automatizari in sistemul energetic

Societatea Comercială de Formare a Energeticienilor din România

"FORMENERG" - S.A.

Bd. Gheorghe Sincai nr. 3; RO-75164; sector 4; Bucureşti Cod unic de înregistrare 14529126; J40/2265/2002 Tel.: +40 1 330.40.05; Fax: +40 1 330.14.96; E-mail: [email protected]; www.eunet.ro/cfp

Vasile TUDORA

AUTOMATIZARI IN SISTEMUL ENERGETIC

AMte4-5

2008

Verificator: ing. Elena Georgescu

Tehnoredactat: tehnored. Gabriela Dron Revizia nr. 0 1 2 3 4 5 6 7 Avizat CTA nr. 21/2002 Reproducerea integrală sau parţială a textului din această broşură este posibilă numai cu acordul prealabil scris al S.C. FORMENERG S.A.

Cuprins

1. Generalităţi 2. Anclanşarea automată a alimentării de rezervă (AAR)

2.1. Scopul şi domeniul de utilizare 2.2. Principii privind alimentarea consumatorilor 2.3. Modul de funcţionare a AAR 2.4. Pornirea schemei AAR 2.5. Funcţionarea schemei AAR 2.6. Reglările schemei AAR 2.7. Schemele AAR 2.8. Clasificarea schemelor AAR

3. Reanclanşarea automată pe buclă deschisă (R.A.B.D.) 4. Reanclanşarea automată rapidă pe liniile electrice aeriene (RAR)

4.1. Consideraţii generale 4.2. Condiţii impuse schemei RAR 4.3. Funcţionarea RAR: 4.4. Timpii de reglare ai schemelor RAR 4.5. Scheme RAR 4.6. Coordonarea funcţionării RAR cu a protecţiei prin relee 4.7. Scheme RAR trifazate (RART) pentru linii radiale 4.8. Schemele RART pentru linii cu alimentare de la ambele capete 4.9. Scheme RAR monofazate (RARM)

5. Descărcarea automată a sarcinii la scăderea frecvenţei (DASF) 6. Descărcarea automată de sarcină la scăderea tensiunii (DASU) 7. Descărcarea automată a sarcinii la creşterea puterii active pe linii (DASP) 8. Secţionări în reţeaua de 220 kV

Automatizări în sistemul energetic AMte4-5

1. Generalităţi Automatizările cu care sunt dotate sistemele energetice pot fi clasificate, după funcţiile şi destinaţiile pe care le au, în două mari categorii. Prima categorie o constituie automatizările care au ca scop realizarea unor indici tehnico-economici cât mai ridicaţi şi menţinerea unor parametrii de funcţionare corespounzători. In această categorie intră diverse dispozitive de pornire automată a unor agregate; sistemele de reglaj frecvenţă - putere şi de reglaj tensiune pot fi încadrate şi ele ca automatizări tehnologice. A doua categorie o constiuie automatizările care au rolul de a împiedica sau de a limita avariile şi situaţiile anormale apărute în sistemele energetice. Unele dintre acestea contribuie la lichidarea avariilor cu caracter local, cum ar fi Anclanşarea automată a rezervei (AAR) şi Reanclanşarea automată rapidă (RAR). Sistemele energetice dezvoltate prezintă mai multe particularităţi dintre care cele mai importante sunt: existenţa unor grupuri energetice de mare putere unitară şi a unor linii de înaltă tensiune prin care se transportă puteri mari, care funcţionează cu o rezervă de stabilitate statică şi dinamică redusă. Aceste particularităţi, necesită prevederea unor automatizări care se acţionează la apariţia unor situaţii anormale în întregul sistem energetic sau în zone ale acestuia. Aceste automatizări sunt cunoscute sub denumirea de automatizări de sistem de prevenire a avariilor. Din această grupă menţionăm:

- descărcarea automată la scăderea frecvenţei (DASf); - descărcarea automată a liniilor de transport pentru evitarea supraîncărcării

periculoase a acestora ca urmare a declanşării altor elemente ale sistemului (generatoare, transformatoare sau linii - DASP);

- descărcarea sistemului la apariţia pendulaţiilor adică la pierderea stabilităţii de funcţionare, diferitele zone ale sistemului continuând să funcţioneze separate între ele;

- racordarea automată de reactoare şi deconectarea automată de linii la creşterea tensiunii în anumite zone până la valori periculoase pentru aparatajul staţiilor şi al liniilor.

In cele ce urmează se prezintă principalele automatizări utilizate, modul de funcţionare şi reglarea acestora.

3

AMte4-5 Automatizări în sistemul energetic

4

2. Anclanşarea automată a alimentării de rezervă (AAR) 2.1. Scopul şi domeniul de utilizare Asigurarea continuităţii în alimentarea cu energie electrică a consumatorilor, constituie una din problemele cele mai importante ale proiectării şi exploatării sistemelor electrice. Indiferent de categoria consumatorului, nu se poate admite, întreruperea acestuia până la repararea defectului şi deci, restabilirea alimentării normale; trebuie găsită metoda de asigurare a alimentării pe durata avariilor. Pentru aceasta sunt posibile două soluţii: - dubla alimentare; - alimentarea de rezervă. Dubla alimentare constă în faptul că, deşi pentru alimentarea consumatorului este necesar un singur element de legătură (linie sau transformator), se prevăd două elemente care sunt ambele în funcţiune. Astfel, elementele de legătură funcţionează în mod normal cu 50% din puterea cerută de consumatori şi numai la defectarea unuia din elemente, celălalt să preia întreaga sarcină (fig.1 a,b)

Figura 1

Această soluţie prezintă multe dezavantaje printre care: - elementele de legătură sunt utilizate la cel mult jumătate din puterea lor; - se utilizează de două ori mai mult aparataj de legătură decât este necesar ; - creşte puterea de scurtcircuit pe barele consumatorului (BC) prin reducerea reactanţei

dintre barele BS şi BC ca urmare a funcţionării în paralel a celor două elemente; - se complică instalaţia de protecţie a elementelor respective, care funcţionează în paralel,

în ce priveşte asigurarea selectivităţii; - pentru mărirea siguranţei în funcţionare este necesar ca cele două elemente de legătură

să fie alimentate de la surse separate (fig.2)

Automatizări în sistemul energetic AMte4-5

Figura 2

Dezavantajele prezentate fac ca soluţia dublei alimentări să fie neeconomică şi de o eficacitate redusă. Din aceste cauze se adoptă soluţia alimentării de rezervă. Aceasta constă în faptul că la fiecare consumator există, pe lângă elementul de legătură principal (normal), şi un element de legătură de rezervă, care are rolul de a suplini elementul principal în cazul defectării acestuia. In funcţionare normală elementul de legătură de rezervă este deconectat (fig.3).

Figura 3 S-au notat cu: BS – barele staţiei de alimentare a consumatorului în mod normal;

BSR – barele staţiei de alimentare de rezervă; BC – barele consumatorului.

