Protectia retelelor electrice

PROTECTIA RETELELOR ELECTRICE

Una dintre principalele conditii care se impun instalatiilor electrice este aceea a sigurantei in functionare, adica a alimentarii continue cu energie electrica a con­sumatorilor.

Asigurarea functionarii fara intrerupere a instalatiilor electrice are o im­por­tanta deosebita, atat datorita faptului ca urmarile perturbarilor in functionare pot fi foar­te grave, cat si datorita faptului ca instalatiile electrice sunt mai expuse de­ran­ja­mentelor decat alte genuri de instalatii. Gravitatea urmarilor provine, in primul rand, din faptul ca:

-instalatiile electrice facand parte, in general, dintr-un sistem ener­getic complex si fiind legate intre ele electric;

-un defect aparut intr-un loc de­ran­jeaza functionarea normala a intregului sistem; in al doilea rand, gravitatea de­fec­telor din instalatiile electrice se datoreste energiilor foarte mari care intervin in des­fasurarea acestora, conducand la efecte distructive extrem de mari.

Rolul principal al automatizarilor si al protectiei prin relee folosite in elec­tro­energetica consta in limitarea efectelor avariilor aparute si in asigurarea ali­men­ta­rii fara intrerupere cu energie electrica a consumatorilor. Protectia prin relee, care cons­tituie ea insasi automatizarea folosita de multa vreme pe scara cea mai larga in ins­talatiile electrice, are in general doua functiuni principale:

Separarea elementului avariat de restul instalatiilor electrice si asigurarea, in felul acesta, a functionarii in continuare a acestora, in conditii normale;

Sesizarea regimurilor anormale (nepermise) de functionare a instalatiilor elec­trice si semnalizarea lor, pentru a se preveni aparitia unor avarii.

Pentru indeplinirea acestor doua functiuni fundamentale, dispozitivele de pro­tectie, indiferent de tipul sau principiul constructiv pe care se bazeaza, trebuie sa satisfaca urmatoarele conditii generale:

- Selectivitatea, adica deconectarea doar a elementului avariat si permiterea func­tionarii in continuare a instalatiilor neavariate;

- Sensibilitatea, adica sesizarea tuturor defectelor si a regimurilor anormale de func­tionare, chiar atunci cand ele se deosebesc doar cu putin de regimul de func­tionare normal al instalatiilor;

- Rapiditatea, care este necesara pentru ca numai o deconectare rapida a elementelor avariate poate ramane fara urmari asupra functionarii instalatiilor neavariate;

- Siguranta, care consta in aceea ca dispozitivele de protectie prin relee, care actioneaza foarte rar (de cateva ori pe an), trebuie sa fie pregatite, chiar dupa o pe­rioada lunga de repaos, pentru a functiona corect.

Sistemul energetic se compune dintr-un numar foarte mare de elemente ca­re contribuie la realizarea a trei procese distincte si anume: producerea, trans­por­tul si distributia energiei electrice si termice. Corespunzator acestor procese, ele­men­tele componente se grupeaza in urmatoarele parti distincte ale sistemului si anu­me: centralele, retelele electrice, centralele de termoficare si consumatorii de ener­gie electrica si termica.

Centrala reprezinta ansamblul de instalatii care servesc la producerea ener­gi­ei electrice si termice pe baza transformarii energiei resurselor energetice primare.

Retelele electrice reprezinta ansamblul de instalatii prin intermediul carora energia electrica este transportata de la centralele producatoare pana la con­suma­tori, cuprinzand, in principal, linii electrice de energie, statii electrice si posturi de transformare.

Linia electrica de energie reprezinta ansamblul de conducte electrice, dis­po­zi­tive si constructii necesare, care asigura transportul la distanta sau distributia ener­giei electrice pentru alimentarea consumatorilor si care urmareste un traseu, cons­tituind astfel una sau mai multe cai de curent.

Statia electrica reprezinta ansamblul de instalatii si de constructii anexe in care se realizeaza cel putin unul dintre urmatoarele procese:

- modificarea parametrilor puterii electromagnetice (tensiune, frecventa, etc.) corespunzator conditiilor de transport sau de utilizare a energiei electrice;

- co­nectarea electrica a doua sau mai multe surse de energie electrica;

- conectarea electrica a doua sau mai multe cai de curent pentru alimentarea receptoarelor de energie electrica.

Postul de transformare reprezinta instalatia electrica de curent alternativ, in care tensiunea este coborata la o tensiune joasa, sub 1000 V, in scopul alimen­ta­rii retelelor de distributie si a receptoarelor.

In figura 5.20. este reprezentata schema monofilara de principiu a unei retele electrice ca parte dintr-un sistem energetic.

Energia produsa in centralele electrice este transmisa, prin intermediul unor transformatoare de putere, care ridica tensiunea la cea a liniilor de inalta tensiune. Energia electrica este transportata pe liniile electrice de inalta tensiune pana la sta­tiile de transformare coboratoare, de la care pleaca liniile de medie tensiune ce ali­menteaza transformatoarele posturilor de transformare.

Figura 5.20. Reprezentarea schematica a unei retele electrice

G₁, G₂-generatoare, T₁, T₂-transformatoare de retea, Q₁Q₄-intrerupatoare, L₁, L₂-linii electrice.

Retelele electrice pot fi clasificate dupa: valoarea tensiunii, structura si mo­dul de tratare a neutrului.

A. Dupa valoarea tensiunii, se deosebesc:

- retele de inalta tensiune, cu tensiuni de 110, 220, 400 kV si mai mult, fo­lo­site pentru transportul energiei electrice dinspre zonele de producere, inspre zonele de consum;

- retele de medie tensiune, cu tensiunea intre 6 si 60 kV, utilizate in general pentru distributia energiei electrice;

- retele de joasa tensiune, sub 1 kV, cele mai frecvente fiind tensiunile de 380 si 220 V, utilizate pentru distributia energiei electrice la consumatori.

Puterile din ce in ce mai mari cerute de consumatori, impun utilizarea din ce in ce mai mult a instalatiilor de 110 kV, nu numai pentru transport, ci si pentru dis­tributia energiei electrice.

B. Dupa structura, retelele se clasifica in:

- retele radiale sau arborescente, prin care consumatorii sunt alimentati din­tr-un singur sens;

- retele buclate, prin care consumatorii sunt alimentati din cel putin doua sen­suri.

C. Dupa modul de tratare a neutrului, retelele electrice se clasifica in:

- retele cu neutru izolat, al caror neutru nu are nici o legatura speciala cu pa­mantul;

- retele cu neutrul tratat, care pot fi cu neutrul compensat, (legat la pamant printr-o bobina de stingere sau printr-un transformator de legare la pamant), sau cu neutrul necompensat (legat la pamant fie direct, fie printr-o rezistenta sau printr-o bobina cu inductanta redusa).