MINISTERUL EDUCATIEI, CERCETARII, TINERETULUI ȘI SPORTULUIUNIVERSITATEA POLITEHNICA BUCURESTI

FACULTATEA DE INGINERIE ELECTRICA

RAPORT TEHNIC RELEE DE PROTECTIE

STUDENT: DRAGOMIR ROBERT-CONSTANTIN

GRUPA: 112B

2011

1

ContentsINTRODUCERE........................................................................................................................................3

CARACTERISTICI......................................................................................................................................5

Rapiditatea.........................................................................................................................................5

Selectivitatea......................................................................................................................................5

Siguranta............................................................................................................................................6

Sensibilitatea......................................................................................................................................6

Independenta de schema de conexiuni..............................................................................................6

Eficienta economica...........................................................................................................................7

PROTECTIA DE CURENT..........................................................................................................................7

PROTECTIA DE TENSIUNE.......................................................................................................................9

PROTECTIA DIFERENTIALA......................................................................................................................9

PROTECTIA DE DISTANTA.....................................................................................................................10

RELEE DE PROTECTIE............................................................................................................................10

RELEELE TERMICE.................................................................................................................................10

CALCULUL PROTECTIILOR INSTALATIILOR ELECTRICE...........................................................................12

PROTECTII NUMERICE..........................................................................................................................12

SISTEME DE PROTECTIE NUMERICE......................................................................................................13

CONSTRUCTIA SI FUNCTIONAREA RELEELOR STATICE..........................................................................14

Exemple de relee statice..................................................................................................................15

CONCLUZII............................................................................................................................................17

BIBLIOGRAFIE.......................................................................................................................................18

2

INTRODUCERE

„Dezvoltarea continuă a sistemelor energetice însoţită de necesitatea creşterii

siguranţei în exploatare şi a calităţii energiei electrice furnizate , precum şi de asigurarea

integrităţii echipamentelor componente ale sistemelor electrice, impun sistemelor de protecţie

condiţii din ce în ce mai severe.

În acelaşi timp, dezvoltarea micro – şi optoelectronicii în sensul creşterii capacităţii

de memorare şi prelucrare , a vitezei de lucru şi de transmitere a datelor a condus la evoluţii

spectaculoase în domeniul protecţiei sistemelor electrice.

Aceste afirmaţii sunt susţinute de numărul important de lucrări ştiinţifice publicate

în revistele de specialitate sau în volumele unor manifestări ştiinţifice de prestigiu. O analiză

succintă a principalelor domenii de interes, care focalizează eforturile specialiştilor, permite

identificarea următoarelor direcţii de cercetare:

a. Elaborarea unor noi metode analitice de mare acurateţe pentru principalele

echipamente protejate (linii, generatoare şi transformatoare) care să permită

simularea numerică a acestora în condiţii cât mai apropiate de cele reale şi care

să facă posibilă testarea noilor tipuri de protecţii realizate.

b. Elaborarea unor algoritmi pentru corectarea caracteristicilor transformatoarelor

de curent şi de tensiune, inclusiv pentru filtrarea componentelor fundamentale

sau a unor armonici semnificative.

c. Dezvoltarea accentuată a sistemelor de protecţie cu microprocesoare, o atenţie

deosebită fiind acordată protecţiilor multifuncţionale, protecţiilor de distanţă şi

diferenţiale, precum şi elaborarea unor algoritmi evoluaţi de prelucrare a

semnalelor numerice.

d. Dintre performanţele protecţiilor, avute în vedere în sensul îmbunătăţirii

acestora, se remarcă rapiditatea, precizia realizării caracteristicilor de acţionare

în funcţie de tipul defectului, condiţiile producerii acestuia şi configuraţia

sistemului precum şi siguranţa în funcţionare.

