Descarcarea automata de sarcina la scaderea tensiunii (DAS-u<) si la scaderea frecventei (DAS-f<)

Descarcarea automata de sarcina la scaderea tensiunii (DAS-u<) si la scaderea frecventei (DAS-f<)

1. Descarcarea automata de sarcina la scaderea tensiunii de alimentare

(DAS-u<)

In figura 1. (a si b) este reprezentata schema desfasurata a unui dispozitiv care realizeaza DAS-u<.

Fig. 1 a)

b)

Fig. 1. Schema dispozitivului de DAS-u;

a.) circuitele de curent alternativ;

b.) circuitele de curent continuu.

Pentru a se evita scaderea majora a tensiunii de alimentare a consumatorilor cu consecinte grave asupra stabilitatii functionarii se recurge la sacrificarea unor categorii de consumatori (DAS-u<). Intrucat scaderea tensiunii se poate datora si scurtcircuitelor, nu apare necesitatea sacrificarii imediate a unor consumatori.

Schema porneste la scaderea tensiunii cand se dezexcita releele minimale de tensiune U , U , U care isi inchid contactele (fig. 1. b.) . Tensiunea de pornire este 0.8Un. Pentru a nu se produce actionarea dispozitivului la scaderi de scurta durata a tensiunii provocate eventual de scurtcircuitul din retea, cele trei relee minimale de tensiune au contactele inseriate. Conditia de functionare este inchiderea tuturor celor trei contacte; deasemenea in schema s-a prevazut un filtru de tensiune de secventa inversa (FTSI) care alimenteaza releul de tensiune inversa (U_i) si care blocheaza functionarea la scurtcircuite care pot fi lichidate de catre protectia prin relee, datorita contactului a al releului intermediar A. Dupa un scurtcircuit in zona, tensiunea poate sa scada la o valoare nepericuloasa, la care functionarea este permisa. Intrucat releele de minima tensiune U , U ,U isi redeschid contactele numai daca tensiunea revine la o valoare cu cel putin 20% mai mare decat cea la care s-a produs inchiderea lor,ar exista pericolul functionarii dispozitivului dupa lichidarea scurtcircuitului ca urmare a declansarii prin protectie. Pentru a se evita acest lucru se recurge la o marire artificiala a tensiunii la infasurarile releelor de minima tensiune, dupa oricare actionare a releului de tensiune inversa Ui, astfel la revenirea releului Ui dupa un scurtcircuit, prin contactul a reinchis si contactul b care s-a inchis se excita releul intermediar C care inchide contactele c , c , c din fig.1.a. si sunteaza rezistentele R , R ,R inseriate cu bobina releelor de tensiune minima. Temporizarea la inchidere a contactului releului de timp TB se alege cu o treapta de timp inferioara temporizarii maxime a protectiilor linilor din zona respectiva pentru a se evita declansarea acestora la suprasarcina.

2. Descarcarea automata a sarcinii la scaderea frecventei (DAS-f<)

Atata timp cat intr-un sistem se pastreaza egalitatea dintre puterea activa generata si cea consumata frecventa in sistem ramane la valoarea normala sau de consemn f₀=50 Hz. La conectarea unor sarcini mari sau la deconectarea unor

surse carora rezerva de putere turnanta din sistem nu le poate face fata     frecventa scade. In fig. 2. este prezentata variatia frecventei in sistem in timp.

Fig.2 Variatia frecventei in sistem,la executia treptelor de DAS

Se definesc urmatoarele relatii de baza pentru DAS-f< :

;

5)

6)

7)

8)

Daca frecventa scade pana la o valoare minima numita si frecventa critica (f_cr=f_aq) de circa 45Hz, se produce asa numita avarie generalizata in sistem care antreneaza pe langa deficitul de putere activa si unul de putere reactiva ca urmare a reducerii tensiunii la nodurile generatoare, echipate cu excitatoare rotative si care sunt sensibil influentate de variatia de frecventa (cuplul motor este dependent de patratul turatiei) si atunci singura solutie este sacrificarea unor consumatori, esalonata in trepte. Astfel, daca in punctul a la frecventa f_a1 se sacrifica o prima transa de consumatori, ca urmare a reducerii deficitului de putere, frecventa scade dupa curba 2 pana la f_1min, mai redusa decat f_nom, dar mai mare decat f_aq. Relatiile 1 si 2 sunt cele care exprima aceste variatii. La o noua deconectare in a cand se reduce si mai mult deficitul de putere, frecventa poate sa scada dupa curba 3, cu o panta mai lina sau, eventual, daca deficitul de putere a fost rezolvat, poate sa revina dupa curba 4 pana la o valoare apropiata de f _nom. tfo-constanta de timp a sistemului din functia de transfer a acestuia (relatia 5). Numarul de transe pentru DAS este dat de relatia 6 in care fa1 reprezinta valoarea reglata pentru prima transa de sacrificiu, faq=45 Hz, iar numarul de transe q trebuie sa fie un numar intreg. Daca DAS-ul este bine calculat el trebuie sa rezolve deficitul de putere in doua transe, dintre care prima este rapida, iar cea de-a doua este temporizata. Relatia 8 exprima valoarea totala de putere activa cuprinsa in DAS-f care poate varia intre 40-80% in functie de sistemul respectiv. In aceasta relatie k_C* este factorul putrere-frecventa al consumatorului. In relatia 7 se prezinta treapta de selectie a elementului sensibil (de masurare) a frecventei, la orice abatere fata de valoarea etalon f_e. reprezinta variatia suplimentara de frecventa pe timpul executiei DAS-f< .

