Bogdan Ciprian MATEI [621876]

-2019-

UNIVERSITATEA DE MEDICINĂ, FARMACIE ȘTIINȚE
ȘI TEHNOLOGIE DIN
Târgu-Mureș
FACULTATEA DE INGINERIE
Specializarea: Ingineria Sistemelor Electroenergeti ce

TRATAREA NEUTRULUI ÎN
REȚELELE DE MEDIE TENSIUNE

Îndrumător științific:
Dr. ing. Claudiu – Iosif DAMIAN

Absolvent: [anonimizat] – Ciprian MATEI

ABREVIERI…………………………………… …………………………………………… …………………………………1
INTRODUCERE ………………………………… …………………………………………… ………………………… 2
CAP. 1 – ASPECTE GENERALE ALE REȚELELOR electrice . ……………………………………….. 4
1.1 GENERALITĂȚI ……………………………. …………………………………………… …………………… 4
1.2 CERINȚE IMPUSE INSTALAȚIILOR DE TRANSPORT ȘI DI STRIBUȚIE …………….. 5
1.2.1 Continuitatea alimentării cu energie electrică a co nsumatorilor ………………………… 5
1.2.2 Siguranța în funcționare……………………… …………………………………………… ……….. 6
1.2.3 Calitatea ridicată a energiei electrice………… …………………………………………… ……. 6
1.2.4 Dezvoltarea ulteriorară a rețelei …………….. …………………………………………… ……… 7
1.2.5 Cerințe suplimentare impuse rețelelor electrice … …………………………………………… 8
1.3 CLASIFICAREA REȚELELOR ELECTRICE ………….. …………………………………………… 8
1.3.1 Clasificarea rețelelor electrice din punct de veder e al destinației ………………………. 9
1.3.2 Clasificarea rețelelor electrice din punct de veder e al tensiunii nominale …………. 10
1.3.3 Clasificarea rețelelor electrice din punct de veder e al teritoriului pe care îl
ocupă…….. ………………………………. …………………………………………… ………………………….. 11
1.3.4 Clasificarea rețelelor electrice din punct de veder e al configurației. ……………….. 11
1.3.5 Clasificarea rețelelor electrice din punct de vede re al situației neutrului față de
pământ………… ………………………….. …………………………………………… …………………………. 13
1.3.6 Clasificarea rețelelor după frecvența de lucru …. ………………………………………….. 14
1.4 ARHITECTURA SISTEMELOR ELECTROENERGETICE …… …………………………….. 15
CAP. 2 – REGIMURI ANORMALE DE FUNCȚIONARE ȘI TIPURI DE DEFECTE ÎN
REȚELELE ELECTRICE DE DISTRIBUȚIE …………….. …………………………………………… ….. 17
2.1 REGIMURI ANORMALE DE FUNCȚIONARE ÎN REȚELELE EL ECTRICE DE
DISTRIBUȚIE ………………………………… …………………………………………… ……………………… 17
2.1.1 Regimul permanent normal, staționar ……… …………………………………………… ……….. 18
2.2 TIPURI DE DEFECTE ÎN RETELELE ELECTRICE DE DIST RIBUTIE…………………. 21
2.2.1 Scurtcircuitul trifazat ……………………… …………………………………………… …………. 22

2.2.2 Scurtcircuitul bifazat ………………………. …………………………………………… ………… 24
2.2.3 Scurtcircuitul monofazat……………………… …………………………………………… …….. 27
2.2.4 Punerea la pământ în rețele cu neutrul izolat ….. …………………………………………… 28
2.2.5 Punerea la pământ în rețele cu neutrul tratat prin bobină de stingere ……………….. 31
2.2.6 Dubla punere la pământ în rețelele electrice de med ie tensiune cu neutrul
compensat ………………………………….. …………………………………………… ……………………….. 34
CAP. 3 – TIPURI DE TRATARE A NEUTRULUI ……….. …………………………………………… … 37
3.2 SOLUȚIA DE FUNCȚIONARE CU NEUTRUL TRATAT PRIN R EZISTENȚĂ ……… 39
3.3 SOLUȚIA DE FUNCȚIONARE CU NEUTRUL TRATAT PRIN B OBINĂ DE
COMPENSARE …………………………………. …………………………………………… …………………… 40
3.4 ALEGEREA PARAMETRILOR ȘI A LOCULUI DE MONTARE A BOBINEI DE
COMPENSARE …………………………………. …………………………………………… …………………… 45
CAP. 4 – TIPURI DE PROTECȚII ÎN REȚELELE ELECTRICE DE MEDIE TENSIUNE …. 47
4.1 CONSIDERAȚII GENERALE ALE PROTECȚIILOR LINIILOR ELECTRICE ……….. 47
4.2 PROTECȚIA MAXIMALĂ DE CURENT RAPIDĂ (SAU PROTE CȚIA CU
SECȚIONARE DE CURENT) ……………………….. …………………………………………… …………. 48
4.3 PROTECȚIA MAXIMALĂ DE CURENT TEMPORIZATĂ CU CA RACTERISTICĂ
INDEPENDENTĂ………………………………… …………………………………………… …………………. 50
4.4 PROTECȚIA MAXIMALĂ DE CURENT TEMPORIZATĂ CU CA RACTERISTICĂ
DEPENDENTĂ …………………………………. …………………………………………… ……………………. 51
4.5 PROTECȚIA MAXIMALĂ DE CURENT DIRECȚIONALĂ…… ……………………………. 52
4.6 PROTECȚIA MAXIMALĂ DE CURENT HOMOPOLAR NEDIRECȚ IONATĂ ÎN RED
– MT CU NEUTRUL IZOLAT ………………………. …………………………………………… ………….. 53
4.7 PROTECȚIA MAXIMALĂ DE CURENT HOMOPOLAR DIRECȚI ONATĂ ÎN RED
MT CU NEUTRUL IZOLAT ………………………… …………………………………………… ………….. 54
4.8 PROTECȚIA MAXIMALĂ DE CURENT HOMOPOLAR WATTMETR IC ÎN RED MT
CU NEUTRUL COMPENSAT…………………………. …………………………………………… ……….. 54
4.9 PROTECȚIA HOMOPOLARĂ DIRECȚIONATĂ DE REGIM TRANZITO RIU ÎN
RED MT CU NEUTRUL COMPENSAT …………………. …………………………………………… … 55