3

e. Dezvoltarea sistemelor de comunicaţii în vederea conectării protecţiilor în

sisteme de protecţii, inclusiv prin utilizarea fibrei optice şi a canalelor

radio.”[4]

4

CARACTERISTICI

Instalația de protecție prin relee asa cum zice si Pintilie Desanu in referinta [3] este formată din totalitatea aparatelor și dispozitivelor destinate să asigure deconectarea automată a instalației în cazul apariției regimului anormal de funcționare sau de avarie (defect), periculos pentru instalația electrică: În cazul regimurilor anormale care nu prezintă pericol imediat, protecția semnalizează numai apariția regimului anormal. Deconectarea instalație electrice se efectuează de către întrerupătoare, care primesc comanda de declansare de la instalația de protecție. Se realizează separarea părții cu defect de restul instalației (sistemului) electrice, urmărindu-se prin aceasta: -limitarea dezvoltării defectului, ce se poate transforma într-o avarie la nivelul sistemului: -preântâmpinarea distrugerii instalației în care a apărut defectul: -restabilirea regimului normal de funcționare, asigurând continuitatea în alimentarea cu energie electrică a consumatorilor. Pentru a indeplini in bune conditii obiectivele impuse, instalațiile de protecție trebuie să satisfacă anumite performanțe (calități).

Rapiditatea

Protecția trebuie să acționeze rapid pentru a limita efectele termice ale curenților de scurtcircuit, scăderea tensiunii, pierderea stabilității sistemului electric. Timpul de lichidare (eliminare) a unui defect se compune din timpul propriu de lucru al protectie ( =0,02…0.04 s), timpul de temporizare reglat și timpul de declanșare a întreruptorului ( =0,04...0,06 s). Pentru protecțiile clasice timpul minim de deconectare din momentul aparitiei scurtcircuitului va fi =0,06…0,10 s. Aceste valori sunt suficiente pentru instalațiile electroenergetice. Deci rapiditatea se obtine prin utilizarea unor echipamente de calitate (performante).

Selectivitatea

Reprezintă proprietatea unei protecții de a deconecta numai elementul (echipamentul, tronsonul) pe care a apărut defectul, restul instalației (sistemului) rămânând sub tensiune.Protecția trebuie să comande declanșarea celor mai apropiate întreruptoare de la locul defectului. Selectivitatea se poate realiza pe baza de timp (prin temporizări), pe baza de curent sau prin direcționare. În funție de particularitățile instalației și de importanța consumatorului se va adopta prioritatea între rapiditate și selectivitate.

De exemplu, în rețeaua de joasă tensiune, începând de la tabloul general din postul de transformare și până la ultimul receptor, sunt montate diferite aparate de protecție (întreruptoare automate cu declanșatoare, siguranțe fuzibile, relee termice) alese în funcție de cerințele impuse de porțiunea respectivă a rețelei.

Deoarece curentul de defect parcurge toate elementele serie de pe calea de curent de la sursa de alimentare (transformator) pană la locul defectului, el poate influența și alte aparate decât cele care trebuie să elimine defectul produs.

De aceea este necesară corelarea caracteristicilor de protecție pentru asigurarea selectivității protecției, adică să functioneze numai aparatul de protecție de pe tronsonul cu defect, restul instalației rămânând sub tensiune.

Selectivitatea se poate asigura prin timpul de acționare (în trepte crescătoare spre sursă) sau prin valorile curentului de pornire a protectiei (ardere fuzibilă). Selectivitatea între elementele de protecție în rețelele electrice de joasă tensiune se va face

5

analizând comportarea acestora la suprasarcini și la scurtcircuit.

Selectivitatea între elementele de protecție se va face comparând caracteristicile timp-curent, astfel încât timpul de prearc al siguranței din amonte să fie mai mare decat timpul total al siguranței din aval sau timpul de declansare al intretruptorului.Selectivitatea la scurtcircuit se determină comparând valorile de prearc al siguranței din amonte să fie mai mare decât al siguranței din aval sau al aparatului protejat.Pentru aparatele de protecție se poate calcula pentru curentul limită termic și timpul impus.

