principiile de realizare ale instalatiilor de protectie

8/8/2019 Principiile de Realizare Ale Instalatiilor de Protectie

http://slidepdf.com/reader/full/principiile-de-realizare-ale-instalatiilor-de-protectie 1/22

PRINCIPIILE DE REALIZAREALE INSTALATIILOR DE PROTECTIE

• Instalaţiile de protecţie prin relee trebuie să:

– stabilească dacă a apărut regimul de defect, – locul în care a apărut defectul şi – tipul acestuia

• În principiu, la baza realizării instalaţiilor de protecţie stau două metode:

– metode bazate pe măsura convenţională a mărimilor electrice care circulă înelementele electrice ale sistemului energetic (utilizată frecvent în realizareasistemelor de protecţie clasice şi moderne).

– metode care folosesc• fie efecte secundare ale curenţilor sau puterilor la locul defectului,

• fie mărimi electrice, altele decât cele ce caracterizează funcţionareasistemului energetic introduse în mod artificial f ără a perturba această funcţionare.

(metoda care a început să fie explorată, dar apar o serie de dificultăţi tehnice, maigreu de trecut).

1



SCHEMA STRUCTURALĂ A UNUI SISTEM DE PROTECŢIE PRIN RELEE

Elemente componente

B.A. B.P.D. B.E.

M1

M2

.....

Mnsemnalizare

U

I

B.A. B.P.D. B.E.

M1

M2

semnalizare

U

I

B.A. B.P.D.

M1

M2

semnalizare

U

I

B.A. B.P.D.M

semnalizare

U

I

B.A. B.P.D. B.E.M

.....

Mn

semnalizare

U

I

~

~

Declanşare

Declanşare

Tc

Tc

OP K 1

K 2

K 2

K 3

Fi .2.Schema structurală a unui sistemde rotec ii rin relee

Elemente componente B.A. = blocuri de adaptare

-convertirea mă rimilor primare în alte mă rimi

-filtrarea-opera ţ ii scalare sau vectoriale ca: sumă ,

diferen ţă , produs, raport, calcule de

amplificare şi dif. de faz ă

• B.P.D.= blocuri de prelucrare şi decizie• - selecteaz ă faza defect ă • - estimeaz ă impulsurile de declan şare sub formă de trepte de timp• - transmite impuls de semnalizare

• B.E. = blocuri de execu ţ ie- asigur ă amplificarea în putere a semnalelor de declan şare

- asigur ă blocarea la sarituri a intrerupatoarelor

• K1 - defect in zonă protejat ă • K2, K3 - defecte în afara zonei protejate

• TC - transformatoare de curent • TT - transformatoare de tensiune

2



PRINCIPII DE REALIZARE A INSTALATIILOR DE PROTECTIE

Tipuri de protectii• PRINCIPIILE DE SESIZARE DETERMINA TIPURILE DE PROTECTIE

Regim normal

Regim de scurtcircut

Defectele pot fi sesizate:- pe baza cresterii curentului

- pe baza scaderii tensiunii- prin masurarea raportului U/I care creste spre sursa

-pe baza schimbarii fazei curentului cuaproximativ 180o ( I )

GS 7

9

GS

D

Isc

I1

TR1 1 6

C A BISC4

Isc5 Isc3 S2Isc2S1 I2 I

2K1

11

SCA

12

53 TR2 4

I I4 8

10

SI2 SI1

I SC

(1 (2) Isc.4 Isc.1

Isc.5

4

I1 I4(3)

I2=I5

U=0

3



PROTECŢIA MAXIMALĂ DE CURENT

I

IS ISC.S

TC

Ip

Iscp

SCHEME DE PRINCIPIU A PROTECŢIEIMAXIMALE DE CURENT

PROTECTIA MAXIMALA DE CURENT

•Se realizeaz ă cu relee maximale de curent care sesizeaz ă creştereacurentului.

