102

Capitolul 9

Protecia liniilor electrice scurte

9.1. Principiul de realizare

Pe liniile electrice de transport scurte, dar importante, (de nalt i medie tensiune) se pot prevedea, pentru protecia acestora mpotriva scurtcircuitelor protecii difereniale longitudinale i protecii comparative longitudinale. Aceste protecii se bazeaz pe principiul comparrii curenilor de la nceputul i de la sfritul liniei protejate i asigur deconectarea rapid i simultan de la ambele capete a liniei defecte, oriunde s-ar produce defectul pe linia protejat. Sunt protecii selective prin nsi principiul de funcionare, iar limitarea aplicabilitii lor se datorete numai costului lor ridicat.

Pentru realizarea comparaiei este necesar totdeauna o legtur ntre cele dou capete ale liniei, legtur care poate fi realizat prin conductoare auxiliare de legtur ntre proteciile de la cele dou capete ale liniei, fie prin realizarea unei legturi ntre aceste protecii prin intermediul curenilor de nalt frecven.

Proteciile difereniale longitudinale se realizeaz n dou variante: cu cureni de circulaie, n care caz se compar sensul (convenional) de circulaie al

curenilor de la cele dou capete ale liniei pe baza principiului diferenial, sau cu echilibrarea tensiunilor, n care caz se compar cderile de tensiune de la bornele

rezistenelor montate n secundarul transformatoarelor de curent de la cele dou capete ale liniei. Proteciile comparative longitudinale compar de asemenea sensul (convenional) de circulaie

al curenilor de la cele dou capete ale liniei, dar pe baza principiului direcional. Din considerente economice, proteciile difereniale i cele comparative sunt indicate numai

pentru protejarea liniilor de lungimi relativ mici (pn la maximum 20 km) ntruct la lungimi mai mari costul conductoarelor auxiliare (incluznd i lucrrile pentru instalarea lor de-a lungul liniei protejate) devine foarte mare. n continuare n acest capitol se vor dezvolta aspecte legate de aceste protecii, n timp ce proteciile prin nalt frecven se vor prezenta n capitolul 13.

9.2. Protecia diferenial longitudinal cu cureni de circulaie

n fig.9.1. se prezint schema de principiu a proteciei difereniale longitudinal cu cureni de circulaie (PDLCC).

Pentru realizarea proteciei, la nceputul i la sfritul elementului protejat se instaleaz transformatoarele de curent, TC, cu rapoarte de transformare identice. Se consider c bornele de acelai fel ale nfurrii primare i ale celei secundare ale acestor TC se afl de aceeai parte. nfurrile secundare ale TC de pe faze respectiv se leag ntre ele, att prin bornele dinspre elementul protejat, ct i prin cele ndreptate n afara lui, iar n paralel cu ele se conecteaz nfurarea releului de curent.

Pentru determinarea curentului n releu, este necesar s se stabileasc pentru toi curenii din schem sensuri pozitive convenionale. Conform schemei, se poate scrie:

I I Ir I II==== sec. sec. (9.1.)

Curentul din releu este egal cu diferena fazorial a curenilor din secundarul celor dou transformatoare de curent, TC. n conductoarele care leag nfurrile secundare ale TC circul cureni egali cu curenii secundari ai TC. Din aceast cauz, protecia se numete diferenial, iar schema se numete schema cu cureni de circulaie.

103

AI

t1 TCA

IprimI

IIprim

K

TCB

IprimII

It2

B

IsecII

BD

CB

Semnalizare

+Semnalizare

+

-

++

I-I

Ir

CB

BD- -IsecI

Fig. 9.1. Schema de principiu monofazat a unei protecii PDLCC.

n regim normal de funcionare sau n cazul unui scurtcircuit n afara zonei limitat de TC, curenii primari Iprim.I i Iprim.II, neglijnd curenii capacitivi de pierderi ai elementului protejat, sunt egali ca valoare i coincid ca faz. Dac raportul de transformare este acelai, curenii secundari Isec..I i Isec.I.I sunt teoretic egali, curentul n releu este teoretic egal cu zero (Ir = Isec.I - Isec.II = 0 ), iar releul nu acioneaz.

n cazul unui scurtcircuit n zona limitat de TC (n punctul K), curenii Iprim.I i Iprim.II nu sunt, n general, egali ca valoare i nu coincid ca faz. Pentru aceleai sensuri pozitive convenionale, curentul la locul defectului va fi:

I I Iscc prim I prim II==== ++++. . , (9.2)

De aceea, curentul n releu va fi:

II

nr

scc

TC

==== (9.3)

n caz de alimentare a liniei de la un singur capt (de exemplu dac Iprim II. ==== 0 )

rezult:

I II

nr I

scc

TC

==== ====sec. .

