cu tensiune alternativ
trifazat Un= 400 V 50 Hz;
- Un > 140 V c.c n cazul alimentrii bifazate;
- puterea sursei S>10 VA.
Circuitul de msur pentru PNT i PFT:- modului voltmetric
temporizat tip RVT- 1
* tensiune nominal Un = 230 V , 50 Hz;
* scala de tensiune reglabil: Ur = 420 V c.a;
16
Fig.1 Schema de ncadrare a blocurilor de protecie tip BPNTT-1 i
BPNA-1 n structura reelei de 0,4 kV alimentat din PTA 6/0,4 kV 1046
Drum Dara
1.TDP- Tablou de distribuie pentru post de transformare.2.
BPNTT-1 Bloc cu protecii PNT,PFT,PMTT.3. BPNA-1Bloc cu protecie
PNA.4. CL1 Cleme de ir 4 mmp pentru racordarea BPNTT-1 i BPNA-1 la
bara de 0,4 kV.5. CL2 Cleme de ir 4 mmp pentru racordarea BPNTT-1 i
BPNA-1 la Rpa.6. R
pa Priza de pmnt auxiliar R
pa< 1 Mohm.
7. Rpt Priza de pmnt a postului de transformare.
8. Rpr
Priza de pmnt msurat la primul stlp.9. 2I ntreruptor automat
tripolar 400 V, 6 A.
10. 3I ntreruptor automat tripolar 400 V, 6 A.
-
* scala de timp: 0,22s;
* eroarea de msur la variaii de temperatur pentru 20 0C+ 400C: 3
%;
* coeficient de revenire Krev 0,95.
Circuitul de msur pentru PMT:- modului voltmetric temporizat tip
RVT- 2
* tensiune nominal Un = 230 V c.c;
* scala de tensiune reglabil: Ur = 230400 V 50 Hz;
* scala de timp: 0,11s;
* eroarea de msur la variaii de temperatur pentru 20 0C+ 400C: 3
%;
* coeficient de revenire Krev 0,95.
Protecia la ntreruperea neutrului n PT 20/0,4 kV PNT:-
supratensiune de frecven industrial de 50 Hz; UMT= 270 V
- Un = 50 V 50 Hz (3U0 =150 V);
- temporizare : 0,22 s (se recomand t= 0,5 s);
Protecia la ntreruperea fazei (PFT):
- supratensiune de frecven industrial de 50 Hz; UMT= 270 V
- Un = 50 V 50 Hz (3U0 =150 V);
- temporizare : 0,22 s (se recomand t= 0,5 s);
Protecia de tensiune maxim PMTT :- UMT = 270 Vcc;
- t= 0,11 s (se recomand t= 0,25 s);
Semnalizare local (n cutia blocului) realizat cu LED uri la
RVT-1, RVT-2 i fanioane
mecanice la releele intermediare 1D2,1D3,1D5:
- pregtit pentru activare (Un = 230 V c.c) * activat LED verde
la RVT-1 i RVT-2 ;
- activat protecia PNT; * activat fanion mecanic 1D3;
- activat protecia PMT; * activat fanion mecanic 1D5;
17
Fig.1 Schema de ncadrare a blocurilor de protecie tip BPNTT-1 i
BPNA-1 n structura reelei de 0,4 kV alimentat din PTA 6/0,4 kV 1046
Drum Dara
1.TDP- Tablou de distribuie pentru post de transformare.2.
BPNTT-1 Bloc cu protecii PNT,PFT,PMTT.3. BPNA-1Bloc cu protecie
PNA.4. CL1 Cleme de ir 4 mmp pentru racordarea BPNTT-1 i BPNA-1 la
bara de 0,4 kV.5. CL2 Cleme de ir 4 mmp pentru racordarea BPNTT-1 i
BPNA-1 la Rpa.6. R
pa Priza de pmnt auxiliar R
pa< 1 Mohm.
7. Rpt Priza de pmnt a postului de transformare.
8. Rpr
Priza de pmnt msurat la primul stlp.9. 2I ntreruptor automat
tripolar 400 V, 6 A.
10. 3I ntreruptor automat tripolar 400 V, 6 A.
-
Condiii de resetare a semnalizrilor optice :
- automat la dispariia tensiunii de alimentare 230 V c.c
* LED verde la RVT-1 i RVT-2.
- manual prin acionarea unui buton pe carcasele releelor
intermediare 1D2,1D3,1D5.
Condiii de sarcin (relee intermediare 230 V c.c):
- 3 contacte n.d.;
- tensiune nominal Un = 230 Vc.c;
- curent la bornele celor trei cotacte : la nchidere 10 A; la
deschidere 0,4 A; de durat 5 A.
18
Fig.1 Schema de ncadrare a blocurilor de protecie tip BPNTT-1 i
BPNA-1 n structura reelei de 0,4 kV alimentat din PTA 6/0,4 kV 1046
Drum Dara
1.TDP- Tablou de distribuie pentru post de transformare.2.
BPNTT-1 Bloc cu protecii PNT,PFT,PMTT.3. BPNA-1Bloc cu protecie
PNA.4. CL1 Cleme de ir 4 mmp pentru racordarea BPNTT-1 i BPNA-1 la
bara de 0,4 kV.5. CL2 Cleme de ir 4 mmp pentru racordarea BPNTT-1 i
BPNA-1 la Rpa.6. R
pa Priza de pmnt auxiliar R
pa< 1 Mohm.
7. Rpt Priza de pmnt a postului de transformare.
8. Rpr
Priza de pmnt msurat la primul stlp.9. 2I ntreruptor automat
tripolar 400 V, 6 A.
10. 3I ntreruptor automat tripolar 400 V, 6 A.
-
Fig. 2Schema principial a blocurilor de protecie
tip BPNTT-1 i BPNA-1
20
-
Fig.3Schema de principiu a blocului cu protecie pentru
semnalizarea circulaiei de curent accidental pmnt-neutru n reeaua
de joas tensiune tip BPNA-1
1. SM -Subansamblu demsur.2. SA -Subansamblu de alimentare.3. Fa
-Indicator mecanic de semnalizare.4. LED -Semnal optic.5. Bt -Buton
testare PNA-1.6. Ra -Rezisten adiional.7. 3l -ntreruptor automat
bipolar cu protecie termic i electromagnetic 230 V, 6A 50 Hz.
21
-
CAPITOLUL 2CONDIIILE TEHNICE, CONCEPIILE I SCHEMELE ELECTRICE DE
REALIZARE
A PROTECIEI LA CURENI ACCIDENTALI PCA
n regim normal de funcionare a reelei de joas tensiune valoarea
curentului prin priza
de pmnt de joas tensiune a postului de transformare trebuie s
aib valoarea relativ mic, dat
de dezechilibrele n reeaua de j.t.
Circulaia de curent prin priza de pmnt de joas tensiune a
postului de transformare
poate s aib valori mai mari n special n urmtoarele cazuri:
- conductorul PEN sau un conductor de faz este ntrerupt n unele
poriuni
ale reelei de joas tensiune;
- montaje infracionale la abonaii pentru consumul de energie
electric
nenregistrat utiliznd prize de pmnt improvizate;
- ncrcarea inegal a celor trei conductoare de faz pe parcursul
reelei de
joas tensiune care atrage dup sine circulaia unui curent prin
prizele de
pmnt ale reelei i priza de pmnt de joas tensiune de la postul
de
transformare.