Selectivitatea sigurantelor fuzibile poate fi analizata si din punct de vedere al stabilitatii dinamice a aparatelor de comutatie la scurtcircuit. De exemplu, in ansamblul siguranta-contactor-relee termice, siguranta asigura protectia la scurtcircuit, iar releele termice protecția la suprasarcina. Curentul limitat (taiat) de siguranta trebuie sa fie suportat de contactor. Functionarea selectiva a protectiei se verifica in mod riguros prin suprapunerea caracteristicilor de protectie ale dispozitivelor care lucreaza in serie.Vor rezulta diferente de timp intre timpii de actionare la aceleasi valori ale curentului. Selectivitatea este asigurata atunci cand diferentele de timp sunt suficiente.

Siguranta

Aceasta presupune actionarea protectiei numai cand este necesar, fara functionari intempestive, adica atunci cand nu au aparut defecte in instalatia protejata. Siguranta presupune o protectie bine proiectata (alegerea tipului schemei reglajului si calculul acestuia) si echipamente cu fiabilitate ridicata. Acestea se pot obtine printr-un grad crescut de integrare, folosind microprocesoare specializate.

Sensibilitatea

Instalatiile de protectie trebuie sa lucreze (actioneze) la abateri cat mai mici de la valoarea normala a marimii fizice controlate. Sensibilitatea protectiei se apreciaza prin coeficientul de sensibilitate, care pentru protectiile maximale de curent se calculeaza cu relatia in care se stabilește valoarea minima a curentului de scurtcircuit in momentul actionarii protectiei pentru un scurtcircuit metalic; valoarea curentului de pornire al protectiei, corespunzatoare circuitului de forta (primar) al instalatiei protejate.

Coeficientul de sensibilitate poate lua valori intre 1,2...2,5, in functie de tipul protectiei si importanta instalatiei protejate. Atunci cand nu sunt satisfacute conditiile de sensibilitate se vor utiliza protectii complexe (de distanta, cu filtre)Pentru a asigura sensibilitatea, releele de protectie trebuie sa consume (absoarba) o putere redusa pentru actionare.

Independenta de schema de conexiuni

Protectia unei instalatii trebuie astfel proiectata incat sa actioneze corect, independent de configuratia schemei de conexiuni a sistemului electric la momentul respectiv (de numarul surselor in functiune si pozitia cuplelor). Corectitudinea functionarii protectiei se asigura

6

verificand selectivitatea in regim maxim si sensibilitatea in regim minim.

Eficienta economica

Cu toate ca in general costul echipamentelor de protectie este mic in comparatie cu costul instalatiilor protejate, cheltuielile de investitii si de exploatare vor fi comparate cu daunele produse in cazul nefunctionarii protectiei. De aceea, nu este indicat sa se faca economii la acest capitol. Pe langa aceste calitati, la alegerea instalatiilor de protectie se vor mai avea in vedere: gabaritul, elasticitatea in modificarea caracteristicilor de actionare, tipizarea (modularea) subansamblelor, invariabiliatea parametrilor reglati si a caracteristicilor indiferent de conditiile de functionare (vibratii, temperatura variabila, variatia regimului de functionare al instalatiei protejate). Proiectarea instalatiilor de protectie trebuie sa aiba ca obiectiv pastrarea continuitatii in alimentarea cu energie electrica a consumatorilor, chiar in cazul aparitiei unor defecte in sistem.

PROTECTIA DE CURENT

„Se foloseste in general ca protectie maximala de curent. Actioneaza la aparitia unui supracurent in circuitul protejat ca urmare a unei suprasarcini sau a unui scurtcircuit. Se realizeaza cu relee de curent care actioneaza atunci cand curentul din circuitul protejat depaseste o anumita valoare de prag stabilita, numita curent de pornire (de actionare) al protectiei. Pentru ca protectia sa actioneze corect trebuie sa se țină cont de anumiți parametri:-curentul nominal al instalatiei;-curentul de sarcina maxima admis;-curentul de revenire al echipamentului de protectie.