5


6

In funcţionare normală, alimentarea de rezervă este decuplată şi se cuplează numai la decuplarea, din orice motive, a alimentării principale. Dat fiind acest caracter, un singur element de legătură de rezervă poate fi folosit pentru mai mulţi consumatori. După cum se observă, toate dezavantajele prezentate de soluţia dublei alimentări nu se mai întâlnesc la adoptarea soluţiei alimentării de rezervă. Conectarea elementului de legătură de rezervă se poate face fie manual, fie automat. Conectarea manuală are dezavantajul unei măriri substanţiale a timpului de restabilire a alimentării. Din acest motiv se foloseşte cuplarea automată a elementului de rezervă. Ansamblul de dispozitive necesare pentru conectarea automată a alimentării de rezervă se numeşte ”Anclanşare automată a alimentării de rezervă”, prescurtat AAR. 2.2. Principii privind alimentarea consumatorilor Alimentarea consumatorilor deosebit de importanţi (categ.I) trebuie să se facă, de regulă, de la surse de alimentare independente, astfel încât la ieşirea din funcţiune a uneia dintre ele, cealaltă să intre automat în funcţiune în timpul cel mai scurt, astfel ca funcţionarea consumatorilor să nu fie perturbată. Pentru consumatorii importanţi (categ.II), alimentarea de rezervă a unui consumator este constituită din alimentarea normală a altui consumator şi invers (fiecare consumator să servească de rezervă unul altuia). Consumatorii din serviciile proprii Aceşti consumatori sunt de categoria I. Consumatorii racordaţi pe barele de servicii interne dintr-o staţie electrică (consumatori de curent alternativ) se împart în două categorii: - consumatori principali; - consumatori secundari. Consumatorii principali sunt consumatorii care asigură funcţionarea normală a instalaţiilor; întreruperea acestor consumatori periclitează grav siguranţa în funcţionare a staţiei respective. Aceştia sunt cu regim de funcţionare continuu şi funcţionare intermitentă. Din această categorie evidenţiem: - pompele de ulei şi ventilatoarele transformatoarelor; - pompele de ulei ale instalaţiilor de ulei sub presiune; - agregatul tampon de încărcare permanentă a bateriei; - aparatele electrice ale instalaţiilor de iluminat şi încălzire etc. Pentru toţi consumatorii principali se asigură alimentarea de rezervă, folosindu-se sistemul AAR. Pentru consumatorii secundari (consumatori care nu intervin în procesul de funcţionare al staţiilor electrice), restabilirea automată a alimentării nu este necesară. 2.3. Modul de funcţionare a AAR Scopul unei scheme de anclanşare automată a alimentării de rezervă este ca în momentul în care, din orice cauză, alimentarea principală nu mai este în măsură să satisfacă cererile consumatorilor (manevre greşite sau avarii) să intre în funcţiune alimentarea de rezervă.

Automatizări în sistemul energetic AMte4-5 Elementul care permite o detectare sigură a unei stări anormale care periclitează funcţionarea în bune condiţii a consumatorilor este tensiunea pe barele de racordare a acestora. In figura 4 este reprezentată o schemă principială de conexiuni şi variaţia tensiunii pe bare funcţie de timp la funcţionarea schemei AAR.

a) b) Figura 4

Până în momentul t = t0 instalaţia funcţionează normal: tensiunea are valoare Unom de regim nominal şi curentul Inom. La momentul t0 intervine starea anormală care face ca tensiunea să scadă brusc (în fig. 4 s-a presupus o cădere totală a tensiunii). După un timp numit timpul anclanşării automate a alimentării de rezervă (tAAR) este cuplată alimentarea de rezervă. In acel moment însă motoarele şi-au redus turaţia, astfel încât la apariţia tensiunii are loc un proces de autopornire; curentul absorbit de la sursă Irev. este mai mare decât în regim normal de alimentare, iar tensiunea de revenire Urev. este mai mică decât tensiunea normală datorită căderii de tensiune prin impedanţa liniei de alimentare sau a transformatorului. Dacă tensiunea de revenire are o valoare care să permită autopornirea motoarelor, după un anumit timp acestea revin la turaţie normală şi ca urmare, curentul va scădea la valoarea iniţială (înainte de avarie). In cazul în care valoarea tensiunii de revenire este sub limita care să asigure autopornirea motoarelor, acestea îşi reduc turaţia în continuare, ca urmare curentul va creşte şi tensiunea va scădea. După un anumit timp motoarele se vor opri, curentul va ajunge la valoarea Ip egală cu cea a curentului de pornire, iar tensiunea va scădea până la valoarea Up, corespunzătoare curentului Ip (reprezentat punctat). Acest fenomen se numeşte avalanşă de tensiune, situaţie în care funcţionarea AAR este inutilă. De aici rezultă necesitatea ca tAAR să fie cât mai scurt.

7


8

2.4. Pornirea schemei AAR Dispariţia totală sau parţială a tensiunii pe barele de alimentare determină, aşa cum s-a precizat mai înainte, pornirea schemei AAR. Cauzele care determină această situaţie: - deconectarea transformatorului sau a liniei de alimentare provocată de protecţiile care

acţionează din cauza unor defecte ale transformatorului sau ale liniei; - deconectarea greşită a întreruptoarelor alimentării principale. - dispariţia tensiunii pe barele de alimentare, din orice cauză. Schema AAR nu trebuie să funcţioneze pentru defecte în reţeaua consumatorilor, care pot atrage scăderi importante de tensiune, dar care trebuie să fie eliminate de protecţia corespunzătoare. De asemenea, schema nu trebuie să funcţioneze pentru defectele de la sursa de alimentare a elementului de alimentare principal, care trebuie să fie eliminate în timp util de protecţiile respective. In concluzie, schema AAR poate porni de la următoarele elemente: - declanşarea unuia dintre întreruptoarele elementului de alimentare principal, când

pornirea se face fără temporizare; - scăderea inadmisibilă a tensiunii pe bare, când pornirea se face temporizat. Pornirea schemei AAR la scăderea tensiunii pe barele consumatorului se face cu controlul prealabil al prezenţei tensiunii pe barele alimentării de rezervă. Pentru a se preveni acţionarea nedorită a schemei în cazuri de manevre normale cât şi în cazuri de revizii ale instalaţiei de automatizare, este necesar să se prevadă o cheie care să permită scoaterea sau introducerea AAR în funcţiune. 2.5. Funcţionarea schemei AAR Funcţionarea netemporizată: declanşarea întrerupătorului alimentării principale pune în funcţiune schema AAR, care comandă închiderea întrerupătorului alimentării de rezervă (fără a introduce vreo temporizare). Funcţionarea temporizată: impulsul de pornire dat de elementele de măsurare a tensiunii pe barele consumatorilor cu controlul prezentei tensiunii pe barele alimentării de rezervă, comandă declanşarea întrerupătorului alimentării principale şi prin aceasta se realizează condiţie de funcţionare fără temporizare a schemei AAR. In figura 5 este reprezentată schema funcţională AAR realizată conform celor precizate mai sus. Tensiunile măsurate pe sursa de rezervă şi pe barele consumatorilor de către elementele de măsură 1 şi 2 determină, în caz de dispariţie sau scădere sub limita admisă a tensiunii pe barele consumatorului, acţionarea elementului de timp 3. După pauza de AAR, acesta comandă declanşarea întrerupătorului alimentării principale; prin această declanşare se realizează condiţia de anclanşare a întrerupătorului alimentării de rezervă.

