PROTECTII PRIN RELEEPROTECTII PRIN RELEE

NOTIUNI INTRODUCTIVENOTIUNI INTRODUCTIVE

PROTECTII PRIN RELEEPROTECTII PRIN RELEE

22

PROTECTII PRIN RELEEPROTECTII PRIN RELEE

33

Structura unui sistem energetic

PROTECTII PRIN RELEEPROTECTII PRIN RELEE

44

Circuite secundare

Structura unei statii electrice

PROTECTII PRIN RELEEPROTECTII PRIN RELEE

55

Principalele componente ale unui sistem de circuite secundaredintr-o statie electrica :

-echipamentul de protectie si automatizari;

-echipamentul pentru conducere locala;

-echipamentul pentru teleconducere;

-echipamentul pentru telecomunicatii;

-echipamentul auxiliar (alimentare c.a. si c.c., detectare sistingere a incendiilor, ventilatie etc.).

PROTECTII PRIN RELEEPROTECTII PRIN RELEE

17651765--17841784 –– primeleprimele regulatoareregulatoare automateautomate18901890 –– sigurantasiguranta fuzibilafuzibila18981898 –– transformatorultransformatorul dede curentcurent19001900 –– intreruptoareleintreruptoarele19011901 –– protectiaprotectia dede curentcurent farafara temporizaretemporizare19021902 –– protectiaprotectia dede curentcurent cucu temporizaretemporizare19031903 –– protectiaprotectia diferentialadiferentiala longitudinalalongitudinala (de(de curentcurent))19041904 –– protectiaprotectia dede distantadistanta sisi temporizareatemporizarea19131913 –– RARRAR19141914 –– releulreleul didi//dtdt19181918 –– protectiaprotectia dede curentcurent directionatadirectionata in spatein spate19561956 –– releelereleele electroniceelectronice19601960 –– releelereleele digitaledigitale 66

PROTECTII PRIN RELEEPROTECTII PRIN RELEEEvolutiaEvolutia protectiilorprotectiilor prinprin releerelee

77

PROTECTII PRIN RELEEPROTECTII PRIN RELEEEvolutiaEvolutia protectiilorprotectiilor prinprin releerelee

Dulapuri clasice de protectie,cu relee analogice si elemente de comanda

traditionale

Dulapuri moderne de protectie,cu relee numerice multifunctionale

88

PROTECTII PRIN RELEEPROTECTII PRIN RELEE

DefinitieDefinitie

Parametri principaliParametri principali

Cerinte impuseCerinte impuse

ClasificareClasificare

99

PROTECTII PRIN RELEEPROTECTII PRIN RELEEDefinitieDefinitie -- Schema bloc a unui sistem de protectiiSchema bloc a unui sistem de protectii

1010

PROTECTII PRIN RELEEPROTECTII PRIN RELEEParametri principaliParametri principali

•• ParametriiParametrii nominalinominali ( Un, In,( Un, In, fnfn, Zn , etc.), Zn , etc.) -- mărimimărimi cecepot fipot fi suportatesuportate timptimp îndelungatîndelungat dede aparataparat

•• ValoriValori dede pornirepornire ((acţionareacţionare)) -- valorivalori la carela care acţioneazăacţioneazăreleulreleul

•• ValoareaValoarea dede revenirerevenire -- valoareavaloarea mărimiimărimii controlatecontrolate lalacarecare elementeleelementele dede execuţieexecuţie aleale aparatuluiaparatului acţioneazăacţioneazăinversinvers decâtdecât lala acţionareacţionare

•• FactorulFactorul dede revenirerevenire ::

1111

PROTECTII PRIN RELEEPROTECTII PRIN RELEEParametri principaliParametri principali

•• TimpulTimpul propriupropriu dede acţionareacţionare alal releuluireleului esteeste timpultimpulmăsuratmăsurat dindin momentulmomentul atingeriiatingerii valoriivalorii dede acţionareacţionare pânăpânălala emitereaemiterea mărimiimărimii dede execuţieexecuţie (la(la ieşireieşire). La). La acestacest timptimpsese adaugăadaugă inerţiainerţia proprieproprie aa aparatuluiaparatului, la care se, la care se adunăadunătimpultimpul reglatreglat alal aparatuluiaparatului..

•• PutereaPuterea consumatăconsumată dede releureleu -- esteeste înîn raportraport inversinvers cucusensibilitateasensibilitatea releuluireleului.. AceastăAceastă mărimemărime intervineintervine lalaîncărcareaîncărcarea circuitelorcircuitelor secundaresecundare şişi lala calcululcalculul şi alegereaşi alegereatransformatoarelortransformatoarelor dede măsurămăsură carecare alimenteazăalimentează schemaschema(TC,TT).(TC,TT).