4.10 PROTECȚIA MAXIMALĂ DE CURENT HOMOPOLAR DE ARMONICI
SUPERIOARE ÎN RED MT CU NEUTRUL COMPENSAT …….. ……………………………….. 55
4.11 METODA ”DESIR” ÎN RED MT CU NEUTRUL COMPENSAT (Dét ection
Sélective par les Intensités Résiduelles) ……… …………………………………………… ……………….. 55
CAP. 5 – CALCULUL CURENTULUI CAPACITIV PE BARA DE 20 KV DIN STAȚIA
SÂNPAUL – SUDIU DE CAZ ………………………. …………………………………………… ……………… 57
5.1 PREZENTAREA STAȚIEI DE TRANSFORMARE SÂNPAUL 110 /20 KV …………….. 57
5.2 CALCULUL CURENTULUI CAPACITIV PE LINIILE ELECTR ICE ALIMENTATE
DIN BARA 20 KV ……………………………… …………………………………………… …………………… 65
5.2.1 Calculul curentului capacitiv pe LES 20 kV HIRCHMAN N 1 ……………………….. 66
5.2.2 Calculul curentului capacitiv pe LES 20 kV HIRCHMAN N 2 ……………………….. 67
5.2.3 Calculul curentului capacitiv pe LEA 20 kV AEROPOR T……………………………. 68
5.2.4 Calculul curentului capacitiv pe LEA 20 KV CIPĂU .. …………………………………. 70
5.2.5 Calculul curentului capacitiv pe LEA 20 kV DEPOZIT ZONAL ……………………. 73
5.2.6 Calculul curentului capacitiv pe LEA 20 kV PARC IND USTRIAL ………………… 74
5.3 CALCULUL CURENTULUI CAPACITIV TOTAL PE LINIILE ELECTRICE
RACORDATE LA BARA 20 KV DIN STAȚIA SÂNPAUL 110/20 K V ……………………….. 76
5.4 DESCRIEREA REGIMULUI DE ”TRATARE MIXTĂ” A NEUTR ULUI ÎN STAȚIA
SÂNPAUL 110/20 KV …………………………… …………………………………………… ………………… 80
5.5 FUNCȚIONAREA AUTOMATIZĂRII DE CONTROL ȘI DETEC ȚIE A PUNERII LA
PĂMÂNT …………………………………….. …………………………………………… ………………………… 81
CAP. 6 – CONCLUZII ȘI CONTRIBUȚII PROPRII …….. …………………………………………… … 85
ANEXA 1 – LEA 20 kV Ungheni – Aeroport ………… …………………………………………… . 88
ANEXA 2 – LEA 20 kV Sanpaul – Aeroport ………… …………………………………………… .. 89
ANEXA 3 – LEA 20 kV Ungheni – Cipău …………… …………………………………………… .. 90
ANEXA 4 – LEA 20 Sânpaul – Parc Industrial kV; – LEA 20 kV Sânpaul – Cipău . 91
ANEXA 5 – LES 20 kV Sânpaul – Hirchmann 1; – LES 20 kV Sânpaul – Hirchmann 2;
– LEA 20 kV Sânpaul – Depozit Zonal; – LEA 20 kV S ânpaul – Cipău ……………………. 92
ANEXA 6 – Schema normală de funcționare a Stației 1 10/ 20 kV Sânpaul ………………. 93

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
ABREVIERI

1
SE – Sistemul energetic;
SEE – Sistemul electroenergetic;
BPN – bobină pentru crearea punctului neutru artifi cial al rețelelor de medie tensiune;
TSI – transformator de servicii interne (servicii p roprii);
LEA – linie electrică aeriană;
LES – linie electrică subterană ( în cablu);
LED – diodă electro – luminiscentă;
TNP – terminal numeric de protecție;
MT – medie tensiune;
PSO – personal de servire operativă;
PCO – personal de comandă operativă;
PRAM – protecții prin relee, automatizări și măsură ;
R – reanclanșator;
I – întrerupător;
SB – separator de bară;
CLP – cuțit de legare la pământ;
TC – transformator de măsură de curent;
TT – transformator de măsură de tensiune;
RAR – reanclanșare automată rapidă;
RED – rețea electrică de distribuție;
PTA – post de transformare aerian;
PTZ – post de transformare zidit;
SCADA – sistem informatic de monitorizare comandă ș i achiziții de date;
SDEE – sucursala de distribuție a energiei electric e;
PIB – produs intern brut;
S-tc – separator telecomandat;
DTN – dulap tratare neutru;
BSRC – bobină de stingere cu reglaj continuu;
DESIR – detecție selectivă în baza curenților rezid uali