Circulaia curenilor accidentali prin prize de pmnt la
consumator, n vederea unui
consum de energie electric care s fie nenregistrat de aparatele
de msur, poate s aib
urmtoarele implicaii:
- transmiterea unor tensiuni periculoase n reeaua de joas
tensiune care pot
conduce la accidente de oameni sau animale;
- pierderi de energie electric att datorit consumului
nenregistrat la abonai
ct i pierderi de energie electric datorate circulaiei de cureni
prin prizele
de pmnt;
- apariia unor tensiuni mari pe conductorul neutru al postului
de transformare
cea ce atrage dup sine supratensiuni de frecvene industriale pe
unele faze
ale reelei de joas tensiune.
Prin trecerea postului de transformare la regim de funcionare cu
ntreruptor de joas
tensiune i prin prevederea blocului BPNTT-1se creeaz premise n
vederea completrii cu o protecie auxiliar de tensiune care s
controleze circulaia curentului prin priza de pmnt de
joas tensiune astfel:
22
-
- s semnalizeze depirea pragului de curent prestabilit;
- s acioneze declanarea ntreruptorului de joas tensiune n cazul
n care
valoarea curentului prin priza de pmnt determin apariia unor
tensiuni
relativ mari pe conductorul neutru al reelei.
Protecia de semnalizare a curenilor accidentali prin instalaia
de legare la pmnt a
neutrului reelei de joas tensiune a fost denumit Protecia de
curent pentru semnalizarea circulaiei de curent accidental pmnt -
neutru n reeaua de joas tensiune simbolizat PNA-1.
La baza concepiei de realizare a proteciei PNA-1 au fost luate n
considerare urmtoarele posibiliti de utilizare:
- semnalizarea depirii pragului de curent prescris prin priza de
pmnt de
joas tensiune n postul de transformare respectiv semnalizarea
depirii
pragului de curent prescris prin instalaiile de legare la pmnt a
neutrului
reelei de joas tensiune;
- extinderea posibilitilor de utilizare a proteciei de nul PNA-1
pentru declanarea ntreruptorului de joas tensiune din postul de
transformare.
n cadrul prezentei lucrri se trateaz concepia de realizare a
proteciei PNA-1 pentru semnalizarea depirii pragului de curent
prescris prin priza de pmnt de joas tensiune n postul
de transformare de m.t/j.t (PT).
La realizarea proteciei PNA-1 cu funcia de semnalizare a
curentului accidental prin priza de pmnt de joas tensiune a
postului de transformare se pot lua n considerare urmtoarele
regimuri de funcionare a reelei de joas tensiune:
- puneri la pmnt datorit ruperii unui conductor de faz n reeaua
de joas
tensiune;
-rupere a conductorului PEN pe parcursul reelei de joas tensiune
i circulaia curenilor de sarcin prin instalaia de legare la pmnt n
aval de
punctul de defect;
-circulaie a curenilor de sarcin prin priza de pmnt la
consumatorii
infracionali de energie electric.
n acest sens realizarea proteciei de semnalizare a curenilor
accidentali prin instalaia de
legare la pmnt a neutrului de joas tensiune, se refer practic la
urmtoarele lucrri:
a) analiza regimurilor de funcionare ale reelei de joas tensiune
la care poate aprea circulaia curenilor prin instalaia de legare la
pmnt;
b) valorile curenilor accidentali prin instalaia de legare la
pmnt a neutrului reelei de joas tensiune care apar la ntreruperea
conductorului PEN n reea la utilizarea
23
-
montajelor infracionale la consumatori sau la repartiia
dezechilibrat a sarcinii pe
conductoarele de faz ale reelei;
c) elaborarea schemei electrice a dispozitivului de protecie
compus din modul voltmetric tip RVT-3 i subansamblele de memorare a
semnalizrii la depirea pragului de tensiune prescris pe priza de
pmnt de joas tensiune din postul de transformare
m.t/j.t;
d) analiza i stabilirea soluiilor pentru ncadrarea proteciei
PNA-1 compus din modul voltmetric RVT-3 i subansamblul de
semnalizare n structura blocului BPNTT-1 simbolizat BPNTT-1S
realiznd astfel urmtoarele funcii:
- protecia de nul PNT- protecia la ntreruperea unei faze PFT;-
protecia de maxim tensiune PMT;- protecia de semnalizare a
curenilor accidentali prin instalaia de legare la
pmnt a neutrului reelei de joas tensiune PNA-1;
e) elaborarea schemelor de ncadrare a proteciei (PNA 1 n
structura locului BPNTT-1S);
f) stabilirea reglajelor pentru protecia PNA-1 care trebuie s
semnalizeze depirea pragului de curent prescris prin priza de pmnt
de joas tensiune din postul de
transformare de m.t/j.t.
Conform celor artate mai sus n concepia prezentat n lucrare
semnalizarea circulaiei
de curent accidental prin instalaiile de legare la pmnt a
neutrului reelei de joas tensiune
trebuie realizat n urmtoarele cazuri:
- rupere a conductorului PEN pe parcursul reelei de joas
tensiune i circulaia curentului de sarcin prin instalaia de legare
la pmnt n aval de
punctul de defect;
- circulaie a curenilor de sarcin prin priza de pmnt dac la
unii
consumatori de energie electric s-au realizat montaje
infracionale;
- punere la pmnt datorit ruperii unui conductor de faz n reeaua
de joas
tensiune.
n cazurile menionate mai sus, curenii accidentali prin instalaia
de legare la pmnt a
neutrului reelei de joas tensiune se nchid desigur i prin priza
de pmnt de joas tensiune din
incinta postului de transformare.
innd seama de cele de mai sus rezult c tensiunea pe priza de
pmnt de joas
tensiune din postul de transformare m.t/j.t depinde de
urmtoarele mrimi:
24
-
- valoarea curentului accidental prin instalaia de legare la
pmnt ale reelei
de joas tensiune;
- valoarea rezistenei de dispersie a prizei de pmnt de joas
tensiune din
PT de m.t/j.t.
Prin urmare protecia de semnalizare sau declanare la curent
accidental prin instalaia de
legare la pmnt a reelei de joas tensiune poate fi realizat prin
msurarea tensiunii pe priza de
pmnt de joas tensiune din incinta postului de transformare de
m.t/j.t.
Lund n considerare c valoarea rezistenei de dispersie a prizei
de pmnt de joas
tensiune din incinta postului de transformare m.t/j.t nu trebuie
s depeasc valoarea de
RpT = 4, rezult c valoarea tensiunii pe priza de pmnt poate fi
stabilit innd seama i de
valoarea supratensiunii de nul Un 50 V- 50 Hz.
n acest sens se consider c tensiunea pe priza de pmnt de joas
tensiune din PT de
m.t/j.t poate fi acceptat la o valoare maxim Un =10 V.
La analiza soluiei tehnice de realizare a proteciei de nul PNA 1
pentru semnalizarea circulaiei de curent accidental pmnt neutru n
reeaua de joas tensiune pot fi luate n
considerare dou variante constructive:
- protecia PNA-1 ncadreaz n structura blocului de protecie
BPNTT-1 simbolizat BPNTT-1S;
- protecia PNA-1 ncadrat n structura unui dispozitiv de protecie
DPNA-1 denumit Dispozitiv cu protecie de neutru la curent
accidental prin priza de pmnt de pe partea de j.t din PT.
n ambele cazuri, protecia de neutru la curent accidental PNA-1
trebuie s cuprind urmtoarele subansamble de baz :
-modul voltmetric de msur RVT-3;-subansamblu de racordare la
neutrul reelei de joas tensiune;
- subansamblu de memorare a semnalizrii dup funcionarea
proteciei PNA-1;
- circuit de testare a proteciei PNA-1 de ctre personalul de
exploatare.Pentru experimentarea soluiei tehnice de realizare a
proteciei de neutru la cureni
accidentali PNA-1 utilizat pentru semnalizarea circulaiei de
curent prin priza de pmnt de joas tensiune a postului de
transformare, se consider c aceast soluie poate s fie aplicat n
structura blocului BPNTT-1.n acest sens s-a procedat astfel:
- a fost pstrat concepia de realizare a proteciei la ntreruperea
nulului i a
fazei i a proteciei de maxim tensiune din structura blocului
BPNTT-1;
25
-
- a fost pstrat conceput schema de realizare a proteciei PNA-1
care urmeaz s fie realizat n structura modului voltmetric
temporizat tip RVT-3;
- urmeaz s fie realizat modulul voltmetric RVT-3 cu circuitele
de semnalizare aferente care s fie ncadrate n structura blocului
BPNTT-1;
- realizarea ntr-o concepie nou a blocului cu protecie la
ntreruperea nulului
i a fazei, cu protecia de maxim tensiune i cu protecia de
semnalizare
prin priza de pmnt a postului de transformare, simbolizat
BPNTT-1S.
