Sistem numeric de protectie la scurtcircuit și suprasarcină a unui transformator

CAPITOLUL I

PROBLEME GENERALE ALE INSTALAŢIILOR DE PROTECŢIE UTILIZATE ÎN SISTEMELE ENERGETICE.

CERINŢELE SISTEMELOR DE PROTECŢIE

1.1. Probleme generale ale instalaţiilor de protecţie

Instalaţiile de protecţie prin relee sunt ansamble de dispozitive automate ce realizează o comandă automată discretă - o comandă de tip releu, instalate pe obiectele sistemului energetic (generatoare, transformatoare, bare, linii), cu rolul de a supraveghea funcţionarea acestor obiecte. În cazul depăşirii limitelor mărimilor ce caracterizează regimul de funcţionare al obiectelor, regim de defect, intervin în mod operativ activ izolând obiectul în carea a apărut defectul de restul sistemului energetic. Izolarea se face numai atunci când prin regimul de defect apărut este pusă în pericol stabilitatea în funcţionare a sistemului energetic sau integritatea obiectului protejat. Izolarea presupune, de regulă, deconectarea întreruptoarelor cele mai apropiate de obiect, întreruptoare prin care obiectul este racordat la sistem.

Dacă modificarea mărimilor ce caracterizează funcţionarea unui obiect din sistem, la un moment dat, nu prezintă pericol imediat pentru obiectul protejat sau sistem, instalaţia de protecţie trebuie să semnalizeze regimul de funcţionare apărut, numit regim anormal.

În funcţionarea sistemelor energetice apar o serie de particularităţi care trebuie considerate la realizarea unui sistem de protecţie. Dintre acestea menţionăm:

1. Defectele apărute în sistemele energetice se pot transforma în avarii, caracterizate printr-o viteză foarte mare de extindere, cu efecte grave atât asupra sistemului de producere a energiei cât şi al consumatorilor. Aceste defecte sunt:

- Distrugerea sau deteriorarea elementelor sistemului prin efecte termice şi electrodinamice;

- scăderea puternică a tensiunii cu consecinţe negative atât asupra consumatorilor cât şi a producătorilor de energie;

- pierderea stabilităţii de funcţionare a generatoarelor din centrale, a centralelor şi a sistemului energetic în ansamblu.

2. Orice funcţionare în afara valorilor nominale ale tensiunii şi a frecvenţei ce caracterizează energia electrică, precum şi întreruperile în alimentarea cu energie electrică afectează grav atât producătorii cât şi consumatorii de energie;

3. Energia electrică nu poate fi "stocată", acumunlată; producerea şi consumul de energie au loc simultan şi respectarea condiţiilor de stabilitate impun ca puterea produsă să fie egală în fiecare moment cu puterea consumată;

4. Instalaţiile de protecţie prin relee sunt caracterizate de o funcţionare unidirecţională în circuit deschis şi, ca urmare, trebuie distinse cât mai precis regimurile normale de funcţionare de regimurile de defect.

În accepţiunea de mai sus, sfera noţiunii de "protecţie" se referă la un domeniu mai larg incluzând şi instalaţiile tehnologice neelectrice - de exemplu, tot o protecţie reprezintă şi supapa de siguranţă a unui recipient sub presiune, frecvent întâlnită la instalaţiile de cazane. În cele ce urmează va fi tratată numai protecţia prin relee a instalaţiilor electroenergetice.

1.2. Schema de principiu a unei instalaţii de protecţie prin relee

Schema structurală a unui sistem de protecţie prin relee este reprezentată într-o formă generală în fig. 1.1.

În cazul considerat, elementul protejat este linia de interconexiune dintre centralele C1 şi C2, linie ce face parte dintr-un sistem energetic reprezentat parţial în fig. 1.1; conectarea liniei electrice se realizează prin întreruptoarele 1 şi 2. Sunt instalate protecţii prin relee la ambele extremităţi ale obiectului protejat care pot comanda declanşarea întreruptoarelor 1, 2 sau 1 şi 2.