Dac Ir Ipr releul acioneaz i deconecteaz elementul defect, printr-un releu intermediar. Rolul releului intermediar, n afar de nlesnirea funcionrii contactelor releului diferenial, al crui contacte nu sunt calculate pentru nchiderea circuitului bobinei de declanare, este i acela de a separa circuitele de declanare ale ntreruptoarelor It1 i.It2.

Din cele spuse, se observ c protecia, conform principiului ei de funcionare, acioneaz numai n cazul unui defect n zona protejat, limitat de transformatoarele ei de curent.

Schema cu cureni de circulaie, n execuia analizat cu TC standardizate, se poate utiliza pentru protecia elementelor de circuit cu o linie care nu depete cteva sute de metri (de exemplu, a circuitelor de servicii interne ale centralelor), precum i pentru protecia generatoarelor, a transformatoarelor i a barelor. n cazul unor lungimi mai mari, se poate ntmpla ca seciunea conductoarelor auxiliare (care se dimensioneaz astfel nct sarcina maxim admisibil a TC s nu fie depit)s rezulte inadmisibil de mare, mai mare dect seciunea conductoarelor liniei protejate . Se pune de asemenea, problema locului celui mai potrivit de instalare a releului i a acionrii ntreruptoarelor.

Este raional a se realiza scheme cu cte un grup de relee instalate n fiecare staie, pentru deconectarea ntreruptoarelor respective. O astfel de schem de principiu a proteciei difereniale de curent cu dou grupuri de relee i cu valori reduse ale curentului de circulaie este dat n fig.9.2.

104

A

It1

TC1 TC2

It2

B

BD

CBCB

BD-

-

+

I-I

-

+ ++

TCA2

TCA1

I-I

-

L

Fig.9.2. Schem principial monofilar pentru o protecie diferenial longitudinal. Secundarele celor dou transformatoare de curent principale trebuie legate la pmnt din

motive de protecia muncii i astfel poate aprea o cale (prin pmnt) prin care s circule curenii vagabonzi, lucru ce trebuie evitat. De aceea se pune secundarul la pmnt , dar secundarele celor dou TC se leag prin transformatoare de izolare, TCA.

n acelai timp curentul de circulaie prin firele pilot se micoreaz, deci crete tensiunea , independena transformatorului de izolare dinspre releu apare redus cu ptratul raportului de transformare al TCA. n schemele prezentate s-a considerat schema proteciei pentru o singur faz . Conform acestor scheme ar rezulta un numr mare de conductoare de legtur pentru a se realiza o protecie pentru toate cele trei faze, ceea ce ar scumpi protecia.

I-I

A B

L

TC1

TCA1 TCA2

TC2

Fig.9.3. Schem principial cu transformatoare de curent nsumatoare.

n realitate se folosesc , chiar pentru toate fazele , dou conductoare de legtur, n cazul

proteciei difereniale cu cureni de circulaie sau cu tensiuni n opoziie vezi fig.9.3, dar schema ce prevede cu TC nsumatoare, care nsumeaz curenii celor trei faze ntr-o anumit proporie, astfel nct se obine la fiecare capt al liniei cte un singur curent, determinat ca valoare i faz de

105

curenii celor trei faze. Aceste transformatoare de nsumare fiind identice la ambele capete ale liniei i curenii sum vor corespunde riguros la ambele capete n mod identic , curenilor celor trei faze. Curenii se nsumeaz ntr-o anumit proporie i nu simplu, pentru ca protecia s poat sesiza i scurtcircuitele trifazate simetrice, n caz contrar curentul rezultant la fiecare capt, (IR + IS + IT) ar fi nul. Acest artificiu are ca efect o inegalitate a sensibilitii proteciei n raport cu diferitele faze pe care are loc defectul, dar n general proteciile difereniale longitudinale sunt foarte sensibile i deci nu exist pericolul de a nu aciona. Folosind TCA domeniul de aplicabilitate al acestei protecii poate fi extins pn la linii cu lungimi de maximum 20 km. Pentru reducerea numrului de conductoare auxiliare se pot folosi i filtre combinate de componente simetrice care sunt alimentate de transformatoarele de curent cu curenii celor trei faze i debiteaz la ieire o tensiune proporional cu o funcie linear de componentele simetrice Id, Ii, Ih ale curenilor de tipul (9.4) sau (9.5) n funcie de tipul filtrului, fig.9.4:

U K I KIF d h==== ++++( ) , (9.4)

U K I KIF d i==== ++++( ) . (9.5)

A B

+

TC1 TC2

I-I I-I

+ + +

F1

F2

UF

UF

--

Fig.9.4. Schema principal a unui PDCC cu filtre combinate La regim normal, tensiunile UF la ieirea celor dou filtre F1 respectiv F2 vor fi egale,

conducnd la circulaia unui mic curent de dezechilibru prin conductoarele auxiliare. La un scurtcircuit pe linie aceste tensiuni vor fi diferite conducnd astfel la un mare curent de circulaie prin conductoarele auxiliare.

Protecia diferenial avnd conductoare auxiliare , de lungimi mari , este necesar s se ia n considerare posibilitatea defectrii lor n timpul exploatrii.

n schema cu cureni de circulaie , scurtcircuitarea conductoarelor auxiliare duce la nefuncionarea proteciei, din cauza untrii releului n punctul defectului. Ruperea conductorului, dimpotriv, poate determina acionarea proteciei n regim normal de funcionare , dat fiind c n releu apar cureni egali cu curentul de regim. Pentru a preveni acionarea greit a proteciei liniilor n cazul defectrii conductoarelor auxiliare , se instaleaz de obicei dispozitive speciale de control al strii conductoarelor (protecia conductoarelor proteciei ). Acest dispozitiv de control poate scoate din funciune protecia, evitnd acionarea ei neselectiv.

n vederea stabilirii reglajului proteciei difereniale longitudinale se folosete relaia: I k Ipr sig dez==== .max (9.6)

unde: Ipr este curentul de pornire al releului, k sig >>>> 1 , iar Idez.max este curentul ce curge prin circuitul

diferenial, deci prin nfurarea releului la un scurtcircuit exterior liniei protejate. Acest curent de dezechilibru apare datorit faptului c TC folosite la realizarea circuitului diferenial nu sunt ideale (perfect identice) deci au Imagn 0 . Variaia valorilor curenilor secundari ai celor dou TC ale

106

proteciei din figura 9.1. n regim permanent, n funcie de curentul de scurtcircuit, n cazul unui scurtcircuit exterior, este prezentat n fig.9.5.

I

sec

Iprim

(Iscc

)

0

Isec1

Isec2

Fig.9.5. Dependena curentului secundar de curentul din primarul TC. Aceti cureni, care sunt aproape identici ca valoare cnd Isec este un multiplu mic al

curentului nominal (Isec mici), pot fi ns considerabil diferii, cnd curenii de scurtcircuit sunt mari (multipli ai curentului nominal) corespunznd la erori de 10%, n care caz inducia atinge, la unele tipuri de TC, (1,8-1,9) Tesla. Deoarece curentul n releu: I I Ir I II==== sec. sec. nu mai este egal cu zero,

curentul de pornire al releului Ipr trebuie desensibilizat fa de Ir. n general, n cazul unui scurtcircuit exterior, conform schemei echivalente a TC se poate scrie

: I I II prim I magn Isec. . .==== , (9.7)

I I III prim II magn IIsec. . .==== . (9.8)

Deci, curentul din releu: I I I I I Ir I II magn II magn I dez==== ==== ====sec. sec. . . (9.9)

De obicei, curenii de dezechilibru sunt cu att mai mari, cu ct curentul primar este un multiplu mai mare al curentului nominal. Curentul de dezechilibru Idez atinge valori foarte mari n primele perioade ale scurtcircuitelor exterioare, ca urmare a saturrii TC, produs de existena n curentul de scurtcircuit a unei componente aperiodice Iaper i de magnetizare remanent a fierului din circuitele magnetice.

