Protecția împotriva punerilor la pământ a rețelelor de medie tensiune

CAPITOLUL 1

PROBLEME GENERALE ALE INSTALAŢIILOR DE PROTECŢIE PRIN RELEE UTILIZATE ÎN SISTEMELE ELECTROENERGETICE

1.1 Introducere

Una din principalele condiţii care se pun instalaţiilor electrice este aceea a siguranţei în funcţionare, adică a alimentării continue cu energie electrică a consumatorilor.

Asigurarea funcţionării fără întrerupere a instalaţiilor electrice are o importanţă deosebită, atât datorită faptului că urmările perturbaţiilor în funcţionare pot fi foarte grave, cât şi faptului că instalaţiile electrice sunt mai expuse deranjamentelor decât alte genuri de instalaţii.

Gravitatea urmărilor perturbaţiilor provine în primul rând din faptul că, un defect apărut într-un loc al sistemului electroenergetic poate afecta funcţionarea întregului sistem, iar în al doilea rând poate conduce la efecte distructive extrem de mari.

Rolul principal al protecţiei prin relee şi al automatizărilor folosite în electroenergetică constă în limitarea efectelor avariilor apărute şi în asigurarea alimentării fără întrerupere cu energie electrică a consumatorilor [5].

Protecţia prin relee a unei instalaţii electrice este formată din totalitatea aparatelor şi dispozitivelor destinate să asigure în mod automat deconectarea instalaţiei în cazul apariţiei unui defect sau regim anormal de funcţionare, periculos pentru instalaţie; în cazul defectelor şi regimurilor anormale care nu prezintă un pericol imediat, protecţia prin relee nu comandă deconectarea instalaţiei, ci semnalizează apariţia regimului anormal.

Deconectarea se efectuează prin comanda declanşării întreruptoarelor care leagă echipamentul protejat (EP) la celelalte elemente ale sistemului energetic (SE).

Separarea automată a instalaţiei defecte de restul sistemului electric (SE) urmăreşte trei obiective [9]:

a) Să împiedice dezvoltarea defectului, respectiv extinderea efectelor acestuia cu afectarea altor instalaţii din sistemul electric (SE).

b) Să preîntâmpine distrugerea instalaţiei în care a apărut defectul, prin întreruperea rapidă a tuturor posibilităţilor de alimentare a defectului.

c) Să stabilească un regim normal de funcţionare pentru restul sistemului electric, asigurând astfel în condiţii cât mai bune continuitatea alimentării consumatorilor.

1.2 Criterii de performanţă impuse protecţiilor prin relee

Pentru îndeplinirea în condiţii cât mai bune a obiectivelor descrise mai sus, dispozitivele de protecţie, indiferent de tipul lor trebuie să răspundă unor criterii de performanţă dintre care amintim: rapiditatea, selectivitatea, sensibilitatea, siguranţa în funcţionare, independenţa faţă de condiţiile exploatării, economicitatea.

1.2.1. Rapiditatea. Rapiditatea este una dintre cele mai importante condiţii pe care trebuie să o îndeplinească o instalaţie de protecţie. Necesitatea unei acţionări rapide rezultă din pericolele pe care le prezintă întârzierea lichidării scurtcircuitelor, acestea provocând deteriorarea echipamentelor, scăderi importante ale tensiunii şi pierderea stabilităţii funcţionării în paralel a centralelor electrice de sistem.

Acţiunea termică se produce datorită energiei degajate sub formă de căldură în spaţiul în care se produce un scurtcircuit, energie care variază proporţional cu timpul, are valori foarte ridicate şi determină creşteri locale de temperatură ce conduc la topirea conductoarelor, distrugerea izolaţiilor şi chiar incendii.

Pentru asigurarea stabilităţii termice în timpul scurtcircuitelor, secţiunea conductoarelor se calculează cu relaţia:

(1.1)

unde: este valoarea efectivă a curentului de scurtcircuit în regim staţionar;

- timpul fictiv, este timpul în care curentul având valoarea staţionară a curentului de scurtcircuit ar degaja aceeaşi cantitate de căldură ca şi curentul real de scurtcircuit, în timpul real de existenţă a acestuia;

K – constantă cu valori cuprinse între 0,8  1.