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
INTRODUCERE

2
INTRODUCERE
Dintre formele sub care se consumă energia, un loc deosebit îl ocupă energia electrică,
fapt dovedit și de creșterea continuă a ponderii en ergiei primare transformată în energie electrică
(peste 40%, în present).
Avantajele deosebite pe care le prezintă energia e lectrică în raport cu alte forme de
energie – poate fi obținută cu randamente bune din oricare altă formă de energie, poate fi
transmisă rapid și economic la distanțe mari, se po ate distribui la un număr mare de consumatori
de puteri diferite, se poate tansforma în alte form e de energie, în condiții avantajoase, este
“curată“ adică odată produsă nu este poluantă, se p retează bine automatizărilor, se poate măsura
cu precizie, etc – au determinat extinderea continu ă a domeniilor de utilizare a acesteia și
implicit a crescut numărul și puterea instalațiilor destinate acestui scop.
Deoarece energia electrică solicitată de consumator i nu poate fi stocată, ea trebuie
utilizată chiar în momentul producerii sale. Aceast ă condiție este îndeplinită întrucât producerea,
transportul, distribuția și utilizarea energiei ele ctrice sunt legate una de alta și decurg în cadrul
unui ansamblu de instalații ce alcătuiesc Sistemul Energetic (SE).
Instalațiile de transport și distribuție a energie i electrice, fac parte integrantă din Sistemul
Electroenergetic (SEE) al unei țări, ce cuprinde an samblul activităților de transport, transformare
și distribuție a energiei electrice, concepute proi ectate și realizate pentru alimetarea în special a
consumatorilor din structura platformelor industria le, instalații care trebuie să răspundă
multiplelor probleme pe care le ridică dezvoltarea în continuare pe plan național și internațional
a industriei moderne.
Trebuie subliniat în acest sens, responsabilitatea ce le revine specialiștilor
electroenergeticieni, cu privire la aplicarea măsur ilor ce se impun pentru alimentarea în condiții
normale a consumatorilor industriali, in special a celor cu procese tehnologice complexe pentru
care continuitatea în alimentare precum și calitate a energiei livrate sunt printre cele mai
importante condiții impuse sistemului electroenerge tic respectiv.
Așa cum se cunoaște platformele industriale se car acterizează prin faptul că sunt mari
consumatoare de energie electrică dar si mari produ cătoare de bunuri materiale, contribuind
semnificativ la realizarea produsului intern brut ( PIB) al unei țări motiv pentru care se impune
necesitatea adoptării de soluții și scheme de alime ntare cu energie electrică, care să corespundă
cerințelor în condiții de eficiență economică și si guranță ridicat. Atingerea acestor condiții
impuse sistemului electroenergetic impune o fiabili tate adecvată atât a echipamentelor primare

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
INTRODUCERE

3
cât și a echipamentelor secundare de protecție – au tomatizare cu luarea în considerare a
factorului economic. Eforturile îndreptate în direc ția modernizării și creșterii performanțelor
echipamentelor de protecție sunt de reală actualita te și importanță atât pentru furnizorul de
energie electrică cât și pentru consumatorul aceste ia.
Referindu-ne strict la protecția rețelelor de medie tensiune trebuie stabilit de la început
defectele și regimurile anormale ce pot apărea în f uncționarea acestora.

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 1 – ASPECTE GENERALE ALE REȚELELOR ELECTRICE

4
CAP. 1 – ASPECTE GENERALE ALE REȚELELOR ELECTRICE

1.1 GENERALITĂȚI

O societate mdernă este bazată pe posibilitățile d e satisfacere a consumului de energie în
general și de energie electrică în special, consum care este în continua creștere.
Energia electrică este forma cea mai răspândită a energiei. Aceasta se obține în urma
trasformării energiei primare a combustibililor (că rbune, gaze naturale, țiței, etc.) a forțelor rezul tate
din căderile de apă, a vântului a combustibililor n ucleari, a radiațiilor solare, etc. Ea este destina tă
asigurării nevoilor foarte variate a unui număr mar e de consumatori.
Întregul proces de la producere pînă la furrnizarea energiei electrice decurge în cadrul unui
ansamblu de instalații care alcătuiesc așa numitul sistem energetic (SE) prezentat ca în figura 1.1.
Instalațiile, clasificate în centrale electrice, re țeaua de transport și distribuție și consumatorii,
alcătuiesc sistemul electroenergetic (SEE).
EP IP MP
IP
CEP GS SEV LT SD CMT
LD
PT
CJT rIT44444444 844444444 76SE
4444 34444 21
SEE

EP- energie primară GS- generator sincron
IP- instalație primară SEV- stație de evacuare
ITr- instalație de transport LT- linie de transpo rt
IT- instalație de transformare SD- stație de dist ribuție
MP- mașină primară LD- linie de distribuție
CEP- consumator de energie primară PT- post de tra nsformare
CMT- consumator medie tensiune CJT- consumator joa să tensiune

Fig. 1.1 Sistem energetic

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 1 – ASPECTE GENERALE ALE REȚELELOR ELECTRICE

5
Din figura 1.2 se observă că, instalațiile de trans port și distribuție constituie elementele de
legătură între sursele de energie electrică și cons umator. Necesitatea lor este rezultată din
următoarele considerente:
• distanța în spațiu dintre locul de producere și cel de consum al energiei electrice,
știindu-se faptul că soluția cea mai economică a tr ansferului de energie este
transportul acesteia;
• diferența dintre tensiunea de lucru a generatoarelo r centralei este superioară față de
cea a consumatorilor;
• diferența dintre tensiunea nominala a liniei de tra nsport și aceea a consumatorilor;
• deosebirea dintre puterea transportată și puterile consumate;
• puterea transportată este mult mai mare decât puter ile solicitate de către receptori;
• funcționarea interconectată a centralelor sistemulu i electroenergetic (SEE) nu este
posibilă numai în condițiile existenței rețelelor e lectrice;
• funcționarea interconectată a sistemelor electroene rgetice aparținând unor zone
teritoriale diferite impun existența unor rețele de legătură.