Scheme si dispozitive pentru DAS-f<

S-au realizat dispozitive cu relee de inductie avand cuplul motor proportional cu frecventa. Exista de asemenea dispozitive cu relee polarizate si filtre de frecventa cu inductante si capacitatati precum si dispozitive pentru DAS cu microprocesoare sau automate programabile. In figura     este reprezentata schema unui dispozitiv pentru DAS-f< cu relee conventionale cu doua transe.

Fig.     Dispozitiv pentru DAS cu doua transe:

a) alimentarea bobinelor releelor de frecventa; b) schema desfasurata a circuitelor de c.c.

Astfel, prima transa este rapida si are rolul de a evita scaderea frecventei pana la valoarea critica de 45 Hz, Aceasta are o temporizare de numai 0.5s necesara pentru a nu se produce actionarea in timpul eventualelor regimuri tranzitorii din retea. La inchiderea contactului 1RF a releului de frecventa 1RF se excita bobina releului intermediar 1RI care-si inchide contactele si comanda declansarea intreruptoarelor din prima transa pentru DAS. Se constata ca DAS-ul este eficace daca intreruperile in alimentare nu depasesc 25-30s. Pentru restabilirea functionarii dupa executia DAS se procedeaza la asa numita reanclansare automata a sarcinii sau RAR-f (fig 4).

Fig. 4.

Impulsul de pornire la elementul EP se primeste de la dispozitivul de DAS-f<, odata cu transmiterea comenzii pentru descarcarea de sarcina. In figura 4. , EP este elementul de pornire al schemei, ET-elementul de temporizare, EE-elementul de executie pentru comandarea reanclansarii automate, tot pe transe a consumatorilor deconectati prin comanda de la dispozitivul de DAS-f<. Blocul Rf> reprezinta un releu maximal de frecventa care sesizeaza restabilirea frecventei dupa executia DAS-f si permite eliberarea comenzii de executie de la dispozitivul de RAR-f.

In figura 5 este prezentata schema desfasurata pentru un dispozitiv care regleaza DAS-f cu o treapta urmat de RAS ( RAR-f ).

Fig.5 Schema principala desfasurata pentru un dispozitiv de DAS, cu o transa, urmat de reanclansarea automata a sarcinii (RAS).

Functionarea partii care asigura DAS-f este cea cunoscuta, si anume: scade frecventa f, se inchide contactul releului minimal de frecventa RF, se excita releul intermediar 1RI care inchide contactul 1RI, se excita releul de timp 1RT care inchide contactul 2RT prin care se sunteaza rezistenta de stabilizare termica R_S si inchide contactul 1RT cu o temporizare de 0,5 secunde si excita releele intermediare 2RI si 3RI.

Se inchid fara temporizare contactele 2RI₁, 2RI₂, 2RI₃, si 2RI₄ si se comanda declansarea consumatorilor din transa pentru DAS-f. Totodata, ca urmare a excitarii releului 3RI se inchide 3RI₁ si se deschide 3RI₂ care intrerupe circuitele releelor 4RI, 3RT si 5RI care alcatuiesc blocul pentru reanclansarea automata a sarcinii RAS ( sau, RAR-f ) - figura 5, blocand functionarea acestora pe timpul executiei DAS-f, dar pregatind pornirea acestuia, dupa functionarea DAS-f (ca urmare a inchiderii contactului 3RI₁).

Daca frecventa revine, releul RF isi dechide contactul RF si se dezexcita 1RI, care isi comuta contactul. In acest fel releele 1RT, 2RI, 3RI, si 2RT sunt scoase de sub tensiune. Se inchide 3RI₂ si se deschide, cu temporizare, contactul 2RT₁, permitand excitarea releului 4RI care isi inchide cele patru contacte si transimite impulsul de reanclansare la intreruptoarele consumatorilor decansati prin DAS-f.

Pentru acele cazuri in care capacitatea bateriei de acumulatoare nu ar permite comandarea simultana a tuturor dispozitivelor de anclansare ale intreruptoarelor de la consumatorii deconectati ca urmare a executiei DAS-f, s-au prevazut in schema releele 3RT si 5RI. Astfel, la inchiderea cu temporizare a contactului 2RT₂ ( fig. 5 ) se excita bobinele releelor 3RT si 5RI pentru transmiterea unei comenzi de reanclansare, in a doua secventa. Releul 3RT trebuie sa aiba temporizarea la revenire superioara timpului de anclansare a intreruptoarelor consumatorilor ce urmeaza a fi reconectati. Succesiunea temporizarilor este: t_a3RI > t_a2RI2 > t_a2RI1.

Inchiderea contactului 3RI₃ ( figura 5 ) provoaca suntarea unei rezistente la releul de frecventa RF si mareste frecventa de revenire la valoarea de consemn a frecventei de revenire ( sau restabilire ) f_o' , eliminand necesitatea unui releu de frecventa maximal, ca in figura 4. Releul RF este alimentat de la o sursa stabilizata de tensiune pentru a nu fi influentat de variatia tensiunii in reteaua de alimentare.