Caracteristicile tehnice ale blocului BPNTT-1S sunt
urmtoarele:a) Circuitul de alimentare pentru protecia PNT i PFT
cu:
- ntreruptor tetrapolar Un =400 V, 50 Hz, In = 6 A cu protecia
termic i
electromagnetic Un =400 V, 50 Hz;
- consum n regim de funcionare : 25 mA,50 Hz.
b) Sursa proprie tip SRTP-1 pentru alimentarea modului
voltmetric temporizat tip RVT-1 i a bobinei de declanare a
ntreruptorului de putere cu:
- Un = 230 V c.c n cazul alimentrii cu tensiune alternativ
trifazat Un = 400
V, 50 Hz;
- U > 140 V c.c n cazul ntreruperii unei faze la bornele
circuitului de
alimentare;
- puterea sursei : S 10 MVA.
c) Circuitul de alimentare pentru protecia PNA-1- ntreruptor
bipolar sau monopolar: Un = 230 V c.c, 50 Hz , In = 3 A cu
protecia termic i electromagnetic;
-surs proprie tip SRTP-1 pentru alimentarea modului voltmetric
temporizat tip RVT- 3 i a bobinei de declanare a ntreruptorului de
putere.
d) Circuitul de msur pentru protecia la ntreruperea neutrului i
/sau a fazei:- modulul voltmetric temporizat tip RVT-1
* tensiune nominal Un = 230 V , 50 Hz sau 230 V c.c;
* scala de tensiune (reglabil cu cursor rou): Ur = 420 V, 50
Hz;
* scala de timp (reglabil cu cursor negru): (0,22)s bornele
15-16 libere;
(0,22)s bornele 15-16 untate
* eroarea de msurare la variaii de temperatur pentru 5 0C+ 400C:
3 %;
- filtru homopolar de tensiune (FHT)
26
-
* tensiunea nominal primar : Un1 = 230 V , 50 Hz;
* tensiunea nominal secundar : Un2 = 18,4 V , 50 Hz;
* raport de transformare : 230/18,4 =12,5
e) Protecia la ntreruperea neutrului n PT (PNT) cu:-
supratensiune de frecven industrial de 50 Hz:
* reglabil (opional);
* tensiune nominal de declanare : UMT = 270 V petru Uf =230
V
corespunztor tensiunii de nul Un = 50 V (3 U0 = 150 V);
- temporizare :
* reglabil (opional);
*se recomand t = 5 s pentru UMT = 270 V.
f) Protecia la ntreruperea unei faze de 230 V n PT 20/0,4 kV
(PFT):
- tensiunea de declanare: 3 U0 150 V corespunztor reglajului
pentru
supratensiune UMT = 270 V;
- temporizare : egal cu reglajul stabilit pentru protecia
PNT.
g) Circuitul de msur pentru protecia de tensiune maxim (PMTT)
cu:- modului voltmetric temporizat tip RVT - 2
* tensiune nominal de alimentare Un = 230 V c.c;
* scala de tensiune (reglabil cu cursor rou): Ur = 230400 V
c.c;
* scala de timp (reglabil cu cursor negru): (0,22)s
* eroarea de msurare la variaii de temperatur pentru 5 0C+ 400C:
3 %;
h) Protecia de tensiune maxim (PMTT) cu :- tensiunea de
declanare: 3 UMT = 270 Vc.c;
- temporizare : t=0,5 s.
i) Circuitul de msur pentru protecia de semnalizare la curent
accidental (PNA-1) cu:- modulul voltmetric temporizat tip RVT-
3
* tensiune nominal Un = 230 V c.c; 50 Hz
* scala de tensiune (reglabil cu cursor rou): Ur = 420 V ; 50
Hz;
* scala de timp (reglabil cu cursor negru): (210)s
* eroarea de msurare la variaii de temperatur pentru 5 0C+ 400C:
3 %;
- transformator de tensiune (TT1)
27
-
* tensiunea nominal primar : Un1 = 230V , 50 Hz;
* tensiunea nominal secundar : Un2 = 100 V , 50 Hz;
* raport de transformare : 230/100 =2,3;
- protecia de neutru accidental pentru semnalizarea circulaiei
de curent accidental prin
priza de pmnt de joas tensiune (PNA-1):
* tensiunea de acionare : Un = 10 V, considernd rezistena de
dispersie a
prizei de pmnt de joas tensiune Rpj 4 ;
- temporizare : t = 5 s.
- circuit de sarcin : Un = 230 V c.c, In = 10 A la nchidere;
- potenial de referin pentru proteciile PNT i PFT: priza de pmnt
auxiliar Rpa1 1 k
amplasat la o distan de l 5 m fa de priza de pmnt din PT (Rpt) i
fa de priza
de pmnt auxiliar Rpa2;- potenial de referin pentru protecia
PNA-1;
- priza de pmnt auxiliar Rpa2 1 k amplasat la o distan de l 5 m
fa de priza de pmnt din PT (Rpt) i fa de priza de pmnt auxiliar
Rpa1:
* semnalizare local;
- alimentarea circuitelor de c.c de la sursa proprie SRTP:*LED
verde de la RVT-1; RVT-2 i RVT-3;*LED verde montat pe placa frontal
simbol Ua ;
- declanare trafo 20/0,4 kV prin PNT: * indicator mecanic de
releu 1D2
- declanare trafo 20/0,4 kV prin PFT: * indicator mecanic de
releu 1D3
- declanare trafo 20/0,4 kV prin PMTT: * indicator mecanic de
releu 1D4
- semnalizare prin PNA 1* indicator mecanic de releu 1D5.
j) Condiii de resetare a semnlizrilor optice : - automat la
dispoziia tensiunii la bornele de alimentare ale blocului BPNTT-1S
sau n
cazul unui defect n puntea redresoare SRTP:* se stinge LED verde
de la RVT-1; RVT-2 i RVT-3;* se stinge LED verde simbol Ua ;
28
-
- manual dup deschiderea capacului blocului BPNTT-1S i acionarea
tijelor de pe releele 1D2, 1D3, 1D4 i 1D5.
k) Condiii de test dup nchiderea capacului:- test pentru
protecia de nul : butonul Bt1 montat pe placa frontal simbol
T-PNT;- test pentru protecia la ntreruperea unei faze : butonul Bt2
montat pe placa frontal
simbol T-PFT;- test pentru PMTT: butonul simbol T-PMTT;- test
pentru protecia de nul PNA-1: butonul simbol T-PNA-1.
l) Condiii de activare:- declanare ntreruptor de putere II prin
proteciile: PNT, PFT i PMTT
* dispoziii de declanare cu clre montat pe placa frontal simbol
D= 1I;- activare releu RVT-1 :
* dispoziii de declanare cu clre montat pe placa frontal simbol
AL- RVT;
- declanare ntreruptor de putere II prin protecia PNT-2:*
dispoziii de declanare cu clre montat pe placa frontal simbol D=
2I;
- temperatura de funcionare : -20 0C +40 0C;
- seciunea maxim a conductorului de racordare : S = 6 mmp;
- grad de protecie : IP 40.