Automatizări în sistemul energetic AMte4-5 Anclanşarea automată a rezervei trebuie executată numai după declanşarea alimentării normale, deoarece, altfel ea ar putea fi anclanşată pe un scrutcircuit care nu a fost izolat sau ar putea fi conectate în paralel două sisteme care nu sunt în sincronism. Funcţionarea schemei AAR este blocată la scurtciruite pe bare (sau în aval de acestea dar neizolate de întreruptoarele proprii) de către protecţia maximală a transformatorului de lucru. Dacă transformatorul este deconectat prin această protecţie, schema AAR se întrerupe şi nu mai este posibilă închiderea alimentării de rezervă.

Figura 5 AAR pe cupla longitudinală între secţiile de servicii interne (fig.6)

Figura 6

9


10

2.6. Reglările schemei AAR Defecte ce fac necesară funcţionarea schemei AAR: - defecte pe barele alimentării principale; - defecte pe elementul de alimentare principal (transformatorul principal). Defecte ce nu fac necesară funcţionarea schemei AAR: - defecte pe racordurile la barele principale şi care alimentează alţi consumatori; - defecte pe racordurile la barele consumatorilor. Aceste defecte sunt eliminate de protecţiile proprii ale racordului respectiv şi prin aceasta restabilirea alimentării consumatorilor este asigurată. Selectivitatea schemei AAR faţă de defecte la care nu trebuie să funcţioneze, se asigură prin alegerea valorii tensiunii minime de pornire, care trebuie să fie mai mică decât tensiunea remanentă pe bare în cazul scurtcircuitelor produse după transformatoare sau bobine de reactanţă. Din practică aceasta se consideră:

npp U,U 401

= , respectiv tensiunea de pornire a releelor de tensiune minimă

TT

pppr n

UU 1=

Valoarea tensiunii pe bara de rezervă care permite acţionarea schemei AAR se alege: npp U,U 70

2≥ ,

respectiv

TT

pppr n

UU 2≥

Reglarea releului de timp se face având în vedere funcţionarea selectivă a schemei cu restul instalaţiilor. Releul de timp în schema AAR are ca scop să facă selecţia pentru cazul defectelor la care sistemul de anclanşare automată a alimentării de rezervă nu trebuie să funcţioneze şi când selecţia prin tensiune nu este posibilă (cazul defectelor apropiate electric). Timpul tAAR (sau pauza AAR) – se alege valoarea cea mai mare rezultată din următoarele relaţii:

- tAAR = (tp + tRAR) + Δt, în care: tp este temporizarea treptei a II-a a protecţiei L1 (alimentarea de bază); tRAR pauza de RAR a liniei considerate; Δt treapta de timp.

- ttt pAAR Δ+=1

unde: 1pt timpul protecţiei temporizate a elementelor racordate la barele consumatorilor

(defecte pe racorduri care trebuie să fie eliminate de protecţiile proprii).

Automatizări în sistemul energetic AMte4-5 2.7. Schemele AAR O schemă AAR trebuie să satisfacă cerinţele enunţate mai înainte şi anume: - să acţioneze fără temporizare la manevre greşite (deschiderea întrerupătorului alimentării

principale); - să acţioneze cu temporizare la scăderea tensiunii pe barele consumatorilor cu controlul

tensiunii pe alimentarea de rezervă. Oricare ar fi tipul schemei utilizate, ea trebuie să aibă; - un element de pornire (bazat pe măsurarea tensiunii); - un element de întârziere; - un element de comandă a întrerupătorului elementului de alimentare principal, şi ca

urmare a acestei declanşări, anclanşarea întrerupătorului alimentării de rezervă. In afară de acestea, schema AAR trebuie să mai cuprindă: - un dispozitiv pentru scoaterea şi punerea în funcţiune a schemei AAR (în unele cazuri, cu

posibilitatea inversării rolului dintre alimentarea principală şi cea de rezervă). 2.8. Clasificarea schemelor AAR Schemele AAR se clasifică după modul în care se face anclanşarea întrerupătorului alimentării de rezervă în: - scheme AAR mecanice, la care anclanşarea întrerupătorului alimentării de rezervă se

face prin acţionarea unui dispozitiv mecanic; - scheme AAR electrice; la care anclanşarea întrerupătorului alimentării de rezervă se

face prin mijloace electrice. Din punct de vedere al modului de revenire a schemei AAR: - scheme AAR care permit trecerea automată pe alimentarea de rezervă, revenirea la

alimentarea principală făcându-se prin comandă manuală; - scheme AAR care permit trecerea automată pe alimentarea de rezervă, asigurând

totodată revenirea automată pe alimentarea principală, în cazul în care instalaţia sesizează restabilirea condiţiilor de funcţionare normală a alimentării principale;

- scheme AAR, care prin comutare pot considera oricare dintre cele două surse drept alimentare principală şi pe cealaltă, drept alimentare de rezervă.

Indiferent de modul de realizare, AAR va fi prevăzut cu dispozitive pentru punerea şi scoaterea din funcţiune a automatizării de către personalul de exploatare şi cu un număr minim de semnalizări: - AAR în funcţiune (pregătit de funcţionare); - A funcţionat AAR. 3. Reanclanşarea automată pe buclă deschisă (R.A.B.D.) Aceasta este o automatizare AAR folosită în staţiile de 110 kV pentru realimentarea unei porţiuni din bucla deschisă, formată din LEA 110 kV dintre două staţii de transformare 220 (400)/110 kV, în cazul în care apare un defect persistent pe una dintre aceste LEA 110 kV (fig.7).

11


12

Automatizarea RABD din staţia A, în momentul când sesizează lipsa tensiunii la capătul buclei deschise alimentate în mod normal din staţia B, va conecta temporizat întrerupătorul I cu controlul prealabil al prezenţei tensiunii pe barele de 110 kV din staţia A. Este o automatizare care lucrează într-un singur sens. Bucla de 110 kV este deschisă pentru a se evita dubla transformare a energiei. Cazuri posibile de funcţionare: - declanşarea intempestivă a unuia dintre întrerupătoarele din buclă; - defect persistent pe un tronson din buclă (K).

