Simulator pentru Studiul Protecțiilor de Distanță

1 PROTECŢII CU RELEE ÎN ENERGETICĂ

1.1 Generalităţi

Protecţia prin relee este una din principalele forme ale automatizării sistemelor electroenergetice având drept scop principal detectarea avariei, deconectarea elementului avariat în vederea evitării extinderii avariei şi a revenirii cât mai rapide la regimul normal de Cu alte cuvinte, protecţia prin relee a unei instalaţii electrice este formata din totalitatea dispozitivelor şi aparatelor destinate să asigure în mod automat deconectarea instalaţiei în cazul apariţiei unui defect sau a unui regim anormal de funcţionare, periculos pentru instalaţie; în cazul defectelor şi regimurilor anormale care nu prezinta un pericol imediat, protecţia prin relee nu comandă automat deconectarea instalaţiei, ci semnalizeaza apariţia regimului anormal.

Pentru lichidarea optimă a defectelor, protecţia prin relee trebuie să satisfacă o serie de condiţii, analizate în cele ce urmează:

1.1.1 Rapiditatea

Este una din condiţiile cele mai importante pe care trebuie să le îndeplinească instalaţia de protecţie, în primul rând cele care echipează echipamente de tensiuni înalte şi foarte înalte.

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

Dintre aceste consecinţe menţionez:

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

Fig. 1.1. Schema de conectare a unui generator sincron la sistemul energetic, prin două linii paralele

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

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

Caracteristicile din fig. 1.2. corespund următoarelor situaţii:

Fig.1.2. Caracteristica

unde:

caracteristica 1 – regimul normal de funcţionare;

caracteristica 2 – regim de scurtcircuit în K;

caracteristica 3 – regim normal după deconectarea liniei de către protecţie.

b. Tensiunea de alimentare a consumatorilor din zonă se reduce pe durata scurtcircuitului. La un scurtcircuit pe linia L, fig. 1.3., tensiunea remanentă pe barele centralei , fig. 1.4., în acest caz se reduc cuplurile motoarelor asincrone , iar turaţia scade. Dacă scurtcircuitul este lichidat într-un timp scurt, durata menţinerii unei tensiuni scăzute pe bare este de asemenea mică, iar micşorarea turaţiei motoarelor asincrone nu este pronunţată. Restabilirea tensiunii după lichidarea defectului într-un timp scurt îmbunătăţeşte posibilitatea revenirii la o funcţionare normală a motoarelor asincrone. În caz contrar este posibil ca autopornirea să nu mai poată avea loc şi motoarele să se oprească.

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