Condiia fundamental pentru alegerea curentului de pornire a releului Ipr, este desensibilizarea proteciei fa de valorile maxime teoretice (de calcul ) ale curenilor de dezechilibru n cazul scurtcircuitelor exterioare:

I K Ipr sig dezech calc==== . , (9.10)

n care K sig >>>> 1 .

Sensibilitatea proteciei difereniale se caracterizeaz prin coeficientul:

kI

Isens

scc

pp

==== .min ,1 5 , (9.11)

unde: I I npp pr TC==== reprezint curentul de pornire al proteciei.

Dac se desensibilizeaz Ipp fa de valoarea tranzitorie a lui Idez, ( I Ipp dez.trans>>>> ), ksens devine

uneori insuficient. Pentru mrirea sensibiliti se folosesc urmtoarele metode: a) Conectarea nfurrilor releului prin TC intermediare saturate , sau cum se mai numesc

transformatoare cu saturaie rapid(T.S.R.). b) Folosirea unor relee speciale, cu aciune de reinere (cu bobine de frnare). c) Uneori pentru o sensibilitate ridicat se pot combina metodele de mai sus.

107

a) Folosirea T.S.R. Schema de principiu a proteciei difereniale de curent cu alimentarea releului prin TCS (TSR)

este dat n fig.9.6.

I-II

Iprim

IIIprim

IIsec

IIIsec

TSR

Ir

-

Decl.

Fig.9.6. Conectarea releului diferenial prin TSR.

Parametri TSR se aleg astfel, nct ei s transforme imperfect componenta aperiodic a

curentului de dezechilibru idez al proteciei, care circul prin nfurarea primar a transformatorului. Utiliznd pentru analiz schema echivalent a TC, (fig.9.7.) se poate spune c, componenta aperiodic trece cu partea sa principal prin ramura sa de magnetizare a schemei echivalente a TSR provocnd saturarea circuitului magnetic al acestuia.

Condiiile de funcionare a TSR sunt extrem de complexe, dat fiind c peste transformarea neliniar n TC principale, se suprapune a doua neliniaritate, la transformarea curentului idez n TSR.

I

S

Z' Rsec Lsec

Rs

Ls

Lmag

Fig.9.7 Schema echivalent a TC. T.S.R. sunt transformatoare monofazate, cu ciclu de histerezis dreptunghiular, (vezi:

fig.9.8.a). Pentru a se analiza funcionarea TSR, se consider urmtoarele dou cazuri: 1) cnd prin nfurarea lor primar trece un curent aperiodic amortizat ia, sau 2) cnd trece un curent sinusoidal ip. 1) n cazul trecerii lui ia (fig.9.8.b), variaiei acestui curent n intervalul de timp t i

corespunde pe ciclul histerezis , o foarte mic variaie a fluxului , ceea ce are ca rezultat o t.e.m.

indus n nfurarea secundar e wt

2 2====

i un curent i2 corespunztor , de valori foarte mici .

2) Din contr, n cazul unui curent primar sinusoidal , ip, variaiei mari a acestui curent, n acelai interval de timp t, i corespunde o variaie mare a fluxului deci t.e.m. e2 i curentul i2 vor fi considerabil mai mari.

n cazul scurtcircuitelor exterioare, apare un curent idez = f(t) , (fig, 9.8.c.), a crui valoare este mai mare n primele perioade, din cauza componentei aperiodice a curentului de scurtcircuit

108

primar. Acest curent trece prin nfurarea primar a TSR i determin n secundarul acestuia un curent foarte mic, inferior curentului de acionare al releelor. Dup anularea componentei aperiodice, care dureaz cteva perioade, prin nfurarea primar a TSR trece numai componenta periodic a curentului de scurtcircuit secundar, care este transformat de TSR n mod normal. Dac scurtcircuitul este interior, prin releu trece curentul de circulaie, care determin pornirea acestuia, iar dac scurtcircuitul este exterior, prin releu trece curentul de dezechilibru permanent, fa de care releul este desensibilizat prin reglaj.