Figura 7

Automatizări în sistemul energetic AMte4-5 4. Reanclanşarea automată rapidă pe liniile electrice aeriene (RAR) 4.1. Consideraţii generale Scurtcircuitele mono – bi – trifazate care conduc la deconectarea liniei sunt datorate în principal unor cauze trecătoare cum ar fi: supratensiuni atmosferice, atingeri accidentale, conturnări izolaţii. Majoritatea scurtcircuitelor sunt prin arc electric. Acestea sunt lichidate odată cu dispariţia tensiunii (caracter pasager). Spre deosebire de acestea, scurtcircuitele metalice (atingeri directe) sau străpungerea izolaţiei (străpungerea izolatoarelor) au un caracter permanent. In majoritatea cazurilor, după deconectarea porţiunii defecte, izolaţia se restabileşte în locul scurtcircuitului, mediul în care s-a produs arcul se deionizează şi linia poate fi repusă în funcţiune, fără ca arcul să mai reapară. Statisticile efectuate pe o perioadă îndelungată asupra unui număr mare de linii aeriene de înaltă tensiune au evidenţiat următoarele cifre procentuale faţă de totalul defectelor survenite în aceeaşi perioadă:

- defecte trecătoare prin arc (80 – 95)% - defecte permanente ( 5 – 20)%

In cazul defectelor în cabluri:

- trecătoare (2 – 5)% - permanente (95 – 98)%

Se constată că procentul defectelor trecătoare în cabluri este neglijabil. La liniile aeriene – defectele trecătoare sunt preponderente. Deci: dacă la apariţia defectului – elementul respectiv ar fi scos de sub tensiune

un anumit timp, timp necesar stingerii arcului – la restabilirea tensiunii există multe şanse ca defectul să nu mai reapară. Această operaţie se poate face manual sau automat.

Operaţia de restabilire a alimentării liniei, după un timp oarecare şi efectuată manual nu este satisfăcătoare din cauza timpului prea mare de întrerupere, care ar putea să aibă consecinţe grave asupra consumatorilor. Din această cauză se adoptă dispozitive automate care să reanclanşeze linia declanşată în funcţie de anumiţi parametrii (RAR). Aceasta asigură o reanclanşare reuşită în proporţie (60 – 90)% din cazurile de declanşare a liniilor. 4.2. Condiţii impuse schemei RAR

• Reanclanşarea trebuie să se producă la declanşarea întrerupătorului liniei de către protecţie şi să nu se producă la deconectarea manuală sau când declanşarea prin protecţie urmează imediat după o comandă de anclanşare (închiderea întreruptorului pe defect).

• Timpul de întrerupere trebuie să fie cât mai mic posibil pentru ca să fie asigurată autopornirea motoarelor, dar să fie suficient de mare astfel încât arcul electric să se stingă (timp necesar deionizării mediului unde a avut loc arcul).

13


14

• Schema trebuie să permită prelungirea treptei rapide a protecţiei de distanţă şi alegerea regimului de reanclanşare monofazată sau trifazată.

• Comanda de anclanşare dată prin dispozitiv trebuie să aibă o durată suficientă pentru a se asigura anclanşarea întrerupătorului.

• In cazul extinderii defectului sau apariţiei unui nou defect în timpul pauzei de RAR, trebuie să se producă declanşarea trifazată definitivă.

• Dispozitivul trebuie să permită realizarea unei singure reanclanşări şi să revină automat în starea în care este pregătit de acţionare, după o perioadă de timp, când nu se mai poate produce nici o reanclanşare.

• Această perioadă de timp denumită perioadă de blocaj este de obicei reglabilă între 5 şi 20 sec. Şi are rolul de a evita solicitări repetate ale aparatajului şi a reţelei.

4.3. Funcţionarea RAR La declanşarea nedorită a întrerupătorului liniei intră în funcţiune RAR, care controlează îndeplinirea tuturor condiţiilor de închidere a întrerupătorului şi, după un anumit timp trimite, prin elementul de ieşire, comanda de închidere (fig. 8) Dacă defectul a dispărut linia continuă să funcţioneze. In cazul în care defectul persistă – protecţia deconectează definitiv întrerupătorul liniei. Totalitatea operaţiilor, din momentul declanşării întrerupătorului şi până la reanclanşarea sa, prin schema de reanclanşare automată formează un ”ciclu RAR”.

Figura 8

Automatizări în sistemul energetic AMte4-5 4.4. Timpii de reglare ai schemelor RAR

Alegerea temporizărilor cu care dispozitivele RAR execută comanda de reanclanşare se face pe baza condiţiilor pe care trebuie să le îndeplinească aceste temporizări şi care sunt legate de parametrii întreruptoarelor, protecţiilor şi de reglajele lor. In cazul liniilor radiale condiţiile pe care trebuie să le îndeplinească pauzele RAR şi modul de alegere a acestora sunt mai simple. Pauza de RAR (tRAR) este valoarea care se reglează cu ajutorul releului de timp al dispozitivului RAR şi reprezintă timpul care se scurge din momentul deschiderii întreruptorului şi până în momentul comenzii de reanclanşare care se transmite acestuia (timp mai mic decât durata întreruperii efective a tensiunii). Timpul total de întrerupere cuprinde tRAR, timpul de declanşare al întreruptorului şi timpul protecţiei, deci

RARdt ttt += , dar

îpd ttt += în care: tp timpul protecţiei tî timpul propriu de deschidere a întrerupătorului. Condiţiile care trebuie respectate la alegerea tRAR sunt următoarele:

rezdRAR ttt +≥ unde:

td este timpul minim necesar întrerupătorului după o declanşare pentru a putea efectua o anclanşare; acest timp depinde de tipul constructiv al întrerupătorului;

trez timp de rezervă de siguranţă care ţine seamă de modificarea posibilă a tî şi de imprecizia releului de timp din dispozitivul RAR.

A doua condiţie care trebuie respectată:

rezdiRAR ttt +≥ ,

unde tdi este timpul necesar deionizării mediului la locul defectului prin întreruperea tensiunii. Timpul necesar deionizării depinde de mai mulţi factori:

- mărimea tensiunii de revenire, adică tensiunea care se aplică din nou liniei; dacă valoarea instantanee a tensiunii este zero – situaţia este mult mai favorabilă;

- mărimea curentului de scurtcircuit în locul defectului – cu cât acesta are valoare mai mare, degajarea de gaze ionizate va fi mai mare;

- durata curentului de scurtcircuit – cu cât aceasta este mai mare, cu atât cantitatea de căldură degajată va fi mai mare, lungimea arcului va creşte şi ca urmare va fi ionizat un volum mai mare de gaze (aer înconjurător).

In funcţie de factorii prezentaţi mai sus, pe baza cercetărilor experimentale, s-au realizat graficele prezentate în fig.9 şi fig.10, în care s-au notat: tdi - timpul minim necesar deionizării; td - timpul de declanşare a întrerupătorului (inclusiv timpul protecţiei).