Pentru experimentarea soluiei de realizare a blocului BPNTT-1S,
n structura acestuia, trebuie cuprins protecia la ntreruperea
neutrului i/sau unei faze, protecia maximal de tensiune
i protecia de semnalizare a curentului accidental prin prizele
de pmnt a neutrului de joas
tensiune.
Protecia la ntreruperea neutrului i/sau a fazei i protecia
maximal de tensiune se
realizeaz conform structurii blocului BPNTT-1.Protecia de neutru
accidental PNA-1 pentru semnalizarea circulaiei de curent
accidental
prin priza de pmnt de joas tensiune (PNA-1) se realizeaz n
structura modulului voltmetric
temporizat RVT-3, care n etapa experimental se va asocia
proteciilor PNT, PFT i PMTT.n acest sens se creeaz probabilitatea
de experimentare n condiii reale de funcionare a
reelei de 0,4 kV, alimentat dintr-un post de transformare de
m.t/j.t echipat cu blocul de protecie
BPNTT-1S.Renunarea la protecia maximal de tensiune din structura
blocului de branament i deci
mrirea gradului de funcionare a acestui bloc este posibil i cu
un grad de siguran ridicat, dac
29
-
se realizeaz protecia maximal de tensiune i protecia de neutru
accidental PNA-1 n structura blocului BPNTT-1S din postul de
transformare m.t/j.t.
Reglajele proteciilor din structura blocului experimental
BPNTT-1S, care se va realiza prin urmrirea proteciei PNA-1 n
condiii reale de funcionare ale reelei de joas tensiune se
stabilesc avnd la baz urmtoarele consideraii:
- reglajele proteciilor PNT, PFT i PMTT se stabilesc la valorile
prescrise n cadrul lucrrii de experimentare a blocului BPNTT-1 care
a fost realizat pentru sectorul experimental de reea de joas
tensiune alimentat din PTA-93 20/0,4
kV Tg. Jiu;- reglajele proteciilor PNA-1, pentru semnalizarea
circulaiei de curent prin
instalaia de legare la pmnt a reelei de 0,4 kV se stabilesc
considernd
rezistena de dispersie a prizei de pmnt de joas tensiune egal
cu
Rpr =2 ;
Filtrul homopolar din structura blocului BPNTT-1S se va realiza
cu transformatoare de tensiune avnd raportul:
5,124,18
230
2
11 === U
Un
Respectnd condiia impus ca protecia PNT i PFT s asigure
declanarea
ntreruptorului cnd tensiunea de nul este U = 50 V, 50 Hz rezult
c modulul voltmetric RVT-1 se va regla la
VURVT 1212150
== .
Se menioneaz c reglajul de timp pentru protecia la ntreruperea
nulului i a fazei se va
stabili la o valoare la care se asigur declanarea rapid la
asemenea defect.
n concluzie PNT i PFT se vor regla la modulul voltmetric RVT-1
la urmtoarele valori :
- U1 = 12 V corespunztor tensiunii U = 50 V;
- t1 = 0,5 s.
Reglajele proteciei de maxim tensiune PMTT se vor stabili pe
durata urmririi comportrii sectorului experimental de reea de 0,4
kV la urmtoarele valori:
- UMT = 270 V;
- t2 = 0,5 s.
Se precizeaz c proteciile PNT i PFT trebuie reglate la aceeai
valori avnd n vedere c la ntreruperea unei faze n PT 20/0,4 kV
apare un dezechilibru care la Udez = 50 V trebuie s
declaneze ntreruptorul din postul de transformare.
Transformatorul de tensiune din structura proteciei PNA 1 are
raportul de transformare:
30
-
3,2100230
2
11 === U
Un
Considernd c protecia PNA-1 trebuie s activeze n cazul n care
prin priza de pmnt
Rpr = 2 trece un curent I =5 A rezult c tensiunea de activitate
a acestei protecii poate fi
stabilit la o valoare Un = 11 V.
n acest caz reglajul la modulul voltmetric se stabilete la o
valoare:
VURVT 53,211
=
Reglajul de timp la protecia PNA-1 se stabilete la o valoare t =
5 s dup care se memoreaz semnalul la activare a acestei
protecii.
n concluzie protecia PNA-1 se va regla la modulul voltmetric
RVT-3 la urmtoarele valori:
- U2 = 5 V; 50 Hz corespunztor tensiunii i curentului ;
- Un = 11 V, pentru I =5 A i pentru o rezisten de dispersie a
prizei de
pmnt de joas tensiune din postul de transformare egal cu Rpr = 2
.
Fa de cele de mai sus se pot concluziona urmtoarele :
a) concepia de realizare a proteciei de semnalizare a curenilor
accidentali prin instalaia de legare la pmnt a neutrului reelei de
joas tensiune, determin Protecia de curent accidental PCA pentru
semnalizarea circulaiei de curent accidental pmnt - neutru n reea
de joas tensiune realizat cu blocul tip PNA-1, a luat n considerare
dou variante constructive:
- protecia PNA-1 ncadrat n structura blocului de protecie
BPNTT-1 simbolizat BPNTT-1S;
- protecia PNA-1 ncadrat n structura unui dispozitiv de protecie
DPNA-1 denumit Dispozitiv cu protecia de neutru la curent
accidental prin priza de pmnt j.t din PT de m.t/j.t ;
b) pentru experimentarea comportrii proteciei PNA-1 n condiiile
reale de funcie a reelei de joas tensiune se prezint soluia de
realizare a blocului BPNTT-1S structurat pe urmtoarele
protecii:
- protecia la ntreruperea nulului PNT;- protecia la ntreruperea
fazei PFT;- protecia de maxim tensiune PMTT;- protecia la
ntreruperea nulului PNT;
31
-
- protecia PNA-1 utilizat pentru semnalizarea curentului
accidental prin priza de pmnt de joas tensiune n postul de
transformare;
c) se recomand ca dup punerea n funciune a blocului BPNTT-1S n
sectorul experimental de reea de 0,4 kV s fie analizat i soluia de
modernizare a blocului de
msur i protecie pentru branamente mono i trifazate n structura
de utilizare
numai a proteciei la ntreruperea nulului.
n Fig.4 se prezint schema experimental a blocului BPNTT-1S.