•TC – trafo de curent

•Ipp – curentul de pornire al protec ţ iei

•Ipr – curentul de pornire pentru releul maximal de curent

nTC

Ipp Ipr =

4



•nTC – raportul de transformare al TC Protec ţ ia maximal ă de curent lucreaz ă dac ă

I I pp p>

Ip- curentul primar din circuitul protejat .Protec ţ ia nu trebuie să lucreze in regim normal şi in regim de

sarcină maximă,adic ă trebuie satisf ăcute condi ţ iile :

I I I I sarc ppnom pp .max.;>>

Releul maximal cuhisterezis;Valoarea curentului depornire a releului Ipr nucoincide cu valoareacurentului de revenire areleului Irev.r

Ir =IS

I r

Irevr.

0

1

CARACTERISTICA DE ACŢIONARE AL UNUI RELEUMAXIMAL

5



Coeficientul de revenire al releului Krev este :

1. <=

I k pr

r rev

rev

Curentul primar la care revine protecţia este :

I n I r revTC prev ..*=

Krev – intervine in calculul curentului de pornire al protecţiei

Lăţimea histerezisului Ipr – Irev.r e bine să fie cât mai mică

Releele maximale electromagnetice de curent au 92,085,0 ÷=rev K

pentru releele electronice,

I

Is

I p

+I

Fig. 1.4. Schema protec ţ iei maximale de curent-

modalit ăţ i de prezentare

.99,0=rev K

I I

I p

TCIs

I p

TC II

Is

+

a) b) c)

6



PROTECŢIA DE TENSIUNE

Tensiunea de revenire a protecţiei :Urev.p = nTT* Urev.r

Up > Upp

Up – tensiunea din circuitul primarUpp – tensiunea de pornire a protecţieiProtecţia nu trebuie să acţioneze pentru valori maxime admise ale

tensiunii şi nici in regim normal.

PROTEC IA MAXIMALĂ DE TENSIUNE

a)

MAXIMALA

U --deconectarea bruscă a sarcinii GS--linii lungi in gol--protecţia homopolară de tensiune

Protecţia maximală de tensiune serealizează cu relee maximale de tensiune.

1

TT

U

SCHEMA DE PRINCIPIU A PROTEC IEI DE TENSIUNE

1. <=

U U

K pr

r rev

rev

U U l pp .exp.max

>

U U nom pp>

Pentru releele maximale de tensiune electromagnetice este Krev = 0,85Pentru releele electronice Krev = 0,99

7



PROTEC Ţ IA MINIMAL Ă DE TENSIUNE

c)

Fig. 1.5 Schema protec ţ iei minimale de tensiune- modalit ăţ i de prezentare

U <

a)

U s

U p

U <

U p

TT

b)

TTU <

U p

TT

Protec ţ ia minimal ă de tensiuneAcţionează ( î şi închid contactele) atunci când tensiunea Up, în sensul scăderii,atinge valoarea Upp – numită tensiune de pornire a protec ţ iei .

TT

pp

pr n

U U =

pp

prev

pr

r revrev

U

U

U

U K

.. == pp p U U ≤

Upp < Unom; Upp < Umin.expl

tensiunea de pornire a releului pr U

15,1=rev K Pt releele minimale de tensiune electromagnetice

01,1=rev K pentru releele electronice,

PROTEC Ţ IA DIREC Ţ IONAL Ă

8



I II C2C1 III

• Diagrama fazorială a tensiunii şi curentului în punctul B în regim normal de

funcţionare fig. 1.9a.Tensiunea fiind defazată înaintea curentului, unghiul dintre fazorul tensiuneşi curent este considerat pozitiv, ϕ1 > 0.

• În momentul unui scurtcircuit pe linia L-1 în punctul K (fig.1.8b), are loc schimbareafazorului curentului în raport

cu tensiunea la unul din capetele liniei defecte (săgeată în punctul B de sens invers fata de cazulregimului normal).

• Unghiul de defazaj ϕ2, dintre tensiunea şi curentul din acelaşi punct B ,diferă cu aproximativ 180grd de defazajul ϕ1 (fig.1.9b).