1.2 CERINȚE IMPUSE INSTALAȚIILOR DE TRANSPORT ȘI DI STRIBUȚIE

Cerințele care se impun instalațiilor de transport și distribuție a energiei electrice
sunt legate de alimentarea cu energie electrică a c onsumatorilor și de încadrarea lor în
sistemul electroenergetic.
Acestea sunt:
• continuitatea alimentării cu energie electrică a co nsumatorilor;
• siguranța în funcționare;
• asigurarea parametrilor calitativi ai energiei elec trice livrate
consumatorilor;
• dezvoltarea ulterioară a rețelei;
• cerințe suplimentare, impuse de către impactul cu m ediul inconjurător.

1.2.1 Continuitatea alimentării cu energie electrică a co nsumatorilor
Această cerință constituie una dintre cele mai impo rtante și discutate cerințe pe care
trebuie să le îndeplinească o rețea electrică în fu ncționare. Neîndeplinirea ei afectează în

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 1 – ASPECTE GENERALE ALE REȚELELOR ELECTRICE

6
mod diferit consumatorii electrici, dependent de ef ectul pe care îl are oprirea procesului
tehnologic.
La unii consumatori, intreruperea cu energie electr ică poate duce la pierderi de vieți omenești,
distrugeri foarte importante de utilaje, dereglarea proceselor tehnologice, adică pagube ce nu pot
fi recuperate. La alți consumatori, această întreru pere a alimentării cu energie electrică conduce
la nerealizarea productiei pe durata întreruperii, dar producția poate fi de cele mai multe ori
recuperată.

1.2.2 Siguranța în funcționare
Prin siguranța în funcționare a unei rețele electri ce se înțelege capacitatea acesteia de a
suporta solicitările care apar în timpul funcționăr ii ei, fără consecințe pentru instalațiile și
aparatele componente, si fără prejudicii pentru per sonalul de deservire operativă, pentru
construcții sau obiectivele din vecinătate.
Un lucru important de menționat este faptul că în cursul exploatarii unei rețele pot să
apară solicitări foarte mari, dar cu o probabilitat e foarte redusa.
Supradimensionarea tuturor părților componente ale rețelei pentru a suporta aceste solicitări
înseamnă un efort financiar deosebit. Din această c auză rezultă un aspect foarte important și
anume: corelarea siguranței în funcționare cu economicitat ea instalațiilor ce alcătuiesc
rețeaua . Numai un echilibru corect între cele două aspecte poate conduce la o soluție optimă din
punct de vedere tehnico-economic.

1.2.3 Calitatea ridicată a energiei electrice
O altă cerință esențială în exploatarea rețelelor electrice o constituie calitatea ridicată a
energiei electrice.
Parametrii de calitate ai energiei electrice furniz ate consumatorilor sunt:
• tensiunea de alimentare
• frecvența
• gradul de simetrie al sistemului trifazat de tensiu ni
• gradul de deformare al undei de tensiune.
Pentru o calitate bună a energiei electrice valori le tensiunii și frecvenței trebuie să fie
foarte apropiate de valorile nominale și nu în afar a abaterilor admise ± 5% pentru tensiuni și ±
0,5% pentru frecvență.

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 1 – ASPECTE GENERALE ALE REȚELELOR ELECTRICE

7
De asemenea, o bună calitate a energiei electrice impune ca fluctuațiile de tensiune și frecvență
în jurul valorii medii să fie cât mai reduse.
Menținerea frecvenței în limitele admisibile depind e de circulația puterilor active în
sistem, fiind în primul rând o problemă de exploata re a centralelor electrice și în al doilea rând o
problemă de proiectare și exploatare a rețelelor el ectrice.
Menținerea tensiunii de alimentare în limitele impu se, constituie una din sarcinile
fundamentale ce revine proiectării și exploatării r ețelelor electrice, ea fiind cunoscută sub
denumirea de reglarea tensiunii.
În ceea ce privește gradul de simetrie, acesta se p oate menține astfel:
• prin proiectare și construcție se asigură ca genera toarele sincrone din sistem să furnizeze
un sistem trifazat simetric de tensiuni;
• se iau măsuri în faza de proiectare și construcție ca elementele de sistem să fie simetric
trifazate;
− la transformatoare se acționează în acest sens asup ra formei miezului magnetic;
− pe linii se efectuează transpunerea fazelor; la con sumatori, prin realizarea lor
simetrică, etc.