CAPITOLUL 3 REALIZAREA I NCADRAREA BLOCULUI DE PROTECIE
PENTRU
SEMNALIZAREA CURENILOR ACCIDENTALI BPNA-1 N SECTORUL
EXPERIMENTAL N VEDEREA FUNCIONRII N CONDIII REALE DE EXPLOATARE
Blocul de protecie BPNA-1 pentru semnalizarea curenilor
accidentali prin instalaia de legare la pmnt a neutrului reelei de
joas tensiune cuprinde protecia de cureni accidentali
PCA. Lucrrile privind realizarea n ncadrarea blocului de
protecie BPNA-1 s-au desfurat n urmtoarele etape:
a) realizarea blocului de protecie BPNA-1 cu funcia controlului
tensiunii neutrului fa de
pmnt de referin Un pentru semnalizarea curenilor accidentali
prin instalaia de legare la pmnt a neutrului reelei de j.t;
b) realizarea blocului de protecie BPNA-1 adaptabil la blocul cu
protecie la ntreruperea neutrului i/sau a fazei i cu protecia de
maxim tensiune tip BPNTT-1;
c) analiza i stabilirea soluiei de realizare a tabloului de
distribuie de 0,4 kV TDP din structura postului de transformare
6/0,4 kV; 160 kVA, PTA 1046 Drum Dara sau PTA
5612 Colonia Ardud de la Sucursala de Distribuie i Furnizare a
Energiei Electrice
Satu Mare i asocierea blocului BPNA-1 la blocul de protecie
BPNTT-1;
Fig. 7 Schema electric monofilar a PTA 1046 Drum Dara cu
racordarea conductorului PEN la prizele de pmnt in reeaua de 0,4
kV
1. TDP Tabloue de distribuie 0,4 kV a postului de transformare2.
L1L3 LEA cu prizele de pmnt la primul stlp care alimenteaz reelele
(1)(3).3. L1L3 LES cu prizele de pmnt consumator care este
alimentat din cablurile (4), (54. Rpt Priza echivalent instalaiei
de 220 kV (priza postului de transformare).5. Rps1 Rps3 Prizele de
pmnt echivalente ale reelelor L1L3 msurate la primul stlp al
reelelor.6. Rps4 Rps5 Prizele de pmnt echivalente msurate la primul
consumator alimentat din L4L5.7. R,S,T Conductoare de faz.8. PEN
Conductor de lucru i de protecie.9. SIST-201 Sigurane fuzibile tip
MPR (sau ntreruptoare).10. 1I ntreruptor automat tip USOL.11. 7.TC
Transformatoare de curent.
Fig.4 Schema experimental BPNTT-1S1. Blocul BPNTT-1S se
racordeaz la bara 0,4 kV prin cleme de ir(S = 10 mmp).2.
Conductorrul U
N1se racordeaz la priza auxiliar R
pa1.
3. Conductorrul UN2
se racordeaz la priza auxiliar Rpa2
.4. Distanele ntre prizele de pmnt auxiliare R
pa1i R
pa2 i fa de priza de pmnt R
pt i R
pr trebuie s fie
mai mari de 5 m.
32
-
d) analiza i stabilirea condiiilor de experimentare a soluiei de
utilizare a proteciei de curent accidental pe plecarea de 0,4 kV
alimentat din postul de transformare 6/0,4 kV
PTA 1046 Drum Dara sau PTA 5612 Colonia Ardud cu priza de pmnt
de exploatare
la primul stlp de 0,4 kV;
e) montarea blocului cu protecia de curent accidental BPNA-1 n
postul de transformare cu circuitele necesare executrii msurilor i
probelor n dou etape:
- verificarea parametrilor funcionali a blocului BPNA-1;-
experimentarea pentru funcionarea n condiii reale de
exploatare.
n vederea urmririi comportrii proteciei pentru controlul
curenilor accidentali PNA n condiiile reale de exploatare ale
reelei de 0,4 kV, blocul BPNA-1 a fost prevzut cu urmtoarele
semnalizri:
- memorare mecanic Activat protecia PNA-1;- semnal optic
oscilant pe toat durata de activitate a proteciei PNA-1;
f) stabilirea reglajelor proteciei PNA-1 care trebuie s
semnalizeze depirea pragului de curent prescris prin prizele de
pmnt ale LEA de =0,4 kV din zona postului de
transformare.
Principalele componente din structura postului de transformare
PTA1046 6/0,4 kV Drum
Dara inclusiv prizele de pmnt la primul stlp al LEA de 0,4 kV i
priza de pmnt auxiliar,
precum i anexele aferente necesare pentru trecerea de la regim
de funcionare cu blocul de
protecie BPNTT-1 i blocul de protecie BPNA-1 sunt prezentate n
schemele principale prezentate n cap.1 al prezentei lucrri.
Schemele au fost concepute i realizate innd seama de urmtoarele
:
- realizarea unui circuit separat pentru racordarea blocului de
protecie BPNA-1 la barele 0,4 kV ale postului de transformare;
- probabilitatea executrii probelor i msurilor n condiiile reale
de exploatare
n vederea trecerii la regim de funcionare cu protecii care s
semnalizeze
depirea pragului de curent prestabil prin priza de pmnt de
joas
tensiune;
- completarea tabloului de distribuie al postului de
transformare cu circuite
suplimentare care s asigure transmiterea n exterior a
semnalizrii optice
oscilante n cazul n care valoarea curentului prin priza de pmnt
determin
depirea unor tensiuni relativ mari pe conductorul PEN al reelei
de 0,4 kV;
n Fig.5 se prezint schema electric monofilar a PTA1046 Drum Dara
schema normal de funcionare.
Fig. 5 Schema electric monofilar a PTA 1046 Drum Dara (situaia
existen)
Rpt priza de pmnt a postului de transformare; Rpt 1.5 priza de
pmnt pe partea de 0,4 kV.
Fig. 6 Schema electric monofilar a PTA 1046 Drum Dara cu
blocurile de protecie tip BPNTT-1 i BPNA-1
1. TDP Cutie de distribuie tip pentru post tip CD 1-6 . 10. L1
ir de cleme 8x4 mmp.2. F851 Disjunctor compact tip NS400N cu
STR23SE. 11. L2 ir de cleme 8x4 mmp.3. F852, F853 Disjunctor
compact tip NS100N cu TM100D. 12. Rpt Prize de pmnt a postului de
transformare4. F854 ntreruptor automat tip PLSM-C6/3. 13. R
ps Priza auxiliar cu R < 1k
5. F062F064 Siguran fuzibil tip UE50. 14. Rpa
Priza de pmnt echiv. ale primilor stlpi (cons).6. F044F055
Siguran fuzibil tip SIST-201. 15. E102 Bloc de protecie tip
BPNA.7.T101T103 Transformator de curent Ki=200/5A. 16. ntreruptor
automat tip PLSM-C6/2.8. P501 Contor trifazat de energie electric
activ tip T2CA43.9.E101 Bloc cu protecii de post tip BPNTT-1.
Fig. 7 Schema electric monofilar a PTA 1046 Drum Dara cu
racordarea conductorului PEN la prizele de pmnt in reeaua de 0,4
kV
1. TDP Tabloue de distribuie 0,4 kV a postului de transformare2.
L1L3 LEA cu prizele de pmnt la primul stlp care alimenteaz reelele
(1)(3).3. L1L3 LES cu prizele de pmnt consumator care este
alimentat din cablurile (4), (54. Rpt Priza echivalent instalaiei
de 220 kV (priza postului de transformare).5. Rps1 Rps3 Prizele de
pmnt echivalente ale reelelor L1L3 msurate la primul stlp al
reelelor.6. Rps4 Rps5 Prizele de pmnt echivalente msurate la primul
consumator alimentat din L4L5.7. R,S,T Conductoare de faz.8. PEN
Conductor de lucru i de protecie.9. SIST-201 Sigurane fuzibile tip
MPR (sau ntreruptoare).10. 1I ntreruptor automat tip USOL.11. 7.TC
Transformatoare de curent.
33
-
n Fig.6 se prezint schema electric a PTA1046 Drum Dara cu
blocurile de protecie BPNTT-1 i BPNA-1.
n Fig.7 se prezint schema electric monofilar a PTA cu racordarea
conductorului PEN la prizele de pmnt.
Fig. 5 Schema electric monofilar a PTA 1046 Drum Dara (situaia
existen)
Rpt priza de pmnt a postului de transformare; Rpt 1.5 priza de
pmnt pe partea de 0,4 kV.