Aceste protectii se pot echipa cu relee primare, montate in serie pe circuitul protejat, la care curentul de actionare al releului sau cu relee secundare in montaj indirect, montate in secundarul transformatoarelor de curent.Schemele de principiu ale protectiei maximale de curent sunt prezentate in figurile a,b,c

7

La montajul indirect, tipul si curentul nominal al releului se aleg in functie de curentul de actionare al releului.

Curentul nominal al releului se alege astfel incat curentul de actionare determinat prin calcul sa poata fi reglat si sa indeplineasca conditia de sensibiltate.

Acest tip de protectie este simplu, dar nu poate indeplini conditia de selectivitate, deoarece cresterea valorii eficace a curentului din circuit se poate datora unor scurtcircuite din interiorul zonei protejate, dar si scurtcircuitelor externe. Pentru asigurarea selectivitatii sunt necesare elemente suplimentare (de obicei relee de timp).Se pot folosi si protectii minimale de curent, de exemplu cele care functioneaza la intreruperea circuitelor de curent. „[2]

8

PROTECTIA DE TENSIUNE

Protectiile minimale de tensiune actioneaza in cazul scaderii tensiunii, care poate avea loc la un scurtcircuit sau la intreruperea alimentarii. Releele minimale de tensiune actioneaza cand valoarea eficace a tensiunii U din circuitul protejat scade sub valoarea tensiunii de pornire a protectiei . In practica se utilireaza in general in montajul indirect, releul fiind conectat in secundarul transformatorului de tensiune. Pentru alegerea releului se calculeaza tensiunea de pornire a releului. Releul se alege astfel incat valoarea calculata sa poata fi reglata.In instalatiile de joasa tensiune, protectia de minima tensiune este asigurata de bobinele contactoarelor sau de declansatoarele de minima tensiune ale intreruptoarelor automate.Protectiile minimale de tensiune nu sunt selective, la un scurtcircuit scaderea tensiunii fiind resimtita si in exteriorul instalatie in care a aparut defectul. Protectiile maximale de tensiune se folosesc mai rar si actioneaza la cresterea tensiunii circuitului, U, peste tensiunea de pornire a protectiei.

In general coeficientul de revenire , este definit ca raportul intre valoarea marimii de revenire a releului si valoarea marimii de actionare.

PROTECTIA DIFERENTIALA

Protectia diferentiala lucreaza atunci cand apare o diferenta fazoriala intre curentii de la capetele zonei protejate.

Curentii de la capetele zonei protejate se considera egali si in faza, deci: is1=is2; is1-is2=0La aparitia unui defect in afara zonei protejate (scurtcircuit in punctul K,) valoarea curentilor va creste proportional, diferenta lor ramanand tot zero.Daca apare un defect in interiorul zonei protejate (scurtcircuit in punctul K,), faza curentilor se modifica, deci:Prin releu va circula diferenta fazoriala a celor doi curenti si deci protectia va da comanda de declansare la depasirea valorii reglate. Principiul de functionare permite asigurarea unei bune selectivitati. iar valoarea redusa a curentului reglat la releu (mai mica decat la protectia maximala de curent) conduce la marirea sensibilitatii protectiei.

Dupa modul de realizare, exista protectii diferentiale longitudinale si diferentiale transversale.

9

PROTECTIA DE DISTANTA

Protectiile de distanta se realizeaza cu relee de impedanta, care actioneaza la micsorarea impedantei circuitului protejat. Releele de impedanta functioneaza pe principiul balantei, masurand impedanta Z ca raportul U/I de la sursa la consumatori. In caz de scurtcircuit, tensiunea scade, curentul creste, deci Z scade. La aceste protectii reglajele de timp se stabilesc in functie de impedanta pana la locul defectului, permitand actionarea rapida la valori mari ale curentilor de scurtcirucit. Se elimina astfel dezavantajul protectiilor maximale de curent temporizate.