Protecţia direcţională nu se foloseşte ca protecţie de sine stătătoareci în combinaţie, de obicei cu o protecţie de curent sau de impedanţă

L-1 L-2

A C DB

(a)

I II IIIC1 C2

L-1

K

L-2

A C DB

(b)

Fig. 1.8 Schema electrică în regim normal (a) şi de defect (b) a unei re ţ ele

cu alimentare bilateral ă

U B1

I B1

ϕ 1

ϕ 2

U B2

I B2

Fig.1.9 Diagramele fazoriale pentru regimul normal (a) şi de defect (b)

9



PROTEC Ţ IA DIFEREN Ţ IAL Ă

– Protec ţ ia diferen ţ ial ă ac ţ ioneaz ă în cazul când apare o diferen ţă între mărimileelectrice de acela şi fel de la cele două capete ale zonei protejate

– De regul ă se compar ă curen ţ ii, iar în unele cazuri se compar ă atât valorile

curen ţ ilor cât şi defazajele lor

Protec ţ iile diferen ţ iale se pot realiza ca: – protec ţ ii diferen ţ iale logitudinale, – protec ţ ii diferen ţ iale transversale.

Se mai numesc si protectii absolut selective

PROTEC Ţ IA DIFEREN Ţ IAL Ă LONGITUDINALA

In regim normal sau de IA = IB ; IA - IB = 0 defect exterior(K1) zonei protejate ISA = ISB ISA - ISB = 0

Obiect

A BTCA TCB

I

K 1

I A I B

ISA ISB

+

Obiect

A BTCA TCB

I

K 2

+

Fig. 1.10 Schema de principiu a protec ţ iei diferen ţ iale longitudinale

(a)

(b)

0;

0;1111

1111

=−=

=−=

K

SB

K

SA

K

SB

K

SA

K

B

K

A

K

B

K

A

I I I I

I I I I

10



In regim dedefect interior (K2)

zonei protejate

0;

0;2222

2222

≠−≠

≠−≠

K

SB

K

SA

K

SB

K

SA

K B

K A

K B

K A

I I I I

I I I I

PROTEC Ţ IA DIFEREN Ţ IAL Ă TRASVERSALA

K 1

I

+

B

Obiect 1

A

TC A 1 TC B 1 I

1 I 2

Obiect 2

TC A 2 TC B 2 I

2 I 2

I

1 2

3 4

K 2

I

+

B

Obiect 1

A TC A 1 TC B 1

K 1

K B1

Obiect 2

TC A

2

TC B 2 K 2

K B2

I

1 2

3 4

Fig. 1.11 Schema dee principiu a rotec ţ ie diferen ţ iale transversale

11



PENTRU REGIM NORMAL DE FUNCTIONARE AVEM:

IA1 – I A2 =0

ISA1 – ISA2 =0

PENTRU REGIM DE DEFECT INTERIOR(K2) ZONEI PROTEJATE:

0

0

21

21

≠−

≠−

K

SA

K

SA

K

A

K

A

I I

I I

PROTEC Ţ IA DE DISTAN ŢĂ

• Protecţia de distanţă se realizează cu relee de impedanţă,• Acţionează atunci când impedanţa din circuitul protejat se micşorează.

.• Calculând raportul U/I se obţine valoarea Z a circuitului aflat

în aval de locul de montare a releului de impedanţă (fig.1.12).

• În regim normal de funcţionare valoarea impedanţeiZ măsurată de releul de impedanţă este relativ ridicată.

<< Z N

Fig. 1.12 Schema de mă sur ă a impedan ţ ei unui circuit În cazul unui scurtcircuit în punctul K al circuitului,

Z

UL

K S

L N Z Z

U

I ==

K

I K

K Z

U =

12



are loc o importantă creştere a curentului I şi o scădereapreciabilă a tensiunii U prin urmare scade raportul U/I

ZK fiind o impedanţa direct proporţională cu distanţa până la locul de defect,face ca protecţia de impedanţă să fie denumită şi protecţie de distanţă

PROTEC Ţ IA DE DISTAN ŢĂ

E K E J Z J Z K

J K K 1

K 2

L M

t1

t1

t [ s ]

t [ s ]

d [k m ]d [k m ]

t 1

t1t 1

t1

t 2

t2

t2

t 2t 2

t 2

t3

t 3

t 4

t4

t 3

t 3

Caracteristica protectiei de distantata t=f(Z) in trepte in cazul alimentarii bilaterale