Fig. 6 Schema electric monofilar a PTA 1046 Drum Dara cu
blocurile de protecie tip BPNTT-1 i BPNA-1
1. TDP Cutie de distribuie tip pentru post tip CD 1-6 . 10. L1
ir de cleme 8x4 mmp.2. F851 Disjunctor compact tip NS400N cu
STR23SE. 11. L2 ir de cleme 8x4 mmp.3. F852, F853 Disjunctor
compact tip NS100N cu TM100D. 12. Rpt Prize de pmnt a postului de
transformare4. F854 ntreruptor automat tip PLSM-C6/3. 13. R
ps Priza auxiliar cu R < 1k
5. F062F064 Siguran fuzibil tip UE50. 14. Rpa
Priza de pmnt echiv. ale primilor stlpi (cons).6. F044F055
Siguran fuzibil tip SIST-201. 15. E102 Bloc de protecie tip
BPNA.7.T101T103 Transformator de curent Ki=200/5A. 16. ntreruptor
automat tip PLSM-C6/2.8. P501 Contor trifazat de energie electric
activ tip T2CA43.9.E101 Bloc cu protecii de post tip BPNTT-1.
Fig. 7 Schema electric monofilar a PTA 1046 Drum Dara cu
racordarea conductorului PEN la prizele de pmnt in reeaua de 0,4
kV
1. TDP Tabloue de distribuie 0,4 kV a postului de transformare2.
L1L3 LEA cu prizele de pmnt la primul stlp care alimenteaz reelele
(1)(3).3. L1L3 LES cu prizele de pmnt consumator care este
alimentat din cablurile (4), (54. Rpt Priza echivalent instalaiei
de 220 kV (priza postului de transformare).5. Rps1 Rps3 Prizele de
pmnt echivalente ale reelelor L1L3 msurate la primul stlp al
reelelor.6. Rps4 Rps5 Prizele de pmnt echivalente msurate la primul
consumator alimentat din L4L5.7. R,S,T Conductoare de faz.8. PEN
Conductor de lucru i de protecie.9. SIST-201 Sigurane fuzibile tip
MPR (sau ntreruptoare).10. 1I ntreruptor automat tip USOL.11. 7.TC
Transformatoare de curent.
34
-
Pentru utilizarea i experimentarea soluiei de realizare a
proteciei de neutru accidental n
condiii reale de exploatare a reelei de 0,4 kV blocul BPNA-1 a
fost realizat ntr-o structur compact.
n acest sens blocul BPNA-1 realizat astfel i verificat pe
electromodel fizic de reea a fost montat n PTA 6/0,4 kV 1046 Drum
Dara i la PTA 5612 Colonia Ardud n vederea experimentrii
acestuia n condiii reale de exploatare ale reelei de 0,4 kV.
Pentru montarea blocului de protecie BPNA-1 n PTA s-a inut seama
de funciunile blocului de protecie tip BPNTT-1 montat la postul de
transformare.
n cele de mai jos se prezint caracteristicile tehnice ale
blocului de protecie BPNA-1 care a fost realizat n cadrul prezentei
lucrri.
Caracteristicile tehnice ale blocului BPNA-1 a) Circuitul de
alimentare pentru protecia PNA-1 (SA):
- ntreruptor bipolar Un =230 V, In = 6 A cu protecia termic
i
electromagnetic
- transformator de tensiune 230 V, 50 Hz;
- circuit necesar pentru alimentarea modulului voltmetric tip
RVT i a bobinei de declanare a ntreruptorului de putere realizat cu
transformator de
tensiune: 230 V c.c n cazul alimentrii cu tensiune alternativ U
= 230 V;
50 Hz; puterea sursei : S 10 MVA.
b) Circuitul de msur realizat cu modulul voltmetric temporizat
tip RVT (SM):- transformator de tensiune 230 V;
- releu voltmetric temporizat RVT:
* tensiune nominal Un = 230 V , 50 Hz;
* scala de tensiune Ur = 420 V, 50 Hz;
* scala de timp reglabil: 220 s;
* crearea de msurare la variaii de temperatur pentru 5 0C+ 400C:
3 %;
c) Protecia de neutru accidental pentru semnalizarea circulaiei
de curent accidental prin priza de pmnt a reelei de joas tensiune
(PNA-1):
- tensiunea de acionare Un = 10 V, 50 Hz considernd rezistena
de
dispersie a prizei de pmnt de joas tensiune Rpr 4;- temporizat
t= 5 s;
- circuit de sarcin Un =230 V c.c, In = 10 A la nchidere.
d) Punctul de referin pentru protecia PNA-1:
35
-
- priza de pmnt auxiliar Rpa 1 k amplasat la o distan de l 5 m
fa de priza de pmnt din PT (Rpt) i fa de priza de pmnt a reelei de
joas
tensiune.
e) Semnalizare local; - alimentarea circuitelor de la sursa
proprie (SA):
*LED verde montat pe RVT; *LED verde montat pe placa frontal
simbol Ua ;
- activat PNA-1; - FA indicator mecanic de semnalizare;
- LED semnal optic oscilant.
Condiii de resetare a semanlizrilor optice : - automat la
dispariia tensiunii la bornele de alimentare ale blocului
BPNA-1:
* se stinge LED verde montat pe RVT;* se stinge LED verde simbol
Ua ;
- manual dup deschiderea capacului la blocului BPNA-1 i
activarea butonului de anulare a semnalizrilor.
- condiii de test a proteciei PNA-1: butonul de testare simbol
Bt;- temperatura de funcionare : -20 0C +40 0C;
- seciunea maxim a conductorului de racordare : S = 6 mmp;
- grad de protecie : IP 40.
Reglajele proteciilor din structura blocului de protecie BPNTT-1
i a blocului de protecie BPNA-1 care s-au realizat pentru urmrirea
proteciilor PNT, PFT, PMTT i PNA-1 n condiii reale de funcionare
ale reelei de 0,4 kV alimentat din PTA s-au stabilit avnd la baz
urmtoarele
consideraii:
- reglajul proteciilor PNT, PFT i PMTT s-au stabilit la valori
prescrise n cadrul lucrrii privind experimentarea blocului
BPNTT-1;
- reglajele proteciilor PNA-1, din structura blocului BPNA-1
realizat n cadrul prezentei lucrri au fost stabilite innd seama c
pe bara de de 0,4
kV ale postului de transformare sunt racordate cinci linii
electrice de 0,4 kV.
36
-
Astfel respectnd condiia impus ca protecia PNT i PFT s asigure
declanarea
ntreruptorului cnd tensiunea de nul este U = 50 V, 50 Hz
reglajul a fost stabilit la urmtoarele
valori:
Un = 50 V , t1 = 0,5 s.
Se menioneaz c reglajul de timp pentru protecia la ntreruperea
neutrului i a fazei au
fost stabili la o valoare la care se asigur declanarea rapid la
asemenea defect.
Reglajele proteciei de maxim tensiune PMTT se vor stabili pe
durata urmririi comportrii sectorului experimental de reea de 0,4
kV la urmtoarele valori:
- UMT = 270; 50 Hz
- t2 = 0,5 s.
Se precizeaz c proteciile PNT i PFT au fost reglate avnd n
vedere ca la ntreruperea unei faze de 0,4 kV n zona postului de
transformare apare un dezechilibru care la
Udez = 50 V trebuie s declaneze ntreruptorul din postul de
transformare.