TSR trebuie s ndeplineasc condiiile contrare celor pe care trebuie s le satisfac de obicei TC principale ale schemei date, pentru c transformatoarele de curent principale trebuie s transforme cu suficient exactitate curentul primar, - adic s aib cureni de magnetizare ct mai mici, pentru a reduce curentul idez; n timp ce la TSR - cnd exist o component aperiodic n curentul lor primar, este necesar o transformare imperfect (un curent de magnetizare mare) n scopul reducerii prii din curentul de dezechilibru care trece prin nfurarea releului. Curentul de pornire al proteciei care utilizeaz TSR se alege de obicei pornind de la valoarea curenilor de dezechilibru idez n releu, care se produc dup amortizarea componentei aperiodice a curentului de scurtcircuit exterior i a curentului de dezechilibru din nfurarea primar a TSR.

a.

"

" 0

B()

H(i)

b.

c.

ip=f(t)

t

t ia=F(t)

i

I

t

idez

=f(t)

Fig.9.8. Caracteristici de funcionare a TSR; a - ciclul de histerezis al TSR; b - variaia n timp a curentului prin primarul TSR; c - variaia n timp a curentului de dezechilibru.

La baza calculului se pune condiia ca TC principal s funcioneze cu erori de curent mai

mici de 10%. Pe baza celor spuse, se poate scrie: I K K K Ipp sig i aper id sc ext==== .max. . , (9.12)

n care: Ksig = 1,21,4; i i i idK==== ==== ====1 2 10%; 0 5 1, . . . este coeficientul de identitate, care ine

seama de identitatea ntre TC n condiii de ncrcare (de fapt i poate fi mai mic sau mai mare dect 10% pentru c i1 i i2 sunt maximum 10% i n condiii de funcionare la scurtcircuite exterioare); Isc.max.ext. este valoarea efectiv maxim a componentei aperiodice a curentului de scurtcircuit exterior; Kaper = 1 - n cazul folosirii TSR (deci cazul slabei transformrii a componentei aperiodice) i Kaper 2 n lipsa TSR.

109

9.3. Protecia diferenial longitudinal cu echilibrarea tensiunilor (PDLET).

Principiul de realizare i funcionare a unei PDLET este prezentat n fig. 9.9 din care se observ c releele difereniale se conecteaz n serie n circuitul diferenial.

I-I I-I

TC1

TC2L

R R

Fig. 9.9. Schema de principiu monofilar a proteciei PDLET n regim normal de funcionare sau la scurtcircuite exterioare, t.e.m. de la bornele

secundarelor TC sunt egale i n opoziie i deci prin circuitul diferenial i prin relee, teoretic nu circul curent(de fapt, practic circul un curent de dezechilibru), protecia fiind n repaus. La un scurtcircuit pe linia protejat, datorit schimbrii sensului convenional al curentului de la unul din capete, cele dou t.e.m. devin aproximativ n faz i prin circuitul diferenial (i relee) circul un curent mare, care provoac acionarea proteciei. Rezistenele R sunt necesare pentru c n absena lor transformatoarele TC1 i TC2 n regim normal al liniei - cnd prin circuitul diferenial nu circul curent - ar funciona n gol, ceea ce nu este permis; principiul de funcionare al schemei rmne acelai, n locul celor dou t.e.m., circuitului diferenial aplicndu-i-se cderile de tensiune de bornele rezistenelor R.

n forma prezentat n fig.9.9, protecia se preteaz a fi aplicat numai pentru linii foarte scurte (pn la cteva sute de metrii). Completnd ns schema cu filtre combinate sau cu transformatoare intermediare de izolare i nsumare ca i la protecia diferenial cu cureni de circulaie, se va putea folosi i PDLET la linii cu lungimi pn la maxim 20 km.

9.4. Protecia comparativ a liniilor (P.C.L.).

Schema principial a proteciei P.C.L. este reprezentat n fig.9.10. Ea se mai numete i protecie secional.

Funcionarea proteciei secionale se bazeaz pe faptul c - indiferent de complexitatea configuraiei reelei, numai pe linia defect acioneaz releele direcionale de la ambele capete, n timp ce pe toate celelalte linii ale reelei, pentru care defectul aprut este exterior, acioneaz releele direcionale numai la unul din capete. Releele de pornire 1, 1, direcionale 2, 2, de timp 3, 3 i intermediare 4, 4 exist n orice caz n componena proteciilor maximale direcionale prevzute la capetele liniei. Pentru realizarea proteciei secionale se introduc n plus releele intermediare 5 i 5, comandate (prin conductoarele auxiliare) de releele 2 i 2; prin contactele releelor 5 i 5, releele direcionale 2 i 2 pot comanda declanarea fr temporizare n cazul unui scurtcircuit pe linie (K1). n cazul unui scurtcircuit exterior (n K 2 ) aceste condiii nu sunt ndeplinite, astfel c numai dup trecerea temporizrii releului 3 din A va avea loc deconectarea (ca protecie de rezerv la distan) a proteciei din A, n cazul n care ar refuza s lucreze protecia din S de pe L2 .