Ele asigura o buna selectivitate si o rezerva pentru protectiile din aval. Sunt protectii complexe, care in ultima vreme se folosese si in retelele de medie tensiune.

RELEE DE PROTECTIE

Parametrii releelor de protectie caracterizeaza releele indiferent de tipul lor constructiv si se dau in cataloagele (prospectele) firmelor constructoare. Principalii parametri sunt: curentul nominal, tensiunea nominala, valoarea de actionare (pornire), valoarea de revenire, factorul de revenire, timpul propriu de actionare, puterea consumata, puterea comandata de contactele releului, numarul si pozitia normala (inchis, deschis) a contactelor, stabilitatea termica si dinamica.Clasificarea releelor se face dupa mai multe criterii:1) dupa modul de conectare: primare, secundare (montaj indirect);2) dupa modul de actionare: cu actionarea directa sau indirecta (prin intermediul altor relee sau dispozitive);3) dupa principiul de constructie si functionare: electromagnetice de inductie, magnetoelectrice, electrodinamice, termice, electronice cu componente discrete sau cu microprocesoare;4) dupa caracteristica de timp: dependenta sau independenta; 5) dupa forma caracteristicii de lucru: cerc, elipsa, histerezis, semiplan etc

RELEELE TERMICE

„Releele termice sunt elemente serie de circuit care asigura protectia instalatiilor electrice impotriva efectelor pe care le pot produce suprasarcinile de durata ale motoarelor electrice. Se folosesc relee termice tip TSA cu lamele bimetalice in montaj direct pana la si relee tip TSAW, in montaj indirect cu transformatoare de curent trifazate. Functionarea corecta a protectiei este influentata de diferentele care exista intre constantele de timp la incalzire ale motoarelor electrice protejate si ale releului de protectie, pentru durate diferite ale suprasarcinii.

10

Protectia la suprasarcina a motoarelor de importanta deosebita se realizeaza numai cu ajutorul termistoarelor montate in infasurarile motoarelor. Circuitul de protectie poate fi prevazut si cu compensare in functie de temperatura mediului ambiant.

Functionarea releelor termice este influentata de tempeatura mediului ambiant. Timpii de declansare sunt influentati si de starea rece (repaos) sau calda (functionare) in care se afla motorul protejat.

Verificarea functionarii la suprasarcina a protectiei cu relee termice se face astfel: se regleaza la releu curentul rezultat din calcul si se porneste motorul din stare rece. Dupa ce a functionat 15 minute se scoate siguranta fuzibila de pe una din faze. Releul trebuie sa declanseze in cel mult 2 minute. Daca nu declanseaza, se va roti butonul de reglaj spre limita inferioara pana cand releul declanseaza. Se monteaza siguranta fuzibila, iar dupa pauza necesara se verifica daca releul nu declanseaza la pornire.”[2]

11

CALCULUL PROTECTIILOR INSTALATIILOR ELECTRICE

Proiectarea instalatiilor de protectie consta in alegerea (intocmirea) schemei de principiu pe baza schemelor tip prezentate anterior, calculul reglajelor, alegerea releelor si verificarea calitatilor instalatiei de protectie. Schema instalatiei de protectie depinde de echipamentele protejate (generatoare, transformatoare, motoare, linii, bobine, condensatoare) si de importanta (complexitatea) instalatiei (sistemului) protejate.Se va prezenta modul de calcul al reglajelor pentru principalele tipuri de echipament si instalatii racordate la bara de medie tensiune de la consumatori.

