Generalități ale instalațiilor de automatizări și protecție în sistemul energetic

1.INTRODUCERE

O conditie principala o reprezinta siguranta în functionare a instalatiilor electrice, adica a alimentarii continue cu energie electrica a consumatorilor.

Rolul principal al protectiei prin relee si al automatizarilor folosite în electroenergetica consta în limitarea defectelor aparute si în asigurarea alimentarii fara întrerupere cu energie electrica a consumatorilor. Protectia prin relee are doua functii principale:

-separarea elementului avariat de restul instalatiilor electrice;

-sesizarea regimurilor anormale de functionare a instalatiilor electrice si semnalizarea lor.

Aceste functii fundamentale trebuie sa satisfaca urmatoarele conditii generale:

-selectivitatea(deconectarea doar a elementului avariat si permiterea functionarii în continuare a instalatiilor neavariate);

-sensibilitatea(sesizarea tuturor defectelor si a regimurilor anormale de functionare);

-rapiditatea(deconectarea rapida a elementelor avariate poate ramane fara urmari asupra functionarii instalatiilor neavariate);

-siguranta(dispozitivele de protectie prin relee, care actioneaza foarte rar,trebuie sa fie pregatite,chiar dupa o perioada lunga de repaus, pentru a functiona corect).

Ca si alte elemente ale instalatiilor electrice, transformatoarele trebuie echipate cu protectii contra defectelor interioare si a regimurilor anormale de functionare, cauzate de defecte exterioare din retea.

Defectele interioare ale transformatoarelor sunt:

-scurtcircuitele polifazate în înfasurari si la borne;

-scurtcircuitele între spirele aceleiasi faze si atingerile la masa ale înfasurarii sau ale bornelor;

-la transformatoarele care au punctul neutru legat direct la pamânt, atingerea la masa a unei faze reprezinta un scurtcircuit monofazat.

Un alt defect intern al transformatorului,de natura neelectrica, este scaderea nivelului uleiului.

Regimurile anormale care perturba cel mai mult functionarea unui transformator sunt supracurentii. Acestia pot fi provocati de scurtcircuite exterioare sau de suprasarcini care pot avea diferite cauze: autopornirea motoarelor, deconectarea unui transformator care functiona în paralel, conectarea automata a unor receptoare suplimentare(prin anclansarea automata a rezervei), pendularile etc. .

Contra scurtcircuitelor interne sau la borne, transformatorul trebuie echipat cu protectii care sa actioneze sigur si cât mai rapid (protectia de geze, diferentiala, cu taiere de curent si maximala de curent temporizata) comandând declansarea tuturor întreruptoarelor transformatorului.

Protectiile contra regimurilor anormale de functionare comanda în general semnalizarea, cu exceptia protectiei maximale de curent, utilizata contra supracurentilor periculosi care comanda deconectarea transformatorului.

În aceasta lucrare sunt descrise dispozitivele de protectie cât si calculul protectiilor transformatorului TTUS-NS de putere 25 MVA, tensiunile 110+-9*1.78% / 6.3 KV.

2.GENERALITATI A INSTALATIILOR DE AUTOMATIZARE SI PROTECTIE

ÎN SISTEMUL ENERGETIC

Introducere

Asigurarea functionarii fara întrerupere a instalatiilor electrice are o importanta deosebita, atât datorita faptului ca urmarile perturbatiilor în functionare pot fi foarte grave, cât si faptul ca instalatiile electrice sunt mai expuse deranjamentelor decât alte genuri de instalatii. Gravitatea urmarilor provine în primul rând din faptul ca instalatiile electrice facând parte, în general, dintr-un sistem energetic complex si fiind legate între ele electric un defect aparut într-un loc deranjeaza functionarea normala a întregului sistem; în al doilea rând, gravitatea defectelor din instalatiile electrice se datoreaza energiilor foarte mari care intervin în desfasurarea lor, conducând la efecte distructive extrem de mari. Astfel, de exemplu, în cazul unui arc electric produs într-o retea de 110 kV, nu deosebit de puternica, si care dureaza o secunda, la locul arcului se dezvolta, în mod obisnuit, o energie de ordinul a 15.000.000 J .

Rolul principal al automatizarilor si al protectiei prin relee folosite în electroenergetica consta în limitarea efectelor avariilor aparute si în asigurarea alimentarii fara întrerupere cu energie electrica a consumatorilor.

Automatizarea prin protectia cu relee este folosita de multa vreme pe scara cea mai larga în instalatiile electrice. Ea are în general doua functiuni principale :

-separarea elementului avariat de restul instalatiilor electrice si asigurarea functionarii în

continuare a acestora, în conditii normale;

-sesizarea regimurilor anormale (nepermise) de functionare a instalatiilor electrice si semnalizarea lor, pentru a se preveni aparitia unor avarii.

Consideratii asupra protectiei sistemelor electrice

În sistemele electrice au loc procesele de producere, transformare, transport, distributie si consum al energiei electrice, procese complexe si caracterizate de prezenta unor particularitati specifice, care le deosebesc de procesele desfasurate în instalatiile din alte ramuri ale productiei. Printre cele mai importante particularitati se pot distinge urmatoarele:

a) efectele scurtcircuitelor si în general inf1uenta proceselor tranzitorii pot fi resimtite pe mari portiuni ale sistemelor electrice, în fractiuni foarte mici de timp ;

b) producerea si consumul energiei electrice se efectueaza practic simultan, în prezent nefiind înca posibila asigurarea unor rezerve de energie electrica la scara necesara unui sistem electric; ca urmare, puterea produsa de agregate trebuie sa urmareasca în permanenta variatiile puterii cerute de consumatori ;

c) orice întrerupere în a1imentarea cu energie electrica determinind mari perturbari în functionarea consumatorilor si producând la pierderi grave pentru economia nationa1a. Asigurarea continuitatii alimentarii cu energie electrica si lichidarea cât mai rapida a defectelor din sistemele electrice pentru restabilirea unui regim normal de functionare al acestor sisteme au o importanta primordiala;

d) sistemele electrice ocupa spatii foarte întinse, generatoarele, statiile de transformare si consumatorii conectati prin linii în cadrul unui sistem aflându-se la distante de zeci sau sute de kilometri.