13



Z M 1

Z M 2

Z M 4

Z M 5

jX

R

Z M 3

ϕ L

1 5 0

2 5 0

ϕ L

XZM 5 XGFC

ZM

R

ZM

RFNGFC

RFGF

ZM

ZM

ZM

XGFCR

ARGLd

ZM 1

ZM 2

ZM 4

Zone 1ZM 3

14



PROTEC Ţ IA CU FILTRE

În cazul scurtcircuitelor nesimetrice apar: componente de secvenţă inversă,

In cazul punerilor la pământ apar componente de secvenţă homopolară.

• Prin utilizarea filtrelor de componente simetrice ale curenţilor şi tensiunilor împotrivadefectelor nesimetrice se obţine o sensibilitate îmbunătăţită faţă de cea a protecţiilorcare controlează direct mărimile secundare.

R ST

A

Filtrupentrucomponentahomopolara

I I I I hT S R3=++

−−−

15



R S

PROTEC Ţ IA PRIN CUREN Ţ I DE ÎNALT Ă FRECVEN ŢĂ

T Filtrupentru

componentahomopolarade tensiune

+ + = 3S h− −−

C

D

L

C

L

D

F

E-R

CLP

C

D F

E-R

CLP

C

D

α β

16



• Această protecţie este utilizată la liniile de transport unde devine necesară transmitereaunor semnale între dispozitivele de protecţie de la cele două capete ale liniei – aflate lamare distanţă - pentru asigurarea simultană a rapidităţii şi selectivităţii.

• Pentru transmiterea semnalelor de înaltă frecvenţă dintre dispozitivele de protecţie seutilizează:

– regulă conductoarele de protecţie ale liniei protejate, – dar sunt folosite şi alte canale de comunicaţie cum ar fi:- canalele radio,

- radioreleele- fibra optica

PROTEC Ţ IA PRIN CUREN Ţ I DE ÎNALT Ă FRECVEN ŢĂ – CANALE RADIO

S1 S2

A A

P E-R E-R P CDCD

E-R - instalatii de emisie-receptieCD – cablu coaxial de IFA - Antena radioP – protectie prin relee

17



PROTEC Ţ IA PRIN CUREN Ţ I DE ÎNALT Ă FRECVEN ŢĂ – FIBRA OPTICA

PROTEC Ţ IA PRIN CUREN Ţ I DE ÎNALT Ă FRECVEN ŢĂ

Modul de comunicatie

• Transferul curentilor diferentiali masurati dar si includerea a doua canale binare

pentru transmiterea declansarilor• Transferul a pana la 32 de semnale binare pana la terminalul de telecomanda

CIRCUITEDECOMANDA

EMITOR OPTIC

FOTODIODA

CIRCUITEDERECEPTIE

Conector de receptie

Cablu optic

Conector deemisie

18



PROTEC Ţ IA CU RELEE DE GAZE

Protec ţ iile de gaze sunt utilizate numai la transformatoare şi autotransformatoare în cuvă cu ulei,

Sunt realizate cu relee montate pe conducta dintre cuvă şi conservatorul de ulei.

Func ţ ionarea se bazeaz ă pe degajarea de gaze care are loc în cazul defectelor în interiorul cuvei transformatorului,

Gazele degajate ca urmare a defectelor din interiorul unui transformator sunt sesizate dereleele de gaze denumite şi relee Bucholtz

Multiplexor

DateVoceetc

OPGW

Protectie

nSemnalebinare

Selectareae.g. modulului deCS comunicatie:CRBFR trip

19



PROTEC Ţ IA DE CUVA

Protec ţ iile de cuva sunt utilizate numai la transformatoare şi autotransformatoare în cuvă cu ulei,

Sunt realizate cu relee de curent montate pe legatura la pamant a cuvei transformatorului aflat izolat fata de priza de pamant a statiei (postului)

Func ţ ionarea se bazeaz ă pe scurgerea la pamant a curentului de defect care ia nastere laatingerea partilor strabatute de curent (infasurari) de partea metalica a cuvei în cazul defectelor în interiorul cuvei transformatorului,

Pentru evitarea actionarilor false este necesara trecerea prin torul, in secundarul caruia seleaga releul de curent, pe langa platbanda de legare la pamant a cuvei si a cablurilor carealimenteaza pompele si ventilatoarele transformatorului.

