Sisteme Moderne de Protecție în Electrotehnică

1. Principii de realizare a instalaţiilor de protecţii prin relee.

1.1. Tipuri de protecţii prin relee.

Funcţionarea instalaţiilor de protecţii prin relee se bazează pe o serie de fenomene ce însoţesc defectele şi regimurile anormale de funcţionare. Pentru evidenţierea unora din aceste fenomene , se consideră cazul unei linii de interconexiune L1 între centralele C1 , C2 , figura 1.1.

Fig. 1.1. Linia de interconexiune între centralele C1 , C2 (a); diagramele tensiunilor , curenţilor şi impedanţelor în regim normal şi de scurtcircuit în K (b).

În regim normal de funcţionare , cele două centrale asigură consumatorilor puterile SB , SC , sensurile curenţilor sunt indicate prin săgeţi cu linie continuă. Valorile curenţilor şi tensiunilor corespunzătoare acestui regim sunt prezentate în figura 1.1 , diagramele 1 şi 2.

La un scurtcircuit trifazat în punctul K , cele două centrale C1 , C2 debitează în principal pe defect , sensurile curenţilor sunt indicate prin săgeţi cu linie întreruptă , iar valorile curenţilor şi tensiunilor sunt prezentate în diagramele 3 , 4 , figura 1.1.

În diagrama 5 este prezentată variaţia impedanţei Z=U/I , obţinută prin raportarea valorilor tensiunilor şi curenţilor. Din analiza fenomenelor ce însoţesc procesul de scurtcircuit rezultă următoarele:

- valorile curenţilor prin întrerupătoarele 1 ÷ 6 cresc faţă de cele corespunzătoare regimului normal; prin măsurarea curenţilor şi compararea lor cu valorile corespunzătoare regimului normal , diagramele 1 , 3 , este posibilă determinarea apariţiei regimului de defect , iar pe această observaţie se bazează realizarea protecţiei de curent;

- valorile tensiunilor pe sistemele de bare A , B , C , D se reduc faţă de cele corespunzătoare regimului normal , cu atât mai mult cu cât măsurarea într-un punct mai apropiat de locul defectului. Prin măsurarea tensiunilor şi compararea lor cu valorile de regim normal se poate evidenţia un regim de scurtcircuit , în cadrul protecţiei de tensiune;

- întotdeauna în regim de defect , sensul curentului şi al puterii este de la sistemul de bare de alimentare spre elementul în care s-a produs defectul. Pe această observaţie se realizează protecţia direcţională pentru localizarea defectelor;

- valoarea impedanţei la locul scurtcircuitului trifazat metalic este nulă şi creşte spre cele două surse datorită creşterii valorii tensiunii remanente. Prin măsurarea impedanţei raportând tensiunile remanente pe sistemele de bare la curenţii prin întrerupătoare şi compararea lor cu valorile de regim normal se poate evidenţia şi chiar defectul prin protecţii de impedanţă;

- în regim normal curenţii sunt egali şi au acelaşi sens , iar în regim de defect nu mai sunt egali şi circulă în sensuri opuse. Prin compararea valorilor şi sensurilor de circulaţie a curenţilor de la extremităţile unui element de protecţie poate fi identificat şi localizat defectul în cadrul unei protecţii diferenţiale;

- în regim normal curenţii şi puterile corespunzătoare au acelaşi sens , iar un regim de defect sensuri opuse , ambele de la bară spre linie. Pe această bază se realizează protecţii comparative de fază şi protecţii comparative ale sensului puterilor. Scurtcircuitele nesimetrice sunt însoţite de apariţia componentelor simetrice ale curenţilor şi tensiunilor , fapt ce face ca unele din protecţiile menţionate să poată fi realizate prin supravegherea componentelor simetrice ale curenţilor şi tensiunilor.