Insularizarea (separarea automata) a sistemelor energetice interconectate

INSULARIZAREA (separarea automata) A SISTEMELOR ENERGETICE INTERCONECTATE

Insularizarea (separarea functionarii sistemelor sau subsistemelor electroenergetice interconectate) reprezinta o automatizare de sistem larg utilizata.

In sistemele electroenergetice se produc in permanenta pendulari de energie provocate de regimurile tranzitorii, de defecte nelichidate la timp sau de deconectarea simultana a unor surse sau mari consumatori. Pentru asigurarea mentinerii stabilitatii la trecerea in functionare asincrona a unor sisteme sau a unor parti distincte din aceste sisteme se procedeaza la separarea acestora, comandata automat cu sau fara temporizare.

Exista dispozitive de insularizare pentu noduri generatoare, pentru zone sau pentru subsisteme. Se ajunge astfel la o functionare insularizata a acestora. Pentru aceasta se supravegheaza marimile electrice precum : tensiunea U, curentul I, puterea P, unghiul δ, tinand seama ca acestea variaza in mod diferit si anume : lent la pendulari si rapid la scurt circuite.

De asemenea, se tine seama de absenta componentelor de secventa inversa sau homopolara la pendulari sau la functionare asincrona, spre deosebire de scurtcircuite.

De aceea elementele de pornire ale dispozitivele de insularizare se pot realiza cu relee sau traductoare pentru marimile supravegheate U, I, P, Q, iar in variantele digitale cu traductoare,convertoare si senzori.

Dispozitivele pentru insularizare (sau separare) cu actiune instantanee realizate cu relee sunt reprezentate in figura 6.1, a si b.In figura s-au reprezentat circuitele de c.a. (figura 6.1,a) si cele de curent continuu (figura 6.1,b).

fig. 6.1 Dispozitiv pentru insularizarea (separarea) SEE sau centralelor electrice dintr-un SEE, cu actiune instantanee.

a)      cu circuite de curent alternativ ; b) schema desfasurata a circuitelor de curent    

continuu

Se utilizeaza un filtru de curent de secventa homopolara FCSH realizat cu secundarele transformatoarelor de curent TC (fig.6.1.a) care furnizeaza curent de secventa homopolara si un filtru de tensiune de secventa inversa FTSI care furnizeaza tensiune de secventa inversa V₂.

Datorita acestora rezulta blocajul (sau neactionarea) la defecte (scurtcircuite) in retea. Astfel, la orice pendulari intretinute in sistem sau la trecerea la functionare asincrona, releele RCh si RV₂ nu vor actiona, deoarece lipsesc componentele de secventa inversa si homopolara. In consecinta releul intermediar 1RI (fig 6.1.b) ramane dezexcitat si contactul sau 1RI₁ inchis. Ca urmare a cresterii curentului se excita RC care inchide contactul RC comandand pornirea schemei, excitarea releului intermediar 2RI care la randul sau inchide contactul 2RI fara temporizare si transmite comanda pentru insularizare in sistem.

In cazul orcarui tip de scurtcircuit apar componente de secventa homopolara si/sau inversa, deci se obtin marimi de iesire la cele doua filtre, se excita bobinele releelor RCh si/sau RV₂ care inchid contactele din figura 6.1.b si permit excitarea releului intermediar 1RI. Acesta isi comuta contactele, si anume: inchide 1RI₂ prin care se autoretine si deschide 1RI₁,blocand comanda de insularizare.

Dispozitivul este simplu, ieftin, fiabil, dar actionarea netemporizata la insularizare are dezavantajul ca exclude posibilitatea unei eventuale reveniri la functionarea normala in sistem, dupa incetarea regimurilor care au perturbat functionarea, mai inainte ca stabilitatea functionarii sa fie definitiv afectata. Acest dezavantaj este eliminat in cazul dispozitivului pentru insularizare automata cu actionare temporizata (fig 6.2.a si b).

Dispozitivul permite numararea ciclurilor de functionare asincrona sau cu pendulatii si elimina posibilitatea actionarii la scurtcircuite in sistem.    Perioada oscilatiilor de pendulare sau functionare in regim asincron este T= 0.2 - 2 secunde. Releele maximale de curent RCR, RCS, RCT sunt elementele de pornire ale schemei. Se asteapta pana ce se executa trei cicluri de pendulari (I, II, III) fig 6.2,b. Contorizarea ciclului de pendulari se face cu ajutorul releelor intermediare 1RI-2RI, 3RI-4RI, 5RI-6RI pana in momentul corespunzator inceperii ciclului IV de pendulari, reprezentat de punctul 7 din figura 6.2,b.

Fig.6.2.dispozitiv pentru insularizare cu actionare temporizata :

a) schema desfasurata a circuitelor de c.c ; b) ciclurile de pendulare.

Timpul se masoara indirect prin evaluarea intervalului de timp t_RC cat contactele releelor RCR, RCS, RCT raman inchise si prin compararea acestui timp cu perioada T a pendularilor de energie. Releele de curent RCR, RCS si RCT se excita ca urmare a cresterii curentului in punctele 1, 3, 5, 7 (fig.6.2,a) si revin (isi deschid contactele) in punctele 2, 4, 6 (fig 6.2,b).

Sa presupunem ca s-au inchis contactele RC_S, RC_T, RC_R . Se excita bobina releului repetitor RA, care inchide pe RA₁ si RA₂. Se excita releul repetitor RB care deasemeni isi comuta contactul si anume : se inchide RB₁ si se excita 1RI, se deschide RB₂ si inchide RB₃.

Releul 1RI se excita, inchide contactul 1RI₁ prin care se autoretine, inchide 1RI₂, pregatind excitarea lui 2RI la finele ciclului I si inchide 1RI₃ , prin care se excita releul de timp RT, care incepe sa inchida cu temporizare contactul RT₁ (fig 6.2,b).

In punctul 2 din figura 6.2,b releele de curent revin.Astfel, se inchide RB₂ si se excita 2 RI care isi comuta contactele, si se reia functionarea in ciclurile II si III analog, pana in punctul 7, la inceputul celui de-al 4-lea ciclu de pendulari, cand sunt posibile 2 situatii:

-daca t_RC<T se excita releul de executie a comenzii de insularizare (separare) RIE gasind pe 6RI₂ inchis la finele ciclului III; se inchide contactul RIE, se comanda si se semnalizeaza insularizarea (releul 5);

-daca t_RC>T ca in cazul scurtcircuitului, functionarea dispozitivului este blocata deoarece a avut timp sa se inchida contactul RT₁, se sunteaza bobinele releelor 1RI . ..6RI si RC care au demarat din alte cauze decat pendularile (de exemplu scurtcircuitul).Temporizarea releului RT trebuie corelata cu RAR din sistem. De asemenea trebuie sa se blocheze protectia prin relee pe timpul actionarii dispozitivului de innsularizare cu actiune temporizata, pentru a permite acestuia sa transmita comanda de separare in retea.