•• PutereaPuterea dede rupererupere ((capacitateacapacitatea dede comutarecomutare) este) esteputereaputerea maximămaximă dindin circuitulcircuitul comandatcomandat prinprin contactelecontactelereleuluireleului fărăfără caca acesteaacestea săsă sese deteriorezedeterioreze.. 1212

PROTECTII PRIN RELEEPROTECTII PRIN RELEEParametri principaliParametri principali

•• PoziţiaPoziţia normalănormală aa contactelorcontactelor (normal(normal deschisedeschise sausaunormalnormal închiseînchise).). SeSe considerăconsideră poziţiepoziţie normalănormală aacontactelorcontactelor stareastarea lorlor iniţialăiniţială, cu, cu aparatulaparatul nealimentatnealimentat..

•• StabilitateaStabilitatea termicătermică şişi electrodinamicăelectrodinamică esteestecapacitateacapacitatea aparatuluiaparatului de ade a suportasuporta unun timptimp limitatlimitatefecteleefectele curenţilorcurenţilor dede scurtcircuitscurtcircuit,, farăfară consecinţeconsecinţenegativenegative..

•• EroareaEroarea releuluireleului esteeste diferenţadiferenţa dintredintre valoareavaloarea realăreală dedeacţionareacţionare şişi valoareavaloarea reglatăreglată pentrupentru acţionareacţionare..

1313

PROTECTII PRIN RELEEPROTECTII PRIN RELEEPrincipalele cerinte impuse protectiilor prin releePrincipalele cerinte impuse protectiilor prin relee

•• RapiditateaRapiditatea

•• SelectivitateaSelectivitatea

•• SensibilitateaSensibilitatea

•• FiabilitateaFiabilitatea

•• Independenta fata de conditiile de exploatareIndependenta fata de conditiile de exploatare

•• Eficienta economicaEficienta economica

1414

PROTECTII PRIN RELEEPROTECTII PRIN RELEECerinte impuseCerinte impuse

RapiditateaPentruPentru menţinereamenţinerea stabilităţiistabilităţii unuiunui sistemsistem electroenergeticelectroenergetic existăexistăunun timptimp dede declanşaredeclanşare limitălimită alal defectuluidefectului,, carecare nunu trebuietrebuiedepăşitdepăşit,, pentrupentru aa sese asiguraasigura revenirearevenirea lala regimulregimul nominal,nominal, cucutensiuneatensiunea UnUn..

SelectivitateaSelectivitateaSelectivitatea reprezintăreprezintă alegereaalegerea elementelorelementelor (porţiunii(porţiunii)) defectedefectepentrupentru declanşaredeclanşare.. OO funcţiefuncţie selectivăselectivă implicăimplică declanşareadeclanşareaîntreruptoarelorîntreruptoarelor celecele maimai apropiateapropiate dede locullocul dede defectdefect..SelectivitateaSelectivitatea sese asigurăasigură fiefie prinprin temporizareatemporizarea declanşărilordeclanşărilor,, înîntreptetrepte dede timptimp crescătoarecrescătoare sausau//şişi prinprin direcţionareadirecţionarea acţionăriiacţionăriiprotecţieiprotecţiei

1515

PROTECTII PRIN RELEEPROTECTII PRIN RELEECerinte impuseCerinte impuse

•• SensibilitateaSensibilitatea protecţieiprotecţiei::Se calculează un coeficient de sensibilitate:Se calculează un coeficient de sensibilitate:

•• Fiabilitatea:Fiabilitatea: reprezintă calitatea unei protecţii de a acţionareprezintă calitatea unei protecţii de a acţionaori de câte ori este necesarori de câte ori este necesar ((siguranţa acţionărilorsiguranţa acţionărilor) şi numai) şi numaiatunci când este necesar (atunci când este necesar (siguranţa neacţionărilorsiguranţa neacţionărilor)), deci, deciabsenţa acţionărilor false (intempestive).absenţa acţionărilor false (intempestive).

•• Independenţa faţă de condiţiile de exploatare:Independenţa faţă de condiţiile de exploatare:O schemă de protecţie trebuie să lucreze corect şi selectivO schemă de protecţie trebuie să lucreze corect şi selectivindependent de încărcareindependent de încărcare (regim(regim maximmaxim –– regimregim minimminim)) sausaudede modificărilemodificările carecare aparapar înîn configuraţiaconfiguraţia reţeleireţelei pepe parcursulparcursulexploatării acesteiaexploatării acesteia..