15


16

Figura 9

Figura 10 Se observă că între durata scurtcircuitului şi timpul de deionizare este o relaţie aproape liniară; în schimb între valoarea curentului de scurtcircuit şi timpul de deionizare este o relaţie liniară numai la 220 kV, la 110 kV timpul de deionizare este aproape independent de curentul de scurtcircuit. Din diagramele prezentate, rezultă că durata scurtcircuitului are cea mai mare importanţă. Din această cauză, trebuie să se prevadă întrerupătoare cu timp de declanşare cât mai mic şi protecţii cu acţionare rapidă.

Automatizări în sistemul energetic AMte4-5 Un alt factor care influenţează timpul de deionizare îl reprezintă şi felul întreruperii monofazate sau trifazate. In cazul reanclanşării monofazate timpul de deionizare trebuie să fie mai mare datorită cuplajului capacitiv al fazelor sănătoase rămase sub tensiune. In figura 11 este prezentat cazul unui defect apărut pe o fază a unei linii eliminat de protecţie prin declanşare monofazată (numai faza defectă). După deschiderea polului fazei defecte, arcul electric produs de defect continuă să fie alimentat prin capacităţile dintre fazele sănătoase (CRS, CRT) şi faza defectă. Acest fapt conduce la prelungirea duratei de stingere a arcului şi de refacere a izolaţiei mediului în care acesta s-a produs.

Figura 11

In figura 12 şi 13 sunt indicaţi timpii de deionizare necesari în funcţie de tensiunea instalaţiei, determinaţi prin cercetări experimentale, în cazul întreruperii tensiunii monofazate respectiv trifazate.

Figura 12 - Cazul întreruperii monofazate Figura 13 – Cazul întreruperii trifazate In cazul liniilor alimentate de la ambele capete, care constituie majoritatea liniilor de înaltă şi foate înaltă tensiune, situaţia se deosebeşte faţă de liniile radiale. Astfel, la oricare din cele două capete, indiferent de temporizarea cu care a avut loc declanşarea, reanclanşarea trebuie să se producă numai după ce linia a fost deconectată şi de la capătul opus, şi aceasta după intervalul necesar pentru deionizare. Un alt timp care trebuie ales şi reglat este cel al perioadei de blocaj a schemei de reanclanşare. Valoarea acestui timp se alege astfel încât să se asigure efectuarea unei singure reanclanşări.

17


18

Pentru a se produce o singură reanclanşare timpul de blocaj al RAR (tBRAR), care începe din momentul comenzii de reanclanşare, trebuie să îndeplinească următoarea condiţie:

rezdpBRAR tttt ++≥ max unde: tmaxp - este temporizarea maximă a protecţiei liniei; td - timpul de declanşare a întrerupătorului; trez - un timp de rezervă de siguranţă. Această condiţie fiind satisfăcută, nu există pericolul ca în cazul unui defect persistent la care declanşarea după RAR este provocată de o protecţie cu temporizare mare, dispozitivul RAR să fie din nou pregătit să producă o a doua reanclanşare. 4.5. Scheme RAR cu acţionare trifazată (RART) se disting: scheme RART pentru linii radiale; scheme RART pentru linii cu alimentare de la ambele capete: - fără controlul sincronismului; - cu controlul sincronismului, prin măsurarea tensiunilor de la bornele întrerupătorului; - cu controlul lipsei tensiunii.

cu acţionare monofazată (RARM)

Se utilizează la linii cu tensiuni înalte (220 kV şi mai mari), având curenţi mari de punere la pământ şi întrerupătoare cu comandă pe fază. Se deosebesc: scheme RARM pentru linii radiale; scheme RARM pentru linii alimentate de la ambele capete.

Din punct de vedere al celei de a doua declanşări, în cazul defectelor persistente, se foloseşte RARM cu declanşare trifazată. Din punct de vedere al coordonării RAR cu protecţia prin relee, se deosebesc următoarele tipuri de scheme RAR: scheme RAR fără accelerarea protecţiei (necoordonate); scheme RAR cu accelerarea protecţiei înaintate de RAR în sensul că prima declanşare

se face rapid, adică neselectiv pentru întreaga zonă protejată, iar după acţiunea RAR protecţia acţionează selectiv;

scheme RAR cu accelerarea protecţiei după RAR, în sensul că prima declanşare se face selectiv, iar după funcţionarea RAR, protecţia acţionează rapid, adică neselectiv pentru întreaga zonă protejată.

Din punct de vedere al readucerii în poziţie de funcţionare (revenire) a schemei RAR se deosebesc: scheme RAR cu revenire manuală, la care intervenţia personalului de exploatare este

necesară după fiecare funcţionare RAR, pentru a o readuce în poziţia de lucru; scheme RAR cu revenire automată (autorevenire), la care schema RAR revine

automat în poziţie de lucru, după un anumit timp de la acţionare. De menţionat că, timpul de autorevenire al schemei RAR trebuie să depăşească suma timpului propriu de închidere a întrerupătorului şi a timpului de întrerupere a protecţiei de rezervă din amonte (în cazul refuzului de declanşare a întrerupătorului propriu).

Automatizări în sistemul energetic AMte4-5 4.6. Coordonarea funcţionării RAR cu a protecţiei prin relee

Coordonarea funcţionării RAR cu protecţia prin relee priveşte atât schemele lor de funcţionare cât şi parametrii de reglare.

Figura 14

Considerentele principale care stau la baza acestei coordonări sunt următoarele: - obţinerea unui timp

maxim de întrerupere efectivă a liniei ţinând seamă de timpii RAR de la ambele capete, prin egalizarea timpilor de acţionare ai protecţiilor la cele două capete ale liniei;

- posibilitatea îmbunătăţirii substanţiale a protecţiei prin relee, prin introducerea unei acţionări neselective a acesteia, corectată de funcţionarea RAR.

Pentru a ilustra principiile enunţate să considerăm un caz concret: - O linie electrică aeriană

cu alimentare de la ambele capete într-o reţea oarecare (fig.14), pentru care s-au trasat diagramele de funcţio-nare ale protecţiilor de pe întrerupătoarele I1 şi I2.

Admitem că timpii RAR de la ambele capete ale liniei sunt egali ( )

21 RARRAR tt = şi se reprezintă diagramele de variaţie ale tensiunilor pe linie funcţie de timp (fig.15).

Figura 15

19


20

Diagramele U = f(t) au fost trasate pentru cele trei zone (A – B – C). Se observă că numai pentru zona B, în care timpii de protecţie sunt egali ( ) ( )( )21