Reglajul proteciei PNA-1 pentru semnalizarea circulaiei de
curent prin instalaia de legare la pmnt ale reelei de 0,4 kV a fost
stabilit avnd n vedere urmtoarele:
- la borna de 0,4 a postului de transformare sunt racordate dou
sau mai multe linii
electrice cu prize de pmnt la stlpi ai acestor linii;
- rezistena de dispersie a prizei de pmnt la fiecare linie este
egal cu Rpr= 4 ;- se consider c rezistena de dispersie a prizei de
pmnt echivalente prin care
trece un curent pentru activitatea proteciei PNA-1 este egal cu
Rpr= 0,8 ;- se stabilete c protecia PNA-1 trebuie s activeze cnd
prin priza de pmnt
echivalent trece un curent I = 8 A i deci tensiunea de activare
a acestei
protecii se stabilete la o valoare aproximativ egal cu Un = 7 V
, 50 Hz.
Reglajul de timp la protecia PNA-1 se stabilete la o valoare t =
5 s dup care se memoreaz semnalul la activare a acestei protecii i
transmiterea semnalului optic oscilant care
poate fi vizualizat n exterior.
Caracteristicile tehnice ale blocului BPNTT-1:
a) Circuitul de alimentare pentru protecia PMT i PFT cu:-
ntreruptor automat tripolar cu protecia termic i
electromagnetic
tip PLSM-6/3;
- surs proprie SRTP-1 pentru alimentarea modulului voltmetric de
msur i bobina de declanare a ntreruptorului de putere:
* Un = 230 V cc n cazul alimentrii cu tensiune alternativ
trifazat Un = 50 Hz;
37
-
* U > 140 V c.c n cazul ntreruperii unei faze la bornele
circuitului de alimentare;
* puterea sursei : S 10 MVA.
b) Circuitul de msur pentru protecia la ntreruperea neutrului i
/sau a fazei:- modului voltmetric temporizat tip RVT- 1:
* tensiune nominal Un = 230 V , 50 Hz;
* scala de tensiune reglabil: Ur = 420 V c.a;
* scala de timp: 0,22s;
* crearea de msur la variaii de temperatur pentru 5 0C+ 400C: 3
%;
- filtru homopolar de tensiune (FHT)
* tensiunea nominal primar : Un1 = 230 V c.a;
* tensiunea nominal secundar opional.
c) Protecia la ntreruperea neutrului n PTA (PNT) :-
supratensiune de frecven industrial de 50 Hz; UMT= 270 V
* reglabil (opional);
* tensiune nominal de declanare 270 V, corespunztor tensiunii de
nul
Un = 50 V;
- temporizare : 0,22 s;
- protecia la ntreruperea unei faze de 230 V n PTA 6/0,4 kV
PFT:
- tensiunea de declanare corespunztor reglajului pentru
tensiunea de nul Un = 50 V;
- temporizare: egal cu reglajul stabilit pentru protecia
PNT.
d) Protecia de tensiune maxim PMTT :- tensiunea de declanare:
UMT = 270 V;
- temporizare : reglabil 0,22 s.
e) Punctul de referin pentru proteciile PNT i PFT:
- priza de pmnt auxiliar Rpa 1 k amplasat la o distan de l 5 m
fa de priza de
pmnt din PTA (Rpt).
f) Semnalizare local:- alimentarea circuitelor de c.c de la
sursa proprie :
*LED verde montat pe placa frontal simbol Ua ;- declanare trafo
6/0,4 kV prin PNT:
* indicator mecanic de releu 1D2 sau LED;
38
-
- declanare trafo 6/0,4 kV prin PFT: * indicator mecanic de
releu 1D3 sau LED;
- declanare trafo 6/0,4 kV prin PMTT: * indicator mecanic de
releu 1D4 sau LED.
- semnalizare prin PNA 1* indicator mecanic de releu 1D5.
g) Condiii de resetare a semnalizrilor optice : - automat la
dispoziia tensiunii la bornele de alimentare ale blocului BPNTT-1
sau n
cazul unui defect n puntea redresoare SRTP-1:- manual dup
deschiderea capacului blocului BPNTT-1 i acionarea butonului de
anulare.
h) Condiii de test dup deschiderea capacului:- test pentru
protecia de nul :
* butonul Bt1 montat pe placa frontal simbol T-PNT;- test pentru
protecia la ntreruperea unei faze :
* butonul Bt2 montat pe placa frontal simbol T-PFT;- test pentru
PMTT:
* butonul simbol Bt3 montat pe placa frontal simbolizat
T-PMTT.
i) Condiii de activare:- declanat ntreruptor de putere prin
proteciile: PNT, PFT i PMTT
* dispoziii de declanare cu clre montat pe placa frontal simbol
D= 1I;
- temperatura de funcionare : -20 0C +40 0C;
- seciunea maxim a conductorului de racordare : S = 6 mmp;
- grad de protecie : IP 44.
Reglajele proteciilor PNT, PFT i PMTT din structura blocului
BPNTT-1 Filtrul homopolar de tensiune din structura blocului
BPNTT-1S este realizat cu
transformatoare de tensiune avnd raportul:
5,124,18
230
2
11 === U
Un
39
-
Respectnd condiia impus ca protecia PNT i PFT s asigure
declanarea
ntreruptorului cnd tensiunea de nul este U = 50 V, 50 Hz rezult
c modulul de msur din
structura acestei protecii se va regla la valoarea:
VUm 1212150
== .
n etapa experimental reglajul de timp pentru protecia la
ntreruperea neutrului i/sau a
fazei se stabilete la o valoare care se asigur declanarea rapid
la asemenea defect.
n concluzie PNT i PFT se regleaz la urmtoarele valori :
- U1 = 12,5 V corespunztor tensiunii Un = 50 V;
- t1 = 0,5 s.
La protecia de maxim tensiune PMTT, pe durata urmririi
comportrii sectorului experimental din reeaua de 0,4 kV se
stabilesc urmtoarele valori:
- UMT = 270 V;
- t2 = 0,5 s.
Se precizeaz c proteciile PNT i PFT trebuie reglate la aceeai
valori avnd n vedere c la ntreruperea unei faze n PTA la care apare
un dezechilibru Udez = 50 V, aceste protecii trebuie s deconecteze
ntreruptorul din postul de transformare.
Caracteristicile ntreruptorului COMPACT NS400N cu declanator
electronic tip STR23E i declanator de maxim tensiune MX/SHT
utilizat la postul de transformare
a) ntreruptor COMPACT NS400N Cod 32403:- numrul de poli 3
- caracteristici electrice:
* curent nominal In = 400 A
* tensiune nominal de izolare Ui = 750 V
* tensiune nominal de inere la impuls Uimp = 8 kV
* tensiune nominal de funcionare Ue = 690 V 50 Hz
* capacitatea de rupere n serviciu Isc = 42 kA la 440 V ef - 50
Hz
b) declanator electronic tip STR23E pentru COMPACT NS400N Cod
32403:- protecia de suprasarcin:
* pragul de declanare pentru temperatura +200C 700C : curent de
reglaj I0 (6 poziii de la 0,5 la 1) i curent de reglaj fin Ir (8
poziii de la 0,8 la 1).
* timp de declanare la suprasarcini (td) fix:
40
-
la 1,5 Ir td =120180 s
la 6 Ir td = 57 s
la 7,2 Ir td =3,25 s.
- protecia la scurtcircuit temporizat:
* pragul de declanare: curent reglabil (8 trepte) i curent
reglabil Im =210 Ir.* temporizare : timp de declanare la
suprasarcini :
- fix la Im =210 Ir td 40 ms
- timp total de declanare td 60 ms
- protecia la scurtcircuit instantanee:
* pragul de declanare fix : curent de aciune I 11 In
Declanator STR23SE se alimenteaz din reeaua de 0,4 kV, 50 Hz, pe
care o supravegheaz.
c) bobina Mx cu declanare la punerea sub tensiune pentru COMPACT
NS400N Cod 29387:- schema de comand tip impuls
- tensiunea de comand de la o surs separat Un = 230/240 V
c.a
- consum la deschidere: *alimentare n c.a. 50 Hz < 10 VA
* alimentare n c.c. < 5 W.
d) contacte auxiliare pentru COMPACT NS400N Cod 29450.