Referitor la puritatea undei de tensiune, aceasta s e realizează astfel:
• prin proiectare și construcție se asigură ca tensiu nile electromotoare ale generatoarelor să
nu aibă armonici;
• prin proiectare, construcție și exploatare se evită domeniile neliniare de funcționare, în
special saturația la transformatoare;
• prin proiectare și exploatarea rețelelor electrice se evită configurațiile ce pot conduce la
circuite rezonante pentru armonicile, cel mai proba bil, existente în rețea;
• folosirea de scheme de compensare la consumatorii i mportanți ce constituie surse de
armonici, de exemplu stațiile de redresare, etc.;

1.2.4 Dezvoltarea ulteriorară a rețelei
Această dezvoltare reprezintă o altă cerință impor tantă, în baza căreia rețelele electrice
trebuie să permită o dezvoltare viitoare fără ca g radul ei de siguranță să se micșoreze, iar
elasticitatea și simplitatea manevrelor să sufere m odificări esențiale.

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 1 – ASPECTE GENERALE ALE REȚELELOR ELECTRICE

8
Datorită acoperirii necesităților mereu crescânde ale consumului de energie electrică se
solicită fonduri de investiții însemnate, care pot afecta simțitor economia națională a unei țări.
Acest fapt poate determina blocarea unor resurse fi nanciare ce ar urma să fie dirijate în alte
sectoare de activitate cu rentabilitate sporită. Di n acest motiv, creșterea eficienței economice a
investițiilor, reducerea consumului de materiale ne feroase și scurtarea termenelor de dare în
funcțiune a instalațiilor energetice reprezintă asp ecte majore pentru economia națională.

1.2.5 Cerințe suplimentare impuse rețelelor electrice
Cerințele suplimentare impuse rețelelor electrice s e referă în mare parte la impactul
acestora cu mediul înconjurător. Ele pot fi de natu ră diferită, de exemplu respectarea unor
restricții de poluare estetică, atmosferică sau a u nor condiții social-politice impuse de zonă.
Chiar dacă din punct de vedere tehnico-economic a rezultat avantajos traseul unei linii de
înaltă tensiune prin centrul unei zone urbane, acea stă soluție nu poate fi acceptată.
Aceste cerințe suplimentare acționează ca niște res tricții în soluționarea problemelor de
proiectare și exploatare a rețelelor electrice și e le trebuie respectate în mod obligatoriu.

1.3 CLASIFICAREA REȚELELOR ELECTRICE

O clasificare completă și riguroasă a rețelelor el ectrice este dificil de întocmit
datorită părerilor diferite existente în literatură , privind adoptarea unor criterii. Din acest
motiv în cele ce urmează voi prezenta o clasificare rezultată din practica de exploatare.
Cele mai importante criterii de clasificare ale re țelelor electrice sunt după:
• Destinație;
• Tensiune nominală;
• Teritoriul pe care îl ocupă;
• Configurație;
• Situația neutrului față de pământ;
• Frecvența de lucru.

În schema ce urmează se prezintă modul de clasifica re al rețelelor electrice .

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 1 – ASPECTE GENERALE ALE REȚELELOR ELECTRICE

9

1.3.1 Clasificarea rețelelor electrice din punct de veder e al destinației

Din acest punct de vedere rețelele electrice pot fi :
• de transport
• de distribuție
• de utilizare
Rețelele electrice de transport asigură transferul unor cantități mari de energie electrică
direct de la surse la consumatori sau în puncte sit uate în apropierea unui grup de consumatori.
Obișnuit, rețelele de transport se extind pe distan țe mari și sunt construite la tensiuni ridicate.
Rețelele electrice de distribuție , distribuie energia electrică de la surse sau din anumite
noduri ale sistemului către consumatori. Ele se car acterizează prin faptul că au o configurație mai
complexă, acestea cuprind mai multe trepte de tensi une și transferă cantități mai reduse de
energie electrică pe distanțe mai scurte. teritoriului
pe care-l
ocup ã

configura ției
(structurii) tensiunii
nominale destina ție i
situa ției
neutrului fa ță de
pãmânt
frecven ței de
lucru
Clasificarea
re țele electrice
din punct de
vedere al
de transport
de utilizare de distribu ție
casnic e
industrial e

de medie tensiune
de joas ã tensiune
de înalt ã tensiune
de foarte înalt ã tensiune

republicane
regionale
urbane
rurale
radiale
buclate
buclate complex
izola t
lega t
de c. continuu
de c. alternativ
bobin ã de
stingere

Rezisten ță de
limitare direc t
Impedan țã

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 1 – ASPECTE GENERALE ALE REȚELELOR ELECTRICE

10
Rețelele electrice de utilizare pot fii: casnice, când alimentează un mare număr d e
receptoare casnice de joasă tensiune și mici motoar e de puteri cuprinse între câțiva wați până la
câțiva kwați și industriale atunci când alimentează direct receptoare de joasă și medie tensiune,
de puteri relativ mari.
În România, prin rețele industriale se înțeleg reț elele de toate tensiunile care servesc la
alimentarea cu energie electrică a consumatorilor i ndustriali. În mod deosebit din această
categorie de rețele, ne interesează cele de joasă ș i medie tensiune care se fac de obicei în cabluri
montate în canale.