Trafo

placaizolanta

I>

Decl.

Cablu de alimentareaventilatoarelor, pompelorsi comutatorului deploturi

20



PROTEC Ţ IA TERMIC Ă

Protec ţ ia termică ac ţ ioneaz ă la cre şterea temperaturii în instala ţ ia protejat ă; Evident este vorba de temperatur ă determinat ă de apari ţ ia scurtcircuitelor şi suprasarcinilor;Cel mai frecvent sunt utilizate releele cu bimetal;

• Acest tip de protec ţ ie se utilizeaz ă de regul ă

• --la generatoare,• --transformatoare,• -- şi motoare electrice

PROTECŢII DE BAZĂ, DE REZERVĂ ŞI AUXILIARE

PROTECŢII DE BAZĂ

Toate echipamentele protejate importante din SEN sunt prevăzute cu instalaţii de protecţiespecializate împotriva tuturor tipurilor de defecte şi regimuri anormale posibile.

Protecţiile care sesizează în cele mai bune condiţii de sensibilitate, selectivitate, rapiditate şisiguranţa un anumit tip de defect se numesc protec ţ ii de baz ă şi le revine principalaresponsabilitate în deconectarea elementului protejat.

PROTEC Ţ IE DE REZERV Ă

Exista situaţii când protecţia de bază nu reuşeşte să lichideze defectul pentru care a fostprevăzută şi aceasta, datorită :

-funcţionării necorespunzătoare a protecţiei, sau-refuzului întrerupătorului de a executa comanda de declanşare.

Astfel defectul continuă să fie alimentat, iar consecinţele se amplifică. Pentru a preveniasemenea situaţii, pe lângă protecţia de bază se prevede şi o protec ţ ie de rezervă , careacţionează numai când protecţia de bază nu a lichidat defectul

Protecţia de rezervă poate fi realizată în două moduri:--Protecţie de rezervă locală

-- Protecţia de rezervă de la distanţă

21



PROTEC Ţ IE DE REZERV Ă LOCAL Ă

• Este realizată prin montarea unei protecţii suplimentare pe acelaşi element şi care îndeplineşte următoarele condiţii:

• este realizată pe un alt principiu de funcţionare decât protecţia de bază;

• este conectată la alte înf ăşurări ale TC şi TT, prin alte circuite secundare;

• este alimentată (de regulă) din alte surse de tensiune operativă decât protecţia de bază.

• Protecţia de rezervă locală acţionează cu o anumită temporizare faţă de protecţia debază

PROTEC Ţ IA DE REZERV Ă DE LA DISTAN ŢĂ

Este realizată prin protecţiile elementelor vecine celui în care a apărut defectul

Au o anumită temporizare, numai în cazul în care protecţia de bază a acelui element nu alichidat defectul.

Protecţia de rezervă de la distanţă este neselectivă, deoarece odată cu instalaţia defectă estedeconectată şi instalaţia electrică echipată cu protecţia care asigură rezerva de la distanţă ainstalaţiei electrice.

PROTEC Ţ IE DE REZERV Ă

• Anumite protecţii de bază, este posibil să nu asigure protecţia elementului protejat pe întreaga sa lungime, datorită dificultăţilor în asigurarea sensibilităţii protecţiei de bază.

• R ămâne o anumită porţiune spre sfârşitul liniei sau spre neutrul înf ăşurărilor,neprotejată de către protecţia de bază, porţiune numită zonă moart ă.

• Protecţiile prevăzute împotriva defectelor în zonele moarte ale protecţiilor de bază se

numesc protec ţ ii auxiliare.• Rolul protec ţ iilor auxiliare poate fi îndeplinit de protecţia de rezervă a elementului

respectiv.

principiile de realizare ale instalatiilor de protectie

Documents