PROTECTII NUMERICE

„Instalatiile de protectie din relee au cunoscut mai multe etape de dezvoltare. S-au utilizat initial relee electromecanice (termice, electromagnetice), care se folosesc si in prezent. Cresterea complexitatii instalatiilor si dezvoltarea tehnologica au facut posibila construirea releelor statice cu componente discrete, folosind elemente semiconductoare si traductoare, iar apoi cu circuite integrate. Acestea au permis imbunatatirea performantelor instalatiilor de protectie.In deceniul 8 o data cu descoperirea microcomputerului s-au dezvoltat protectiile numerice, care permit realizarea unor sisteme de protectie performante. Ele au fost utilizate mai intai ca protectii de rezerva.In prezent se fabrica diverse tipuri de protectii numerice specializate (protectii de distanta) sau complexe multifunctionale, care echipeaza linii, transformatoare, motoare, generatoare.”[1]

12

SISTEME DE PROTECTIE NUMERICE

Asa cum spune Dumitru D.Sandu in referinta [1], la conceperea si realizarea sistemelor de protectie numerice s-a avut in vedere rezolvarea urmatoarelor cerinte: integrarea lor atat ca protectii separate in vechile instalatii, cat si ca sisteme de protectie in sisteme computerizate; realizarea unor interfete care sa permita implementarea lor in orice tip de instalatie; achizitia si transmiterea datelor si semnalelor de la si catre instalatiile protejate sa se faca prin sisteme aliniate la standardele internationale, fiind compatibile cu alte sisteme; asigurarea competitivitatii economice cu sistemele clasice de protectie.

In prima faza se utilizeaza transformatoarele de masura conventionale si sistemele de actionare asupra intreruptoarelor prin intermediul releelor de declansare. Pe parcurs vor fi concepute alte sisteme de achizitie primara a semnalelor analogice cu traductoare liniare, care vor permite reducerea gabaritului si a erorilor de masura.Fata de sistemele clasice de protectie au avantajul realizarii unui numar important de functii: achizitie, memorare si prelucrare, automatizare, monitorizare.

Semnalele analogice primare care erau prelucrate direct de releele clasice de protectie sunt convertite in semnale tip binar. Numarul lor se reduce prin prelucrarile partiale locale efectuate de elementele componente ale sistemului numeric de protectie. Informatia binara este prelucrata cu ajutorul unor programe care au la baza algoritmi si parametri (conditii) de reglare a protectiilor.

Pentru asigurarea functionarii corecte a protectiilor se folosesc diverse criterii: sensul de circulatie a puterii reactive pe linie, controlul tensiunilor de faza si homopolare, calculul impedantei prin derivare sau integrare numerica. Se pot utiliza elementele R si X pentru calculul impedantei si argumentului , iar pentru cresterea preciziei, metoda reflectarii impulsurilor. Prelucrarea numerica a semnalelor achizitionate se face dupa algoritmi ce permit determinarea unor marimi sintetice ca:-valorile efective, medii sau de varf ale U si I;- puteri active, reactive, aparente, defazaje, sau a unor marimi complexe rezultate din analiza spectrala (de exemplu analiza Fourier), din descompunerea in sisteme de componente de succesiuni directe, inverse medie tensiune si motoare. Ele sunt produse de firmele ABB, Siemens, English Electric, Merlin Gerin, iar in ultimii ani chiar de firme din tara. Experienta si rezultatele obtinute in exploatare vor permite in viitor extinderea acestor sisteme de protectie.

Pe baza acestor principii au fost realizate baze de date care contin biblioteci de functii de protectie si biblioteci de programe.Partea de hard a echipamentelor numerice de protectie fiind unitara si modulata, functiile de protectie se aleg in concordanta cu caracteristicile si importanta echipamentului protejat, cu schema electrica a statiei la care este racordat, cu topologia retelei si cu cerintele tehnologice ale procesului. Se va avea in vedere existenta sau nu a altor instalatii de protectie analogica si numerica.