Reglajele stabilite la declanatorul electronic tip STR23SE din
structura ntreruptorului NS400N utilizat la TD al postului de
transformare au n vedere de urmtoarele:
- curentul nominal al ntreruptorului NS400N la care este asociat
declanatorul STR23SE In = 400A;
- ncrcarea la puterea nominal a transformatorului de 6/0,4 kV
160 kVA .
Din acest motiv se consider c transformatorul poate fi declanat
dac prin
trafo circul un curent: IT = 1,1;In = 256 A;
- curenii de scurtcircuit n reeaua de 0,4 kV pentru a verifica
coefixcieni de
siguran i sensibilitate ai proteciilor alese.
Calculul curentului de scurtcircuit s-a fcut att cu scopul
alegerii corespunztoare a
aparatajului din cutia de distribuie a PTA 1046, ct i pentru a
ajuta la stabilirea reglajelor la
disjunctoarele i siguranele din PTA.
41
-
La calcul s-a inut seama de urmtoarele considerate:
- s-a considerat puterea de scurtcircuit n reeaua din amonte de
transformator
(la bornele de 6 kV ale acestuia) SSC = 100 MVA;
- s-au neglijat rezistenele din circuit, acestea fiind 1/3 din
valoarea
reactanelor i deci eroarea de calcul prin aceast neglijare nu
depete
+ 10 %;
- s-a folosit metoda de calcul conf. PE 134-2/96 ndrumar de
calcul al curenilor de scurtcircuit n reeaua de joas tensiune;
- s-a considerat tensiunea de baz UB= 0,4 kV;
- trafo 160 kVA cu Uk= 4 %;
- elementele de circuit din zona PTA 1046 (coloane, bare,
disjunctor, etc) s-au
ales conf. 134-2/96 i Catalog Schneider pag.23.
Au rezultat urmtoarele reglajele, stabilite la declanatorul
electronic de tip STR23SE:a) Protecia la suprasarcin (LT):
- reglajul de curent pentru pragul de declanare: ( ) AI LTr
256=
- timpii de declanare rezultai:
( ) AIpentrusst LTr 3842565,15,1180...120 ===
( ) AIpentrusst LTr 1536256667...50 ===
b) Protecia la scurtcircuit (ST):
- reglajul de curent pentru pragul de declanare: ( ) AI STr
512=
- timpii de declanare corespunztor curentului pentru pragul de
declanare: mst 40 .
c) Protecia la scurtcircuit instantaneu (I):
- reglajul de curent fix: ( ) AI Ir 4400=
- timpul de declanare : instantaneu.
Caracteristicile ntreruptorului COMPACT NS100N cu declanator
magneto-termic tip TM100D i declanator de maxim tensiune MX/SHT
utilizat la LEA 0,4 kV racordat la TDP al postului de
transformare
a) ntreruptor COMPACT NS100N:- numrul de poli 3
42
-
- caracteristici electrice:
* curent nominal In = 100 A
* tensiune nominal de izolare Ui = 750 V
* tensiune nominal de inere la impuls Uimp = 8 kV
* tensiune nominal de funcionare Ue = 690 V 50 Hz
* capacitatea de rupere n serviciu Isc = 35 kA la
440 V ef -50 Hz
b) declanator electronic tip TM100D pentru COMPACT NS100N :-
protecia de suprasarcin:
* pragul de declanare : curent de reglaj Ir (0,8 la 1)x In.
* timp de declanare la suprasarcini (td) fix:
la 1,5 Ir td =120180 s
la 6 Ir td = 57 s
la 7,2 Ir td =3,25 s.
- protecia la scurtcircuit instantanee:
* pragul de declanare fix: curent de acionare Im 8 In.
c) bobina Mx cu declanare la punerea sub tensiune pentru COMPACT
NS100N :- schema de comand tip impuls
- tensiunea de comand de la o surs separat Un = 230/240 V ca
- consum la deschidere: *alimentare n ca 50 Hz < 10 VA
* alimentare n cc < 5 W.
d) contacte auxiliare pentru COMPACT NS100N .
e) reglajele la disjunctoarele COMPACT NS100N montate pe LEA 0,4
kV sunt reglate la valorile:
AII nr 1001 ==
AII nm 8008 ==
Cu aceste reglaje se mplinesc condiii de sensibilitate i siguran
fa de curenii maximi
de sarcin (Is >80 A), i de scurtcircuit (Isc = 1600 A).
43
-
CAPITOLUL 4 REZULTATELE EXPERIMENTRILOR, DEFINITIVAREA
SOLUIILOR
I PROPUNERI DE REGLEMENTRI
Pentru trecerea postului de transformare 6/0,4 kV PTA 1046 Drum
Dara, respectiv a PTA
5612 Colonia Ardud la regim de funcionare cu protecie la
ntreruperea nulului i a fazei i cu
protecie de maxim tensiune, msurrile i verificrile au fost
grupate astfel:
- n zona postului de transformare,
- n reeaua de 0,4 kV.
n zona postului de transformare s-au avut n vedere:
- verificarea circuitului de for,
- verificarea grupului de msur,
- verificarea circuitului de legare la pmnt a construciilor
metalice,
- msurarea rezistenei de dispersie a prizei de pmnt la care se
racordeaz
prile metalice ale postului de transformare (cuva
transformatorului), tablou
de distribuie (TDP), cutia blocului de protecie BPNTT-1, etc;-
circulaia curentului prin priza de pmnt a postului de
transformare.
n zona reelei de 0,4 kV s-au avut n vedere urmtoarele:
- racordarea conductoarelor PEN aferente liniilor de 0,4 kV (L1,
L2, L3, L4, L5) la stlpii cu prizele de pmnt;
- msurarea rezistenelor de dispersie a prizelor de pmnt la
stlpii afereni
liniilor (L1, L2, L3, L4, L5);
- circulaia curenilor prin prizele de pmnt a celor 5 linii la
care se
racordeaz conductoarele PEN.
Dup executarea tuturor lucrrilor de verificare s-au fcut probe
de testare a proteciei
PNA-1 cu transmiterea semnalizrii optice de activare a acestei
protecii.A rezultat c, blocul BPNA-1, realizat pentru adaptarea
acestuia la blocul BPNTT-1, are o
concepie nou de realizare a proteciei la supratensiuni de
frecven industrial Un i UMT n reelele electrice de 0,4 kV i
anume:
- protecia de nul n structura blocului BMP de la consumator
mpotriva
supratensiunii de nul Un i UMT care apare dup ntreruperea
conductorului PEN pe linii de 0,4 kV;
- protecia de maxim tensiune PMTT n structura blocului BPNTT-1
la apariia supratensiunii UMT n regim normal de funcionare a reelei
de 0,4 kV;
44
-
- protecia la ntreruperea neutrului PNT i/sau a fazei PFT n
postul de transformare din structura blocului BPNTT-1;
- protecia de neutru accidental din structura blocului BPNA-1
pentru semnalizarea circulaiei unor cureni accidentali pmnt-neutru
n reeaua de
0,4 kV.
Blocul BPNA-1 a fost verificat la postul de transformare PTA
5612 Colonia Ardud i pus n funciune n condiiile reale de
exploatare. A se vedea Procesul Verbal