Protecția prin relee

1. INSTALATII DE AUTOMATIZARE SI PROTECTIE

A INSTALATIILOR ENERGETICE

1. Introducere

Una dintre principalele conditii care se pun instalatiilor electrice este aceea a sigurantei în

functionare, adicã a alimentarii continue cu energie electricã a consumatorilor.

Asigurarea functionarii fãrã întrerupere a instalatiilor electrice are o importanta deosebita,

atât datorita faptului ca urmãrile perturbãrilor în functionare pot fi foarte grave, cit si faptului ca

instalatiile electrice sunt mai expuse deranjamentelor decât alte genuri de instalatii. Gravitatea

urmãrilor provine în primul rând din faptul ca instalatiile electrice fãcând parte, în general, dintr-un

sistem energetic complex si fiind legate intre ele electric un defect apãrut intr-un loc deranjeazã

functionarea normala a întregului sistem; în al doilea rând, gravitatea defectelor din instalatiile

electrice se datoreazã energiilor foarte mari care intervin în desfãsurarea lor, conducând la efecte

distructive extrem de mari. Astfel, de exemplu, în cazul unui arc electric produs intr-o retea de 110

kV, nu deosebit de puternica, si care dureazã o secunda, la locul arcului se dezvolta, în mod

obisnuit, o energie de ordinul a 15.000.000 J .

Rolul principal al automatizãrilor si al protectiei prin relee folosite în electroenergetica

consta în limitarea efectelor avariilor apãrute si în asigurarea alimentarii fãrã 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.

2. Consideratii asupra protectiei sistemelor electrice

În sistemele electrice au loc procesele de producere, transformare, transport, distributie si

consum a1 energiei electrice, procese complexe si caracterizate de prezenta unor particularitãti

specifice, care le deosebesc de procesele desfãsurate în instalatiile din alte ramuri ale productiei.

Printre cele mai importante particularitãti se pot distinge urmãtoarele:

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 efectueazã practic simultan, în prezent

nefiind încã posibila asigurarea unor rezerve de energie electrica la scara necesara unui sistem

electric; ca urmare, puterea produsa de agregate trebuie sa urmãreascã în permanenta variatiile

puterii cerute de consumatori ;

c) orice întrerupere în a1imentarea cu energie electrica determinând mari perturbãri în

functionarea consumatorilor si producând la pierderi grave pentru economia nationa1a. Asigurarea

continuitãtii alimentarii cu energie electrica si lichidarea cit mai rapida a defectelor din sistemele

electrice pentru restabilirea unui regim normal de functionare a1 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.

Particularitãtile enuntate impun un grad foarte ridicat de siguranta în functionarea sistemelor

electrice [1,2] si deci echiparea lor cu dispozitive de protectie prin relee, care au rolul de a asigura

în mod automat deconectarea instalatiei electrice protejate în cazul aparitiei unui defect sau a unui

regim anormal, periculos pentru instalatie, precum si rolul de semnalizare. Lichidarea defectelor

INSTALATII DE AUTOMATIZARE SI PROTECTIE A INSTALATIILOR ENERGETICE

2

prin actiunea protectiei trebuie sa se efectueze intr-un mod optim, fiind asigurate anumite

performante impuse functionarii protectiei.

In continuare sunt expuse considerente referitoare la aspectele cibernetice ale realizãrii si

functionarii protectiei, la performantele impuse, la schemele structurale si la elementele

componente ale protectiilor prin relee electronice.

Instalatiile sistemelor electrice, protejate de dispozitivele automate de protectie prin relee,

formeazã un ansamblu deosebit de complex si lichidarea în conditii optime a defectelor apãrute

necesita prelucrarea extrem de rapida a unui mare numãr de informatii asupra regimurilor de

functionare ale instalatiilor protejate, prelucrare efectuata în stadiul actual de dispozitivele de

protectie instalate în numeroase puncte ale sistemului electric (la fiecare întrerupãtor a cãrui

declansare este comandata automat). în prezent se tinde la prelucrarea informatiilor cu calculatoare

electronice montate în serie cu fluxul de informatii "on-line", ceea conduce la schimbãri importante

în realizarea si functionarea echipamentelor de protectie. Folosirea calculatoarelor electronice

pentru proiectarea si coordonarea dispozitivelor de protectie din diverse puncte are în prezent o

mare extindere.

In functie de rezultatul prelucrãrii informatiilor primite, dispozitivele de protectie prin relee

în conformitate cu programul introdus prin alcãtuirea schemei de protectie si prin determinarea

reglajelor elementelor componente stabilesc daca este necesara comanda declansãrii

întrerupãtoarelor instalatiei protejate si, în cazul când aceasta decizie este luata, transmit comanda

de declansare. Datorita complexitãtii sistemului electric protejat si rapiditãtii cu care trebuie

prelucrate informatiile si adoptata decizia de declansare, principiile ciberneticii iti gãsesc o

importanta aplicare pentru asigurarea unei functionari optime a dispozitivelor de protectie.

In ansamblul dispozitivelor de protectie ale unei instalatii pot fi deosebite mai multe blocuri

de elemente componente; astfel, presupunând ca. instalatia protejata este o linie de înalta tensiune,

blocurile mentionate sunt reprezentate in. fig.1.1.