II aa tt = , timpul de întrerupere total ti este maxim şi este egal cu timpul funcţionării RAR; t1A, t1B, t1C reprezintă timpul de întrerupere a tensiunii. Din această cauză este necesar ca treapta protecţiei rapide să fie prelungită pe întreaga linie (reprezentată punctat în fig.14). Rezultă că prima declanşare are loc în acelaşi timp la ambele capete. Metoda aceasta conduce la acţionări neselective ale protecţiei; aceasta însă se poate corecta prin RAR, care la reanclanşare, stabileşte caracteristicile normale de funcţionare ale protecţiilor, restabilind deci selectivitatea. Această metodă se numeşte ”cu accelerarea protecţiei înainte de RAR”, întrucât RAR determină iniţial o acţionare rapidă, după care se revine la acţionarea normală (neaccelerată), în pauza de RAR. Dacă defectul persistă, acesta este eliminat selectiv de protecţie. Metoda prezentată mai sus, stă la baza prelungirii treptei I-a protecţiei P1 de la capătul A al liniei din B peste linia protejată. Toate protecţiile de distanţă moderne au prevăzută posibilitatea de a se regla două valori ale treptei I. Una din cele două valori ale treptei I este cea obişnuită de 80 – 85% din impedanţa liniei, iar a doua se alege astfel încât să acopere întreaga linie (115 – 120% impedanţa liniei) şi constituie treapta I prelungită. In cazul unui defect pe un racord la barele B, în interiorul treptei I prelungită (punctul K), protecţia P1 acţionează neselectiv, eliminând defectul rapid. Prin funcţionarea RAR, linia este readusă la starea normală şi protecţia P1 urmează să acţioneze selectiv, dacă defectul în punctul K persistă (defectul este în treapta II a protecţiei P1); acesta este eliminat rapid de protecţia P3. Readucerea P1 în treapta I normală (treaptă scurtată) se realizează cu ajutorul unui contact din schema RAR care efectuează comutarea rezistenţelor sau prizelor transformatorului din circuitul de tensiune al organului de măsură. In cazul în care între staţia A şi B sunt mai multe linii cu treapta I prelungită, la un defect pe oricare din liniile racordate pe barele staţiei B, în interiorul acestei trepte, se produce o primă declanşare rapidă a tuturor liniilor (care au treapta I prelungită) în staţia A. După reanclanşarea acestor linii, dacă defectul este persistent, declanşează din nou rapid doar linia în cauză, protecţiile celelalte sesizând defectul în treapta II (protecţiile au fost readuse cu treapta I – normală în pauza de RAR). Această metodă prezintă dezavantajul care constă în declanşarea iniţială (înainte de RAR) a tuturor liniilor racordate la o staţie la un defect pe una singură în apropierea acesteia; acest dezavantaj este corectat prin reanclanşarea rapidă, dar trebuie ţinut seamă de riscul blocării unuia dintre întrerupătoare, precum şi riscul ieşirii din sincronism al zonelor de sistem separate, prin declanşarea liniilor, în pauza RAR. Tinând seamă de acest dezavantaj prelungirea treptei rapide înainte de RAR este utilizată numai în cazul reanclanşării monofazate (RAR – M), când nu există riscul ieşirii din sincronism.

Automatizări în sistemul energetic AMte4-5 4.7. Scheme RAR trifazate (RART) pentru linii radiale Pentru ca funcţionarea să fie corectă este necesar ca schemele RAR respective să îndeplinească condiţiile enunţate la punctul 4.2. Pornirea schemei RART se realizează: - de la protecţie prin relee (fig.16). Acest mod de pornire permite reanclanşarea numai în

cazul declanşării prin protecţie. In cazul declanşărilor greşite sau intempestive, RART nu funcţionează.

Reanclanşarea întrerupătorului prin RAR se face prin controlul lipsei tensiunii.

RP

Figura 16

4.8. Schemele RART pentru linii cu alimentare de la ambele capete Pentru liniile alimentate de la ambele capete, întreruperea de la un singur capăt nu mai este suficientă (ca în cazul liniilor radiale), fiind necesare condiţii suplimentare şi anume: - să se declanşeze întrerupătoarele de la ambele capete ale liniei; - să se controleze dacă prin declanşarea întrerupătorului liniei, se menţine sincronismul

între barele pe care este racordată linia şi restul sistemului. Este evident că în cazul liniilor cu alimentare din ambele capete, scoaterea de sub

tensiune în caz de defect, impune declanşarea ambelor întrerupătoare de la capetele liniei. Verificarea declanşării ambelor întrerupătoare se face indirect prin măsurarea tensiunii; într-adevăr, dacă se consideră în fig.17 cazul întrerupătorului I1, verificarea că întrerupătorul I2 a declanşat se poate face controlând dacă la bornele întrerupătorului I1 dinspre linie, după declanşare, mai există sau nu tensiune.

Această metodă bazată pe funcţionarea unui releu de tensiune minimă racordat la tensiunea de pe linie, se numeşte metoda RART cu controlul lipsei tensiunii.

21


22

Figura 17 Dacă pe linia declanşată nu mai este tensiune, releul de minimă tensiune, prin contactul normal închis, permite acţionarea schemei RART, în caz contrar schema este blocată. La liniile cu alimentare de la ambele capete, timpul de deionizare se consideră timpul în care ambele întrerupătoare sunt deschise. Trebuie remarcat că nu se poate utiliza controlul lipsei tensiunii decât la un singur capăt al liniei.

Schemele RART cu controlul sincronismului prin măsurarea tensiunilor

Aplicarea acestei metode este condiţionată de existenţa a cel puţin unei legături electrice între staţiile separate prin declanşarea întrerupătorului liniei considerate, prin care se asigură menţinerea sincronismului cu sistemul electric. Această metodă se bazează pe utilizarea unui releu special de verificare a sincronismului, care de cele mai multe ori este de tip electromagnetic cu armătură rotativă. In fig.18 se prezintă modul în care se conectează releele de control al sincronismului (RSC) şi al prezenţei tensiunii (RCT).

Figura 18

Schema RART funcţionează dacă întrerupătorul este declanşat prin protecţie, există tensiune pe linie (RCT excitat) şi tensiunile sunt în sincronism (RSC dezexcitat). In cazul în care defectul persistă, urmează o nouă declanşare şi RART nu mai acţionează. Dacă pe linie nu este tensiune, ceea ce înseamnă că întrerupătorul de la celălalt capăt nu a reanclanşat, atunci releul RCT este dezexcitat, iar RCS, alimentat pe o singură înfăşurare, este excitat şi schema RART nu funcţionează. In momentul apariţiei tensiunii, RCT se excită; dacă tensiunile nu sunt sincrone, atunci RCS rămâne excitat şi schema RART, de asemeni nu funcţionează.

Automatizări în sistemul energetic AMte4-5 Trebuie observat că dispozitivul de control al sincronismului nu trebuie montat decât la un singur capăt al liniei, deoarece altfel nu ar fi posibilă reanclanşarea. Pentru aceasta, la un capăt se face controlul lipsei tensiunii, iar la celălalt capăt controlul sincronismului împreună cu controlul tensiunii (prezenţa tensiunii) – fig.19.

Figura 19

Releul de control al sincronismului este de fapt un releu de minimă tensiune având două bobine alimentate cu tensiunea barelor şi respectiv cu tensiunea liniei care urmează a fi reanclanşată, în aşa fel încât fluxurile celor două bobine sunt antagoniste; releul acţionează deci la diferenţa celor două tensiuni.