13

Pentru cresterea sigurantei in functionare (fiabilitatii), sistemele numerice de protectie sunt prevazute in cazul echiparii agregatelor mari cu doua sisteme de hardware paralele. Ele se completeaza reciproc, iar la defectarea unuia, celalalt ramane in functiune. In plus aceste sisteme sunt prevazute cu functii de autotestare permanenta a starii elementelor protectiei, cu diagnostic si alertare a personalului de exploatare, prin sistemele de supraveghere centralizata.Sunt concepute astfel incat utilizatorul sistemelor numerice de protectie sa nu necesite cunostinte de programare. Cu ajutorul calculatorului personal se pot regla valorile de pornire, parametrii caracteristici si temporizarile protectiilor. Se pot de asemenea asocia diferite tipuri de protectie pe canalele de intrare, repartizarea impulsurilor de declansare a intreruptoarelor in sistem matriceal, coordonarea semnalelor binare interne si externe pentru asigurarea diferitelor functii de blocare a functionarii protectiilor sau a efectuarii unor manevre.

Utilizarea microprocesoarelor la realizarea instalatiilor de protectie a permis imbunatatirea calitatii si unele facilitati ale noilor sisteme: fiabilitate ridicata, depanare usoara, autotestare; flexibilitatea executarii reglajelor prin algoritmi numerici de urmarire a evenimentelor in timp; posibilitati de arhivare a reglajelor si testelor de verificare; sistem de operare accesibil prin tastaturi locale sau cu PC; executie compacta, cu elemente de separare galvanica, protectie impotriva campurilor electromagnetice, posibilitati de interconectare cu sisteme de supraveghere comanda si control centralizat; cost de achizitie rezonabil prin facilitatile pe care le creeaza in cazul unei exploatari corespunzatoare.Introducerea si dezvoltarea sistemelor numerice de protectie in sistemul energetic va permite imbunatatirea functionarii sistemelor de protectie in conditiile cresterii complexitatii evenimentelor.

Utilizarea noilor sisteme de protectie necesita insusirea unor cunostinte noi in domeniul sistemelor de achizitie si prelucrare a datelor si acceptarea de catre oameni a unor noi tehnologii.

CONSTRUCTIA SI FUNCTIONAREA RELEELOR STATICE

Avantajele introducerii releelor statice (electronice) in schemele de protecţie dupa cum zice si Dumitru D.Sandu in referinta [1] sunt :

Din punct de vedere al rapidităţii de acţionare, releele electronice statice (fără contacte) sunt superioare celor electromecanice, datorită eliminării inerţiei elementelor în mişcare. În plus, timpul propriu de acţionare a releelor electronice este foarte redus (aproape nul), iar revenirea se produce mai rapid. Protecţiile realizate cu relee electronice permit obţinerea unor caracteristici de acţionare complicate, necesare in cazul protecţiilor complexe (de exemplu, protecţia de distanta), ceea ce conduce la o bună selectivitate și sensibilitate a protecţiei prin relee. În comparaţie cu releele electromecanice, functioanrea releelor electronice este mai puţin influenţată de şocuri mecanice, vibraţii, sau de prezența prafului in atmosfera. Durata mare de viata, independenta de conditile exploatării, consumul redus de putere si numărul mare de acţionari sigure (practic nelimitat) conferă, de asemenea, însemnate avantaje releelor electronice de protecţii.

14

O data cu apariţia semiconductoarelor si a circuitelor integrate (de data mai recenta), protecţiile cu relee electronice fara contacte au capatat o utilizare din ce in ce mai larga. Sa extins, tot o data , utilizarea releelor cu contacte in gaz (relee „reed” sau relee „fara armatura”). Schemele de protecţie cu relee statice au permis aplicarea unora dintre principiile moderne ale automatici in tehnica protecţiei prin relee (ca de exemplu, principiul adaptrii si cel al optimalităţii).