•• Eficienţa economică:Eficienţa economică: se evaluează costul instalaţiei dese evaluează costul instalaţiei deprotecţie şi procentul din costul totalprotecţie şi procentul din costul total alal instalatieiinstalatiei protejateprotejate

1616

PROTECTII PRIN RELEEPROTECTII PRIN RELEE -- Cerinte impuseCerinte impuseFunctionarea selectiva a sistemelor de protectii prin releeFunctionarea selectiva a sistemelor de protectii prin relee

1717

PROTECTII PRIN RELEEPROTECTII PRIN RELEE -- Cerinte impuseCerinte impuseZone de protectieZone de protectie

1818

PROTECTII PRIN RELEEPROTECTII PRIN RELEE -- Cerinte impuseCerinte impuseProtectie de baza si de rezervaProtectie de baza si de rezerva

1919

PROTECTII PRIN RELEEPROTECTII PRIN RELEEClasificareClasificare

CriteriiCriterii dede clasificareclasificare::•• --tiptip•• --functiefunctie•• --numarnumar marimimarimi electriceelectrice•• --tehnologietehnologie•• --rolrol

2020

PROTECTII PRIN RELEEPROTECTII PRIN RELEEPProtectiirotectii numericenumerice –– definitii sidefinitii si avantajeavantaje

•• Rapiditate in functionareRapiditate in functionare•• Consum propriu redusConsum propriu redus•• Gabarit redusGabarit redus•• Cheltuieli reduse in exploatareCheltuieli reduse in exploatare•• SensibilitateSensibilitate crescutacrescuta•• Durata mai mare de viataDurata mai mare de viata•• Siguranta in exploatare maritaSiguranta in exploatare marita•• Sensibilitate crescutaSensibilitate crescuta•• Existenta unei biblioteci de functiiExistenta unei biblioteci de functii•• Posibilitatea integrarii intrPosibilitatea integrarii intr--un sistemun sistem

ierarhizat de comandaierarhizat de comanda--controlcontrol•• Existenta mai multor seturi de parametriExistenta mai multor seturi de parametri•• Functia de autotestareFunctia de autotestare•• Memorie de evenimente si valori masurateMemorie de evenimente si valori masurate

2121

PROTECTII PRIN RELEEPROTECTII PRIN RELEEProtectii numericeProtectii numerice -- schema bloc si principiul de functionareschema bloc si principiul de functionare

2222

PROTECTII PRIN RELEEPROTECTII PRIN RELEEProtectii numericeProtectii numerice -- schema bloc si principiul de functionareschema bloc si principiul de functionare

2323

PROTECTII PRIN RELEEPROTECTII PRIN RELEEPProtectii numericerotectii numerice -- SSeturi de parametrieturi de parametri

2424

PROTECTII PRIN RELEEPROTECTII PRIN RELEEPProtectii numericerotectii numerice -- Functia de autotestareFunctia de autotestare

2525

PROTECTII PRIN RELEEPROTECTII PRIN RELEEPProtectiirotectii numericenumerice --„Intelligent Electronic Device“ (IED)„Intelligent Electronic Device“ (IED)

etc.

etc.

2626

PROTECTII PRIN RELEEPROTECTII PRIN RELEEPProtectii numericerotectii numerice -- EExemplu de echipament de protectiexemplu de echipament de protectie

2727

PROTECTII PRIN RELEEPROTECTII PRIN RELEEPProtectiirotectii numericenumerice -- SistemSistem integratintegrat dede comandacomanda--controlcontrol

2828

PROTECTII PRIN RELEEPROTECTII PRIN RELEEPProtectiirotectii numericenumerice -- SistemSistem integratintegrat dede comandacomanda--controlcontrol

2929

PROTECTII PRIN RELEEPROTECTII PRIN RELEESimboluri utilizate in schemele de protectii (1)Simboluri utilizate in schemele de protectii (1)

3030

PROTECTII PRIN RELEEPROTECTII PRIN RELEESimboluri utilizate in schemele de protectii (2)Simboluri utilizate in schemele de protectii (2)

3131

PROTECTII PRIN RELEEPROTECTII PRIN RELEESimboluri ANSI pentru functii de protectieSimboluri ANSI pentru functii de protectie

3232

PROTECTII PRIN RELEEPROTECTII PRIN RELEESimboluri utilizate in schemele electriceSimboluri utilizate in schemele electrice

3333

PROTECTII PRIN RELEEPROTECTII PRIN RELEETransformatoare de curentTransformatoare de curent

5A or 1A

3434

PROTECTII PRIN RELEEPROTECTII PRIN RELEETransformatoare de curentTransformatoare de curent

ParametriParametri(a)(a) Raport de transformareRaport de transformare(b)(b) Puterea in secundarPuterea in secundar(c)(c) Clasa de precizieClasa de precizie(d(d--1)1) Factor limita de precizie (TC de protectie)Factor limita de precizie (TC de protectie)(d(d--2)2) Factor de siguranta (TC de masura)Factor de siguranta (TC de masura)

