Definirea releelor de protectie. Functii. Cerinte.

Un sistem de protectie prin relee este alcatuit din totalitatea dispozitivelor si aparatelor destinate sa asigure, in mod automat, deconectarea unei instalatii la aparitia unui defect sau regim anormal de functionare periculos pentru instalatie, sau cel putin sa semnaleze aceasta.

Dezvoltarea tehnicii de protectie prin relee si etapele parcurse

Prin separarea automata a unei instalatii defecte se urmaresc trei obiective:

sa impiedice dezvoltarea defectului si extinderea acestuia asupra altor instalatii;

sa preintampine distrugerea izolatiei si aparatelor ca urmare a socului electrodinamic si electrotermic, intrerupand rapid toate posibilitatile de alimentare a locului de defectare;

sa contribuie la restabilirea functionarii normale pentru continuitatea alimentarii consumatorilor de energie electrica.

Releul electric de protectie este, deci, un aparat electric care executa inchiderea, deschiderea sau comutarea unuia sau mai multor contacte la variatii ale unor marimi electrice aplicate la intrarea acestuia.

In cazul releelor fara elemente mobile , respectiv fara contacte, are loc o basculare a valorii de iesire la producerea unei variatii in salt la intrare.

Releul transmite comanda de declansare la mecanismul (dispozitivul) de declansare al intreruptorului.

In figura 1.1 este reprezentata sintetic dezvoltarea tehnicii de protectie prin relee si etapele parcurse.

Structura releului de protectie:

In figura 1.2, a, b si c sunt reprezentate: schema bloc, schema desfasurata si simbolul general pentru releul de protectie.

Scheme ale releelor si simbolizarea lor:

a.)schema bloc; b.)schema desfasurata; c)simbol pentru releul de protectie

ES - Element Sensibil (de intrare);

EC - Element de Comparatie sau prelucrare logica a informatiei si de Decizie;

EE - Element de Executie.

Caracteristica intrare – iesire (statica) a unui releu de protectie

Document online: Evolutia pietei imobiliare in ultimii ani Document online: Descriere folii de polietilena

Schema bloc de elemente a unui circuit de protectie prin relee

Parametrii principali ai releelor:

Parametrii nominali ( U_n, I_n, f_n, Z_n , etc.) - marimi ce pot fi suportate timp indelungat de aparat;

Valori de pornire (actionare) - valori la care actioneaza releul;

Valoarea de revenire - valoarea marimii controlate la care elementele de executie ale aparatului actioneaza invers decat la actionare;

Factorul de revenire

 

                    (1.1)

La releele maximale care actioneaza la depasirea unei marimi K_rev<1; la releele minimale, care actioneaza la scaderea marimii de actionare sub valoarea reglata, K_rev >

Se considera ca un releu este cu atat mai bun cu cat K_rev este mai aproape de 1.

Timpul propriu de actionare al releului care este timpul masurat din momentul atingerii valorii de actionare pana la emiterea marimii de executie (la iesire). La acest timp se adauga inertia proprie a aparatului, la care se aduna timpul reglat al aparatului.

Puterea consumata de releu - este in raport invers cu sensibilitatea releului. Aceasta marime intervine la incarcarea circuitelor secundare si la calculul si alegerea transformatoarelor de masura care alimenteaza schema (TC,TT)

Puterea de rupere (capacitatea de comutare) este puterea maxima din circuitul comandat prin contactele releului fara ca acesta sa se deterioreze.

Pozitia normala a contactelor (normal deschise sau normal inchise). Se considera pozitie normala a contactelor starea lor initiala,cu aparatul nealimentat.     

Stabilitatea termica si electrodinamica care este capacitatea aparatului de a suporta un timp limitat efectele curentilor de scurtcircuit, fara consecinte negative.

Eroarea releului este diferenta dintre valoarea reala de actionare si valoarea reglata pentru actionare.

In concluzie: Se poate spune ca releele electrice sunt aparate automate care, sub actiunea unui parametru electric aplicat la intrare, produc variatia in salt (brusc) a marimii de iesire la o anumita valoare a parametrului de intrare. Ele functioneaza pe baza codului DA/NU si fac parte din categoria aparatelor pentru comenzi discontinue.

In figura 1.3, caracteristica statica intrare - iesire pentru un releu de protectie, in general.

In cazul unei variatii a parametrului x de la intrare intre 0 si x, acestuia ii corespunde o valoare constanta a parametrului de iesire y=y_min, si cel mai des y_min=0. Cand x atinge valoarea x_pornire, y variaza in salt de la y_min la y_max, iar timpul in care se produce aceasta variatie este determinat de durata procesului tranzitoriu in circuitul comandat. La o crestere ulterioara a parametrului x de la intrare (de exemplu x=x_max) valoarea lui y ramane neschimbata. La descresterea parametrului x (x_max→x_min), valoarea y=y_max ramane neschimbata dar pentru x=x_rev se produce micsorarea prin salt in jos pana la valoarea y=y_min.

Functia releului de protectie realizeaza o comanda automata de tip releu cu o caracteristica unidirectionala.

Schema bloc de elemente a unei instalatii de protectie prin relee este ilustrata in figura 1.4, unde s-a considerat o protectie maximala de curent pentru o linie electrica aeriana conectata prin intreruptorul I₁ la barele SEE. Elementele din schema sunt: transformatorul de curent TC, transformatorul de tensiune TT, blocul de intrare BI care poate fi realizat cu relee cu contacte, sau printr-o interfata formata din traductoare si/sau filtre la instalatii realizate cu mP sau automate programabile. Marimile M₁ si M₂ se aplica blocului de prelucrare logica a informatiei BPL care este si un bloc de decizie. Acesta stabileste daca exista regim anormal de functionare, iar in caz afirmativ elibereaza un semnal de executie la blocul de iesire BE. De la aceasta pleaca comanda de declansare la intreruptor, respectiv semnalizarea executiei acestei comenzi.

BT_P - blocul de temporizare care asigura daca este necesar o anumita temporizare;

BA - blocul de alimentare al schemei care asigura tensiunile operative de CC pentru  functionarea intregii scheme de protectie.

Instalatia de protectie - are un caracter mai larg, putand fi examinata in mai multe ipoteze:

1. protectia de tip sau functie elementara independenta de obiectivul protejat (de exemplu:protectia maximala de curent sau protectie diferentiala sau protectie minimala de impedanta etc);

2. protectia ca instalatie de comanda automata pentru un anumit tip de defect (protectie impotriva scurtcircuitelor polifazate, protectie impotriva suprasarcinilor, protectie impotriva punerilor la pamant);
3. protectia ca instalatie complexa cu functiuni corelate in cadrul unui ansamblu de elemente de protejat (protectia partii electrice a unei centrale sau protectia unei retele electrice).

Scheme folosite in reprezentarea instalatiei de protectie prin relee:

Acestea pot fi:

scheme functionale;

scheme bloc;

scheme logice - in care apar elementele din sistem in succesiunea logica a functiunilor indeplinite.

Schemele de principiu (sau principiale) ale instalatiilor de protectie pot fi

scheme de principiu restranse monofilare sau trifilare;

scheme de principiu desfasurate;

scheme de amplasare;

scheme de montaj;

scheme de executie.