1.3.2 Clasificarea rețelelor electrice din punct de veder e al tensiunii nominale
Din punct de vedere al tensiunii la care funcționea ză, rețelele electrice pot fi:
• de joasă tensiune (jT);
• de medie tensiune (MT);
• de înaltă tensiune (ÎT);
• de foarte înaltă tensiune (FÎT).
Deși Comisia Electrotehnică Internațională nu a de finit încă o asemenea clasificare
practica și experiența internațională a stabilit an umite principii în privința încadrării tensiunilor
în categoriile de mai sus.
Rețelele de joasa tensiune (jT) cuprind valorile până la 1kV. Ele se folosesc pentru
alimentarea receptoarelor de mică putere din instal ațiile interioare, din secțiile civile și
industriale, precum și în distribuția comunală și i ndustrială.
Rețelele de medie tensiune (MT) cuprind domeniul de 1-35 kV, fiind specifică rețelelor
de distribuție urbane, industriale și rurale, care au drept scop alimentarea unuia sau mai multor
transformatoare cu puterea de ordinul a câtorva zec i de kVA până la câteva sute de kVA. Ele pot
alimenta direct și motoare electrice de mare putere .
Rețelele de înaltă tensiune (ÎT) cuprind domeniul 35-220 kV, fiind specifică r ețelelor de
distribuție și transport, ce transferă puteri de or dinul zecilor sau sutelor de MVA pe suprafața
întinsă a marilor aglomerări urbane.

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 1 – ASPECTE GENERALE ALE REȚELELOR ELECTRICE

11
Rețelele de foarte înaltă tensiune (FÎT) cuprind valorile de 400 kV, 750 kV și cele
superioare lor, servind la trasportarea pe distanțe foarte mari , a unor puteri de ordinul sutelor și
chiar a miilor de MVA, având adesea funcția de tran zit între sisteme electroenergetice.

1.3.3 Clasificarea rețelelor electrice din punct de veder e al teritoriului pe care îl
ocupă.
Din acest punct de vedere, rețelele pot fi:
• republicane;
• regionale;
• urbane;
• rurale.
La stabilirea acestor categorii de rețele trebuie avută în vedere zona deservită de o
anumită rețea legată la aceeași sursă de alimentar e. În țara noastră rețelele republicane sunt
îndeosebi de 220-400 kV, regionale de 110 kV, unele de 10, 20 kV.

1.3.4 Clasificarea rețelelor electrice din punct de veder e al configurației.
Din punct de vedere al configurației, rețelele ele ctrice se pot împărți în următoarele
categorii:
• rețele radiale;
• rețele buclate;
• rețele complex buclate.
Rețeaua radială este aceea rețea sau parte dintr-o rețea care este compusă din linii cu
originea într-un nod de furnizare a energiei elect rice și sfârșitul la un nod de consum. În acest
caz consumatorii pot fi alimentați numai printr-o s ingură cale, ele prezintă o siguranță redusă în
exploatare, în schimb sunt ieftine, ușor de exploat at, necesitând aparatură de protecție simplă, ca
în figura 1.5.

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 1 – ASPECTE GENERALE ALE REȚELELOR ELECTRICE

12

Rețeaua buclată este o rețea sau parte dintr-o rețea constituită î n majoritate din bucle.
La aceste rețele nodurile de consum pot fi alimenta te cu energie electrică din două părți.
Astfel în figura 1.6 se prezintă o rețea în care da că întrerupătorul din B este închis și ambele linii
1 și 2 sunt sub tensiune, rețeaua este buclată. În acest caz siguranța în alimentare este asigurată
atât la întreruperea unei surse, cât și la defectar ea unor porțiuni de rețea. Aceste configurații se
folosesc atât la joasă și medie, cât și la înaltă t ensiune.

AB
A12
B

Fig. 1.3. Rețea de distribuție

Dacă rețeaua se alimentează de la două surse, disp use la capetele, rețeaua se numește
alimentată la două capete, și poate fi considerată ca un caz particular de rețea buclată. figura 1.7

Fig. 1.2 Rețele radiale

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 1 – ASPECTE GENERALE ALE REȚELELOR ELECTRICE

13

Fig. 1.4. Rețea alimentată la două capete

Rețeaua buclată complex, este acea rețea în care c onsumatorii, sau nodurile de consum
pot primi energia electrică din mai mult decât două părți, pe mai multe căi și de la mai multe
surse ca în figura 1.8. Aceste rețele prezintă o ma re siguranță în alimentare, dar necesită
aparatură mai multă și mai scumpă.

1.3.5 Clasificarea rețelelor electrice din punct de vede re al situației neutrului față de
pământ.

Din acest considerent rețelele electrice se clasif ică astfel: Fig. 1.5 . Rețea buclată complex

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 1 – ASPECTE GENERALE ALE REȚELELOR ELECTRICE

14
• cu neutru izolat față de pământ
• sau cu neutru legat la pământ legate direct
printr-o impedanță
reactanță (bobină)
rezistență (rezistor)

Rețelele cu neutru legat printr-o impedanță se num esc rețele cu neutrul tratat. Problema
tratării neutrului rețelelor, constituie una dintre cele mai vechi preocupări ale specialiștilor
electroenergeticieni. Ea se datorează efectelor pe care le produce legătura accidentală între o fază
și pământ, cel mai frecvent incident.
Prin tratarea neutrului se urmărește ca în cazul p unerii la pământ a unei faze să nu se
întrerupă alimentarea consumatorilor și să se asigu re condiții pentru ca arcul electric ce apare la
locul defectului să se stingă într-un interval de t imp cât mai mic.