In figura 20 este indicată diagrama tensiunilor aduse la releu, ΔU fiind diferenţa vectorială între acestea şi reprezintă tensiunea la care reacţionează releul. Cum în general tensiunile care alimentează releul sunt între limitele apropiate, se poate considera că RCS măsoară de fapt unghiul între cei doi vectori. El se etalonează de obicei în valori ale unghiului δ (unghiul dintre tensiunile celor două zone care se unifică prin reanclanşarea întrerupătorului prin RAR).

Când cele două tensiuni sunt în fază sau au un decalaj mic între ele, ΔU este mic şi releul îşi menţine contactul închis permiţând reanclanşarea întrerupătorului, iar când ΔU este mare (ceea ce corespunde unui unghi δ mare) reanclanşarea nu se poate produce.

δ

U bare U linieΔU

Figura 20

4.9. Scheme RAR monofazate (RARM) Statisticile efectuate la o serie întreagă de linii şi pe perioade lungi au dus la concluzia că defectele pe liniile electrice din reţele cu neutrul legat direct la pământ se pot grupa, după natura lor, în jurul următoarelor valori medii: Defecte monofazate (un conductor la pământ) …………… (70 – 90)% Defecte bifazate fără punere la pământ ………………………(5 – 10)% Defecte bifazate cu punere la pământ ……………………….. (7 – 20)% Defecte trifazate …………………………………………………(5 – 10)%

23


24

Rezultă clar că marea majoritate a defectelor ce pot apare la liniile electrice aeriene sunt cele monofazate, adică scurtcircuit la pământ al unei faze. Prin urmare, dacă în cazul defectelor monofazate s-ar întrerupe faza defectă, atunci circulaţia energiei electrice ar putea continua mai departe pe celelalte faze; dacă defectul a fost pasager, la repunerea sub tensiune a fazei defecte se restabileşte funcţionarea normală. Dispozitivele care permit ca reanclanşarea fazei defecte să se facă automat se numesc dispozitive RARM, adică pentru reanclanşarea automată rapidă monofazată (pe fază). Pentru a se asigura funcţionarea RARM este evident necesar ca întrerupătoarele liniei la care sunt instalate asemenea dispozitive să aibă posibilitatea de anclanşare şi de declanşare pe fiecare pol, independent de situaţia în care se găsesc ceilalţi poli. RARM poate funcţiona: - cu declanşare definitivă monofazată, atunci când defectul este permanent; - cu declanşare definitivă trifazată. Funcţionarea în două faze, faza defectă fiind deconectată, este posibilă numai în cazul în care componentele simetrice care apar (inversă şi homopolară) nu periclitează securitatea elementelor sistemului electric. In reţelele cu neutrul izolat (lipsa legăturii cu pământul) reactanţa homopolară este infinită. Componenta homopolară nu circulă decât între punctele puse la pământ; prin urmare, întrucât sistemul în care funcţionează generatoarele şi consumatorii este de obicei izolat de pământ, rezultă că aceştia nu sunt perturbaţi de această componentă. Componenţa inversă care trece în reţeaua generatoarelor şi a consumatorilor, poate perturba grav funcţionarea acestora. Generatoarele electrice sunt construite să suporte de durată un curent de secvenţă inversă mai mic de (5 – 8)% din curentul nominal. Valori, care depăşesc această limită, pot produce deteriorări grave ale generatoarelor prin încălzirea excesivă a masei metalice a rotorului datorită curenţilor turbionari induşi (componentele de secvenţă inversă creează în generator un câmp magnetic învârtitor invers sensului de rotaţie a rotorului şi ca urmare, în masa acestuia se induc tensiuni electromotoare, care produc curenţii turbionari). Funcţionarea în regim asimetric (în două faze) a liniilor electrice produce perturbaţii serioase în liniile de telecomunicaţii. Având în vedere consecinţele funcţionării în două faze a liniilor electrice, se adoptă schema RARM cu declanşare definitivă trifazată. In acest caz, schema de comandă manuală nu diferă de cea obişnuită, deoarece comanda pe fază nu este dată decât de protecţia prin relee şi RARM. La apariţia unui defect monofazat (fază-pământ) protecţia comandă declanşarea monofazată a întrerupătorului (polul de pe faza defectă) şi punerea în funcţiune a schemei RARM, care după pauza stabilită, comandă închiderea fazei deconectate. Dacă defectul a dispărut, linia rămâne în funcţiune. In cazul în care defectul persistă, protecţia acţionează din nou şi comandă declanşarea trifazată definitivă a întrerupătorului. Intrucât, în timpul cât este întreruptă faza pe care a apărut defectul, linia funcţionează în două faze, păstrându-se deci legătura cu sistemul (sincronismul), RARM acţionează fără condiţii.

Automatizări în sistemul energetic AMte4-5 5. Descărcarea automată a sarcinii la scăderea frecvenţei (DASf) Frecvenţa este în orice moment un indicator al bilanţului energetic. Orice dezechilibru care apare între puterea produsă şi cea consumată determină modificarea frecvenţei de funcţionare. Perturbaţii importante ale bilanţului producţie-consum au loc mai frecvent la declanşarea unor grupuri generatoare de putere mare, decât ca urmare a variaţiei sarcinii. Scăderea inadmisibilă a frecvenţei poate avea loc, de multe ori, la avarii însoţite de separări în zone şi când într-o zonă separată consumul depăşeşte sensibil producţia de putere a centralelor. La frecvenţe inferioare frecvenţei minime tehnologice, generatoarele sunt deconectate prin protecţii proprii, conducând prin aceasta la generalizarea avariei. Deficitele de putere activă sunt însoţite de pierderi de putere reactivă, ceea ce poate determina creşterea sarcinilor pe liniile de transport şi scăderea tensiunii în anumite puncte ale sistemului electric. Pentru a limita extinderea avariilor ca urmare a scăderii frecvenţei, în unele staţii şi centrale electrice s-au realizat instalaţii automate de descărcare de sarcină, (DASf) care au rolul de a deconecta consumatori, în cazul scăderii frecvenţei sub o anumită limită. Consumatorii conectaţi la DASf sunt grupaţi în tranşe repartizate pe zone şi au reglajele de acţionare, ca prag de frecvenţă şi temporizare, stabilite prin normativ al dispecerului energetic naţional (DEN). Calculul volumului tranşelor se face astfel încât (funcţie de avariile pentru care sunt dimensionate) după deconectarea lor frecvenţa să revină la valoarea normală. Variaţia frecvenţei în timp determinată de apariţia unui dezechilibru de putere are loc după o curbă exponenţială (fig.21).

Figura 21

Dacă în sistem nu există rezerva de putere (rezerva turnantă) pentru acoperirea deficitului, singura soluţie pentru redresarea situaţiei o reprezintă deconectarea tranşelor de consumatori la pragurile de frecvenţă stabilite. Aşa cum rezultă din diagramă (fig. 21), scăderea frecvenţei la valoarea f1 (stabilită pentru tranşa I), acţionează DASf şi deconectează consumatorii acestei tranşe.