Exemple de relee statice

In figura următoare este reprezentata schema unui releu static electrionic, realizat cu tranzistore.Doua tranzistore identice T1 si T2 sunt conectate in montaj simetric.

Intrucât rezistențele R1=R2 si R’1=R’2 au valori relativ mari (de ordinul zecilor de kiloohmi), iar rezistențele Rc1=Rc2 sunt rezistențe de sarcină (de circa 1…2kΩ), rezultă că valorile curenților de circulație I1 si I2, ca și ale curenților din baza IB, sunt neglijabile în raport cu curenții de emitor IE sau de colector IC.

Să presupunem că numai tranzistorul T1 se află în regim de conducție, adică rezistenta de sarcină (de colector R ct) este strabatută de un curent mare I ct (plus I 2 neglijabil), in timp ce prin rezistența de sarcină Rc2 curentul este practic zero (I 1 este neglijabil).

Față de o stare „initiala” în care T1 este blocat, potențialul colectorului C 1 crește (devine „ mai pozitiv”). Acest lucru are ca efect scăderea curentului I2, adică o „pozitivare” a bazei B2,

15

paralel cu o „negativare” a punctului E2, datorită curentului IE1, ceea ce face ca tensiunea baza-emitor a lui T2 sa devină pozitivă, adică T2 să fie blocat. Pe de altă parte, starea de blocare a tranzistorului T2, deci negativarea colectorului C2, creează o tensiune negativă baza-emitor a tranzistorului E1 și asigură astfel regimul de conducție al acestuia.

Dacă se aplica brusc o tensiune pozitivă de intrare U1 pe jonctiunea baza-emitor a lui T1, suficientă pentru ca, pentru moment, UEB1 > 0, tranzistorul T1 se blocheaze, colectorul C1 se negativează, I2 creste, deci B2 se negativează, ceea ce are ca efect UBE2 < 0, adică T2 incepe sa conducă. Sistemul „basculează” , adică acelasi proces descris la început are loc invers (T2

conduce, iar T1 este blocat) și curentul prin Rc2 creste brusc de la zero (deoarece IB1 + I1 sunt neglijabile) la o valoare relativ mare Ic2 (curentul de colector a lui T), ceea ce reprezintă o functionare de tip releu.

Condiția de funcționare a releului static prezentat este: plus U1 - UBE1, unde UBE1

reprezintă tensiunea baza-emitor a tranzistorului T1 in regim de conductie.

Releul prezentat se mai numeste si bistabil (deoarece, in stare deschisă, este stabil in ambele pozitii) sau trigger.

16

CONCLUZIIIn concluzie, tehnica actuala ne ofera o gama larga de tipuri de relee care le putem utiliza

pentru protejarea instalatiilor electrice. Fiecare dintre acestea fiind specializate pe un anumit domeniu de protectie cum ar fi releele de tensiune pentru protectia la supratensiuni iar releele de curent la curenti mai mari decat cei doriti in instalatia de protectie.

Protejarea instalatiilor electrice este foarte importanta deoarece pot reduce semnificativ pagubele cauzate de o defectiune, acestea limitandu-se in cel mai rau caz la costul instalatiei de protectie daca aceasta a fost bine proiectata.

Daca avem o instalatie electrica neprotejata, foarte scumpa pierderile materiale pot fi imense in caz de defectiune iar de aceea renteaza si sunt foarte importante chiar si pentru siguranta muncitorilor, protejarea acestora.

17

BIBLIOGRAFIE[1] Dumitru D.Sandu, „Dispozitive şi circuite electronice”, Editura Did.şi Ped.,Bucureşti, 1995

[2] Dan Mihoc, „Protectia prin relee si automatizari in energetica” Editura Didactica si Pedagogica, 1989

[3] Pintilie Desanu „Relee Electronice” ISBN 5-86892-043-0

[4]Sandu Razvan, Proiect Doctorat „Relee de protectie”

18