1.3.6 Clasificarea rețelelor după frecvența de lucru
Frecvența de lucru a rețelei face referire la sist emul de curent, care poate fi alternativ sau
continuu. Cel alternativ poate fi monofazat sau pol ifazat. Cel mai răspândit sistem adoptat în
prezent este sistemul în curent alternativ trifazat . El s-a impus din cauza posibilităților ușoare de
a lega diferite trepte de tensiune prin intermediul transformatoarelor. Inițial rețelele de curent
alternativ au avut o frecvență scăzută pentru a men ține valori scăzute pentru reactanțe.
Apoi pentru a micșora dimensiunile mașinilor și a altor aparate cu miez de fier s-au ales
frecvențe mai mari și anume 50 Hz în Europa și Asia și 60 Hz în America.

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 1 – ASPECTE GENERALE ALE REȚELELOR ELECTRICE

15
1.4 ARHITECTURA SISTEMELOR ELECTROENERGETICE

Arhitectura sistemelor electroenergetice se referă la structura rețelelor electrice și
ierarhizarea acestora, în funcție de nivelul de ten siune, de configurația lor și mai ales dependent
de rolul funcțional. Astfel, transferul de energie electrică de la sursă spre consumator de obicei se
efectuează prin mai multe trepte de tensiune, fieca re treaptă corespunzând unui ansamblu de linii
și stații ce au aceeași tensiune normalizată, inter conectate între ele. Aceste ansambluri de linii
electrice sunt legate între ele prin intermediul tr ansformatoarelor montate în stații și posturi de
transformatoare.
Numărul treptelor de tensiune depinde atât de dis tanțele dintre centralele electrice de
producere și consumatori, cât și de valoarea puteri lor transportate și distribuite.
Din analiza configurației prezentată în fig.1.9 rez ultă următoarele caracteristici:
• elementele de sistem, dependent de nivelul de tensi une, se găsesc amplasate în
diverse planuri, în funcție de natura și rolul lor;
• planurile de tensiune sunt dispuse paralel între el e și la distanțe determinate de
diferența între nivelele de tensiune învecinate;
• legătura între planuri este realizată prin intermed iul transformatoarelor și
autotransformatoarelor;
• în interiorul unui plan sunt cuprinse elementele lo ngitudinale ale rețelelor, iar între
aceste plane și punctul de nul comu sunt conectate elementele transversale;
• rețelele din planurile superioare servesc transport ului energiei electrice, iar cele
din planurile inferioare distribuției acesteia;
• injecția de putere în sisteme se face în rețeaua de transport, de la sursele aflate la
medie tensiune prin intermediul transformatoarelor sau autotransformatoarelor.
Rețeaua de treaptă inferioară racordată la aceste n oduri, constituie un consumator
pentru rețeaua din treapta superioară;
• consumul de energie din sistem are loc la nivelul d e înaltă, medie sau joasă
tensiune, prin intermediul transformatoarelor de cu plaj cu rețeaua;
• pe măsura deplasării spre planurile superioare, reț elele racordate la un nod,
acoperă teritorii tot mai întinse;
• rețelele aflate la nivele inferioare sunt mai dese, decât rețelele aflate la nivelele
superioare.

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 1 – ASPECTE GENERALE ALE REȚELELOR ELECTRICE

16
Un rol deosebit în cadrul arhitecturii sistemului electroenergetic îl are stabilirea tensiunii
nominale a liniilor de transport, pentru nivelul de tensiune al configurației rețelei

Fig. 1.6. Arhitectura sistemului electroenergetic

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 2 – REGIMURI ANORMALE DE FUNCȚIONARE ȘI TIPURI DE DEFECTE ÎN
REȚELELE ELECTRICE DE DISTRIBUȚIE

17
CAP. 2 – REGIMURI ANORMALE DE FUNCȚIONARE ȘI TIPURI DE
DEFECTE ÎN REȚELELE ELECTRICE DE DISTRIBUȚIE

2.1 REGIMURI ANORMALE DE FUNCȚIONARE ÎN REȚELELE EL ECTRICE DE
DISTRIBUȚIE

O problemă importantă în studiul rețelelor electric e, este aceea a regimurilor de funcționare.
Regimul de funcționare al unei rețele este definit de condițiile în care lucrează instalațiile de
transport și distribuție. La rândul lor, aceste con diții pot caracteriza instalațiile din mai multe
puncte de vedere.
Din punct de vedere electric, condițiile de funcțio nare ale unei linii sunt dictate de sarcina pe
care o tranportă dependent de tensiunea nominală a liniei și a caracteristicilor de material a
conductoarelor și ale transformatoarelor. Se pot de termina prin calcule puterile și tensiunile din
toate punctele caracteristice ale rețelei.
Prin regimul de funcționare al unei rețele electri ce se înțelege starea ei la un moment dat,
caracterizată prin valorile unor parametrii fizici, în diferite puncte, precum și prin condițiile de
funcționare. Parametrii regimului sunt valorile uno r mărimi fizice, tensiune, curent, putere activă
și reactivă, decalajul tensiunilor, frecvență, etc. ce caracterizează starea corespunzătoare a
regimului rețelei la un moment dat.
În ceea ce privește condițiile de funcționare, este posibil ca rețeaua să funcționeze cu toate
elementele componente sau din cauza defectării unor elemente, acestea să fie scoase din
funcțiune, dar rețeaua să funcționeze în continuare . În acest din urmă caz se spune că în rețea a
avut loc un incident.
În exploatarea rețelelor electrice, pot apărea în p rincipal patru tipuri de regimuri de
funcționare diferite, dependent de solicitarea și c omportarea elementelor rețelei, situații ce vor fi
prezentate în continuare.