110

S

+

1 I 2 5 T 3

4

+

+

-

-

-

L1

K1

4'

+

-

3'

-

T 5'

-

2' I 1'

+

S'

K2

L2

TT1

TC1

TC2

TT2

Fig. 9.10. Schema principial a P.C.L.

Pentru lichidarea rapid a scurtcircuitelor interioare n eventualitatea alimentrii liniei dintr-

un singur capt, schema se va completa cu releele intermediare, denumit de ecou cu contacte normal nchise (asemntor ca n schema proteciei secionale prin nalt frecven, (vezi capitolul 13).

La noi n ar se folosesc protecii comparative secionale n reeaua de cabluri a oraului Bucureti.

9.5. Construcia i funcionarea unor relee difereniale

9.5.1. Relee difereniale cu bobin de frnare.

Releele difereniale de curent cu bobina de frnare sau de blocare sau cu aciune de reinere, sunt relee de curent al cror curent de pornire crete pe msura creterii curentului din conductoarele auxiliare, n urma aciunii antagoniste a nfurrilor de frnare conectate la acest curent. Releele cu bobine de frnare se execut pe principiul electromagnetic sau de inducie.

Spre exemplificare se consider schema de principiu a conectrii TC i a releului de protecie diferenial de curent, care utilizeaz un releu diferenial electromagnetic cu dou nfurri de frnare, fig.9.11.

TC

TC

IIprim

IIIprim

IIIsec

IIsec

A

MD

Mf

Ml

Wf

Wl

I2

Fig.9.11. Conectarea unui releu diferenial cu bobin de frnare Releul are dou sisteme, legate mecanic printr-o prghie oscilant: sistemul de lucru (din

dreapta) i sistemul de frnare (din stnga). nfurarea sistemului de lucru, cu numr de spire W1 este legat n paralel pe conductoarele

auxiliare, la fel cu nfurarea releului de curent n schema obinuit a proteciei difereniale.

111

Cele dou nfurri de frnare, avnd fiecare numrul de spire 0,5Wf reprezint cele dou pri ale nfurrii comune cu numrul de spire Wf , care are un punct median. nfurrile de frnare sunt conectate n serie de conductoarele auxiliare. Ca urmare, curenii din nfurrile de frnare sunt egali cu curenii secundari ai TC.

Pentru acionarea releului trebuie ca: M M MD f1 ++++ , (9.13)

unde: M K W I1 1 12

12==== , (9.14)

M1 este cuplul produs de curentul din bobina de lucru, K1 este coeficientul de proporionalitate; I1 este curentul prin bobina de lucru; MD este cuplul antagonist dat de resortul A.

M K W If f f==== 22 2 , (9.15)

Mf este cuplul produs de curentul din bobina de frnare, iar: W W W W Wf f f f f==== ++++ ==== ====1 2 1 22 2 ;

I I If s s 1 2 este curentul prin seciunile bobinei de frnare. Deci, nlocuind (9.15) i (9.14) n (9.13) se obine:

K W I M K W ID f f1 12

12

22 2 ++++ . (9.16)

Valoarea limit a curentului ( Ipr ) se obine din relaia:

K W I M K W ID f f1 12

12

22 2==== ++++ . (9.17)

Efectul de frnare, proporional cu If2 , crete odat cu mrirea numrului de spire Wf i este

caracterizat prin coeficientul de frnare:

kW

W

k

kf

f====1

2

1

. (9.18)

n cazul defectelor n zona protejat, vectorii Isec.I i Isec.II sunt defazai cu un unghi apropiat de 1800 .n cazul limit pentru Isec.II=-Isec.I , If ==== 0 i protecia funcioneaz cu curentul minim de pornire Ipr.min .