3535

PROTECTII PRIN RELEEPROTECTII PRIN RELEETransformatoare de curentTransformatoare de curent

3636

PROTECTII PRIN RELEEPROTECTII PRIN RELEETransformatoare de curentTransformatoare de curent

Caracteristica de magnetizare a unui TCCaracteristica de magnetizare a unui TC

3737

PROTECTII PRIN RELEEPROTECTII PRIN RELEEDefecte si regimuri anormale in sistemele electriceDefecte si regimuri anormale in sistemele electrice

(din punctul de vedere al protectiilor prin relee)(din punctul de vedere al protectiilor prin relee)

DefecteDefecte•• Scurtcircuite polifazate sau monofazate in retele cuScurtcircuite polifazate sau monofazate in retele cu neutrulneutrul

tratattratat•• Simpla/dubla punere la pamant in retele cuSimpla/dubla punere la pamant in retele cu neutrul izolatneutrul izolat•• Intreruperea unei fazeIntreruperea unei faze

Regimuri anormaleRegimuri anormale•• Supraintensitati determinate de suprasarcini sau scurtcircuiteSupraintensitati determinate de suprasarcini sau scurtcircuite

exterioareexterioare•• Scaderi de tensiuneScaderi de tensiune•• Pendulari de energiePendulari de energie

Regimuri tranzitoriiRegimuri tranzitorii•• Regim tranzitoriu de scurtcircuitRegim tranzitoriu de scurtcircuit•• Regim de soc de magnetizareRegim de soc de magnetizare•• Fenomenul de saturare a transformatoarelor de curentFenomenul de saturare a transformatoarelor de curent

3838

PROTECTII PRIN RELEEPROTECTII PRIN RELEEDefecte si regimuri anormale in sistemele electriceDefecte si regimuri anormale in sistemele electrice ––

Regimuri tranzitoriiRegimuri tranzitorii

Regimul tranzitoriu de scurtcircuit

In sistemele electrice, pot sa apara patru regimuri de functionare diferite, in caresolicitarile si comportarea elementelor componente ale acestora prezinta valori sicaracteristici deosebite:

-regimul permanent normal-regimul tranzitoriu din timpul functionarii normale-regimul tranzitoriu de avarie si de functionare perturbata-regimul permanent de dupa avarie.

Curentul de scurtcircuit are expresia:

( )úúû

ù

êêë

é-+=

-Tt

etIi jjw coscos

3939

PROTECTII PRIN RELEEPROTECTII PRIN RELEEDefecte si regimuri anormaleDefecte si regimuri anormale –– Regimul de soc deRegimul de soc de

magnetizaremagnetizare

CCurentul de magnetizare are forma:urentul de magnetizare are forma:iioo = i= iopop + i+ ioaoa

având componentele:având componentele:iiopop -- curentul periodic de magnetizarecurentul periodic de magnetizareiioaoa -- curentul aperiodic (tranzitoriu)curentul aperiodic (tranzitoriu)

Expresiile lor simplificate sunt:Expresiile lor simplificate sunt:

unde:unde:UU11, Z, Z11, R, R11, L, L11 marimi referitoare la infasurarea primara;marimi referitoare la infasurarea primara;jj00 -- faza tensiunii in momentul cuplarii.faza tensiunii in momentul cuplarii.

)tcos(Z

Ui op 01

12j+w=

)R/L/(toa ecos

ZUi 11

01

12 -j=

4040

PROTECTII PRIN RELEEPROTECTII PRIN RELEEDefecte si regimuri anormaleDefecte si regimuri anormale –– Regimul de soc deRegimul de soc de

magnetizaremagnetizare

Din analiza ecuatiilor de mai sus rezulta:-valoarea componentei aperiodice si deci a curentului de magnetizare

depinde de momentul cuplarii: va fi maxima pentru j0=0, deci când tensiunea treceprin zero si va fi nula (curentul de magnetizare io va avea numai componentaperiodica iop) când jo= p/2, deci când tensiunea are valoarea maxima;

-timpul in care se amortizeaza componenta aperiodica depinde deconstanta de timp a infasurarii, respectiv de L1 / R1

Factorii care influenteaza durata si amplitudinea curentului de magnetizaresunt:

-puterea transformatorului;-rezistenta in sistemul electroenergetic de la sursa pina la transformatorul

respectiv;-caracteristicile fizice ale transformatorului;-fluxul rezidual si momentul punerii sub tensiune

4141

PROTECTII PRIN RELEEPROTECTII PRIN RELEEDefecte si regimuri anormaleDefecte si regimuri anormale –– Fenomenul de saturare aFenomenul de saturare a

transformatoarelor de curenttransformatoarelor de curent

Curent de scurtcircuit(primar)

Curent in secundarul TC fara saturatie Curent in secundarul TC cu saturatie

4242