25


26

Viteza de scădere a frecvenţei se ameliorează (curba 2). Frecvenţa continuă să scadă, la atingerea valorii reglate f2 corespunzătoare tranşei a II-a, DASf acţionează din nou şi deconectează altă grupă de consumatori. Dacă deconectările efectuate acoperă dezechilibrul apărut, frecvenţa revine la valori normale (curba 3). Orientativ, DASf acţionează când frecvenţa scade sub 49 Hz până la 48 Hz. Schema principală a unui DASf

Elementul de pornire a dispozitivului DASf este un releu de frecvenţă reglat să pună în funcţiune schema la scăderea frecvenţei corespunzătoare tranşei respective. Releele de frecvenţă folosite în schemele DASf trebuie să aibă precizie mare, fiabilitate ridicată şi să se autoblocheze la scăderea tensiunii. De regulă, pornirea schemei DASf se realizează pe baza următoarelor criterii:

- frecvenţă scăzută; - frecvenţă scăzută completată cu dispozitive de sesizare a vitezei de scădere a

frecvenţei (df/dt); - frecvenţă scăzută completată cu relee de tensiune (pentru a evita acţionarea eronată

la variaţii de tensiune).

In fig. 22 este prezentată schema DASf realizată cu relee de frecvenţă şi acţionare temporizată, cu reglaje corespunzătoare fiecărei tranşe de consumatori.

Figura 22 6. Descărcarea automată de sarcină la scăderea tensiunii (DASU) Tensiunea reprezintă unul din parametrii esenţiali care caracterizează calitatea energiei electrice. La scăderea tensiunii este perturbată funcţionarea atât a consumatorilor cât şi a centralelor electrice (perturbarea instalaţiilor de servicii interne).

Automatizări în sistemul energetic AMte4-5 Pentru a preîntâmpina asemenea situaţii, s-au realizat dispozitive de descărcare automată a sarcinii la scăderea tensiunii (DASU). Această automatizare are drept scop să prevină scăderea tensiunii la avarii grave cu declanşări de mai multe elemente şi să evite pierderea stabilităţii sistemului energetic în anumite zone slab alimentate. Schemele DASU cuprind un set de trei relee de tensiune minimă de calitate superioară (cu coeficient de revenire aproximativ 1) conectate între faze, având contactele înseriate. Schema este blocată la scurtcircuite printr-un releu de tensiune inversă sau de curent homopolar. Schema de principiu a unei instalaţii DASU este prezentată în fig.23. Reglajele adaptate pentru DASU au în vedere în primul rând evitarea pericolului de scădere a tensiunii sub valoarea de 0,8 Un, pentru că în această situaţie consumatorii importanţi sunt afectaţi şi totodată există pericolul pierderii stabilităţii statice a sistemului.

U<

Figura 23

Din aceste motive, valorile de reglaj (orientative) sunt:

- reţeaua – 110 kV – Ua = 85 kV; - reţeaua – 220 kV – Ua = 180 kV; - reţeaua – 400 kV – Ua = 345 kV.

Reglajul de timp DASU trebuie să asigure selectivitatea faţă de:

- pauză de RAR pe liniile de legătură unde este montat DASU; - timpul de acţionare a protecţiilor pentru eliminarea defectelor în MT (să nu

acţioneze DASU la defecte în MT). Tranşele DASU se introduc de regulă în zonele cu puteri generate mici, zone caracterizate prin tensiuni scăzute, unde pot apare probleme de stabilitate statică. Volumul consumatorilor deconectaţi de DASU este acceptabil, dacă după acţionare tensiunile din reţelele respective revin la valori admisibile de exploatare. Importanţa DASU apare şi mai pregnant în cazuri în care, din calculele de regimuri staţionare şi de stabilitate statică rezultă situaţii de avarii în care apar scăderi importante de tensiuni, fără scăderea frecvenţei (fără dezechilibru între putere – consum).

27


28

7. Descărcarea automată a sarcinii la creşterea puterii active pe linii (DASP)

Această automatizare are rolul de a preveni supraîncărcarea pe anumite artere de 220 – 400 kV la perturbaţii apărute în sistemul energetic. Oportunitatea amplasării dispozitivelor DASP şi stabilirea reglajelor rezultă din calcule de regim staţionar, de stabilitate statică şi dinamică în diferite ipoteze de funcţionare a sistemului energetic: funcţionare interconectată, funcţionare izolată, regimuri normale, regimuri post-avarie, când apar probleme de alimentare a zonelor deficitare sau de evacuare a puterii din zona excedentară. Schemele DASP sunt realizate astfel încât să comande declanşarea unui număr prestabilit de consumatori în două cazuri: - la depăşirea puterii active trifazate peste valoarea reglată P1 pe o anumită arteră, cu

controlul scăderii tensiunii pe barele staţiei respective, cu o temporizare t1; - la depăşirea unui nivel superior al puterii active P2 >P1 (pe aceeaşi arteră), indiferent

de nivelul tensiunii pe barele staţiei respective, cu o temporizare t2>t1. Schema logică de principiu a instalaţiei DASP este prezentată în fig.24

Figura 24

Sesizarea creşterii puterii pe linie se face cu relee maximale de putere activă, iar controlul tensiunii pe bare – cu relee de tensiune minimă. Valorile P1, P2 şi U reprezintă valori medii care se consideră caracteristice pentru situaţiile cele mai frecvente. Valoarea de acţionare reprezintă în general 95% din valoarea de regim critic. 8. Secţionări în reţeaua de 220 kV Acest tip de automatizare a fost prevăzut în SEN împreună cu instalaţia DASP, ca o măsură de rezervă a acesteia în situaţii de avarii în reţeaua de 400 kV, care conduc la supraîncărcări periculoase ale reţelei de 220 kV. In ipoteza că dispozitivele de descărcare automată a sarcinii în funcţie de creşterea puterii pe linii (DASP) nu acţionează eficient, este necesară secţionarea în anumit puncte a reţelei de 220 kV.

Automatizări în sistemul energetic AMte4-5 Schemele de secţionare în reţea sunt bazate pe măsura puterii active pe anumite artere şi acţionează la declanşarea liniilor astfel: - la depăşirea puterii active peste valoarea reglată P1 (în general P1secţ.>P1DASP în

cazul existenţei ambelor automatizări pe acelaşi element de reţea), cu controlul tensiunii pe barele staţiilor respective, cu o temporizare t1 (t1secţ.>t1DASP);

- la depăşirea unui nivel superior al puterii active P2>P1 (în general P2secţ.>P2DASP) pe linia controlată, indiferent de nivelul tensiunii pe bare, cu o temporizare t2 (t2secţ.>t2DASP).

Sesizarea creşterii puterii pe linie se face cu relee maximale de putere activă, iar controlul tensiunii pe bare – cu relee de tensiune minimă. Schema este identică cu schema DASP, cu deosebirea că în loc de a se deconecta consumatori se deconectează chiar linia controlată.

29

automatizari in sistemul energetic

Documents