n ipoteza alimentrii de la un capt i a defectrii n zona protejat, ntr-una din nfurrile de frnare nu circul curent; curentul din cealalt nfurare este egal cu curentul nfurrii de lucru. Pentru a asigura n acest caz o aciune sigur a proteciei trebuie ca:

kW

W

k

kf

f====

112

TSR se folosesc pentru proteciile difereniale ale generatoarelor, transformatoarelor, barelor, la protecia diferenial transversal a liniilor. Releele difereniale cu bobin de frnare se folosesc pentru protecia diferenial longitudinal a liniilor. Protecia cu utilizarea simultan a ambelor procedee de mrire a sensibilitii se utilizeaz la protecia transformatoarelor mari i la transformatoare cu reglaj sub sarcin.

9.5.2.Releul diferenial pentru linii, R.D.L.

Releul diferenial pentru protecia liniilor, RDL realizat la ICEMENERG Bucureti se alimenteaz prin transformatoare sumatoare TS, schema interioar simplificat fiind dat n fig. 9.12. n regim normal de funcionare al liniei protejate sau n caz de scurtcircuit exterior, curenii I2 din bobinajele secundare ale TS au sensurile convenionale din fig. 9.12, ceea ce determin circulaia unor cureni I1 foarte mici (cureni de dezechilibru) prin rezistenele Ra, montate n derivaie cu circuitul diferenial. Transformatoarele TL transform aceti cureni i alimenteaz punile de lucru PL; pentru a mpiedica acionarea greit a proteciei sub aciunea curenilor de dezechilibru sunt prevzute transformatoarele TF, care transform curentul I3 (din conductoarele auxiliare de legtur ntre proteciile de la cele dou capete ale liniei ) i alimenteaz punile de frnare PF. Amplificatoarele detectoare de polaritate ADP sunt alimentate de punile PL i PF ntr-o schem cu balana electric de cureni. La scurtcircuite pe linia protejat, sensul convenional al unuia dintre curenii I2 (de la cele dou capete ale liniei) se schimb i ca urmare crete mult curentul I1 i scade sensibil curentul I3, ceea ce determin apariia semnalelor de ieire ale ADP, acionarea releelor intermediare de ieire i declanarea ntreruptoarelor. Prin intermediul comparaiei curenilor de lucru i de frnare, debitai de punile PL i PF, releele RDL controleaz raportul dintre curenii I1 i I3 acionnd n funcie de valoarea acestui raport, care se modific n mod esenial la trecerea de la regimul normal, sau de scurtcircuit exterior, la regimul de defect pe linia protejat.

A TC

Decl.I

m+

PF

EP-

+P

L

I2

TL

I1

TF

I3

Ra1

n

Releu diferenial

longitudinal RDL

Rc

Cablu pilot

Rc

LEA(LES)

BTC

+

Decl.

RF

PL+

-EP

Ra1

TF T

L

I2

Ts TS

Fig.9.12. Schema interioar a releului RDL Pe lng sistemul de comparaie lucru-frnare, releul RDL mai conine un sistem de

compensare (nereprezentat n fig.9.12), cu rol de a menine constant sensibilitatea acestuia, indiferent de tipul defect. O instalaie de supraveghere a integritii cablului pilot, compus din emitor-receptor, cu semnal sinusoidal de 1 kHz tip ER-DTC (fabricaie tot ICEMENERG) asigur continuitatea legturii ntre extremitile zonei protejate, vezi fig.9.13.

Pentru protecia personalului i a echipamentului de protecie prin relee, mpotriva supratensiunilor induse n cablul pilot, fie la scurtcircuite nesimetrice, fie ca urmare a propagrii unor unde de la captul opus, la defecte n punctele extreme, se instaleaz la ambele extremiti ale liniei protejate, transformatoare speciale de izolare i separare galvanic (TI), cu raport 1 i izolaie ridicat ntre bobinaje.

113

RDL DSDL

ER-DTC

TICP

TI DSDL

ER-DTC

RDL

Fig.9.13. Schema bloc de conectare la reea a releului RDL (RDL- releu diferenial pentru linii; DSDL- dispozitiv tip filtru pentru separarea n frecven; TI- transformator de izolare;

CP- cablu pilot; ER-DTC- sistem emitor - receptor pentru dispozitiv de telecomand).