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 2 – REGIMURI ANORMALE DE FUNCȚIONARE ȘI TIPURI DE DEFECTE ÎN
REȚELELE ELECTRICE DE DISTRIBUȚIE

18
Aceste regimuri de funcționare sunt:
• Regimul permanent normal , staționar;
• Regimul nestaționar, tranzitoriu, normal;
• Regim nestaționar, tranzitoriu, de avarie;
• Regimul permanent de avarie.
Parametrii regimului mai sus menționați se pot clasifica după schema prezentată în
continuare:

2.1.1 Regimul permanent normal, staționar este regimul normal simetric, de
exploatare al instalațiilor rețelei. Acesta este de lungă durată și se caracterizează prin faptul că
parametrii rețelei au valori egale sau foarte aprop iate de cele nominale. Acesta fiind regimul
principal al rețelei, pe baza lui se vor efectua ca lculul și proiectarea elementelor de rețea. El
impune deci condițiile cele mai grele în ceea ce pr ivesc: solicitările maxime admisibile, calitatea
energiei furnizate, economicitatea funcționării, et c.
De menționat este că în categoria regimului stațion ar normal se includ și regimurile de
modificare foarte lentă a mărimilor, datorate modif icărilor staționare lente ale graficelor de
sarcină ale consumatorilor.
În regimul normal de funcționare, datorită capacită ților dintre conductoare și pământ ,
prin conductoarele de fază, circulă în prezența sau lipsa sarcinii, curenți capacitivi, având un Valoarea factorului de putere, Valoarea curenților
Valoarea tensiunii
Valoarea frecvenței
Simetria sistemului de tensiuni
curenți
Valoarea armonicilor, etc. Parametrii
regimului cantitativi
calitativi Valorile puterilor activă
reactivă

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 2 – REGIMURI ANORMALE DE FUNCȚIONARE ȘI TIPURI DE DEFECTE ÎN
REȚELELE ELECTRICE DE DISTRIBUȚIE

19
defazaj de aproximativ 90 0 față de tensiunea de fază aferentă așa cum se obse rvă în figura 2.1

Curenții I R0 , IS0 , IT0 se numesc curenți de încărcare capacitivă. Valoare a acestora depinde
de tensiunea rețelei și de capacitatea de serviciu a porțiunii de rețea din aval de locul de măsurare
pe circuitul de plecare considerat. În mod normal, datorită imperfecțiunii de realizare a liniilor
electrice aeriene sau subterane, curenții de încărc are capacitivă nu sunt egali, dar pentru calcule
obișnuite nu se consideră diferențele dintre ei, ut ilizându-se o valoare medie.
În regimul normal de funcționare, diferențele dint re curenții I R0 , IS0 , IT0 , ai celor trei faze,
determină funcție de regimul de funcționare al neut rului rețelei, la apariția unei tensiuni a
punctului neutru față de pământ diferită de zero U o=U NP ≠0, în cazul neutrului izolat, respectiv la
închiderea unui curent prin legătura neutrului la p ământ în cazul celorlalte sisteme de tratare a
neutrului.

2.1.2 Regimul nestaționar, tranzitoriu, normal cuprinde stările de trecere între două
regimuri normale. Aceste „treceri” se pot efectua lent sau rapid în timp, dependent de
propagarea în sistem a undelor electromagnetice și pot fi simultane sau consecutive.
Exemple de astfel de regimuri:
• conectarea și deconectarea voită a unor linii, tra nsformatoare sau baterii de
compensare,
• trecerea rețelei de la funcționarea în sarcină la f uncționarea în gol, etc.
Fig. 2.1. Diagrama fazorială a
curenților de încărcare capacitivă
în regimul normal de funcționare al
rețelei, în varianta g 0=0.
RU
TUSU0 SI
0 RI
0 TISϕRϕ
Tϕ

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 2 – REGIMURI ANORMALE DE FUNCȚIONARE ȘI TIPURI DE DEFECTE ÎN
REȚELELE ELECTRICE DE DISTRIBUȚIE

20

În general aceste regimuri se caracterizează prin s upratensiuni, numite supratensiuni
interne sau de comutație și supracurenți. Atât supr atensiunile cât și supracurenții care apar
solicită elementele rețelei, supratensiunile afectâ nd izolația, iar supracurenții afectând căile de
curent. Desigur abordarea aspectelor „lente sau rap ide”din categoria regimurilor nestaționare
depinde de scopul urmărit prin analiza de regim.

2.1.3 Regim nestaționar, tranzitoriu, de avarie , cuprinde stările nestaționare, lente
sau rapide, datorate unei avarii de proveniență ele ctrică sau mecanică ce afectează unul din
elementele rețelei electrice. Cele mai frecvente re gimuri nestaționare de avarie sunt provocate
de: scurtcircuite, puneri la pământ, ruperea conduc toarelor liniilor electrice sau întreruperea
fazelor, etc. Cu excepția punerilor simple la pămân t, toate aceste avarii determină în elementele
componente ale rețelei curenți de scurtcircuit mari , care depășesc de câteva ori valorile nominale,
scăderea tensiunii în nodurile rețelei la valori cu mult inferioare celor nominale sau apariția de
supratensiuni.

2.1.4 Regimul permanent de avarie este regimul care se stabilește după un timp de la
producerea unei avarii. Un exemplu este regimul car e se stabilește după un anumit timp de la
acționarea greșită a unui întrerupător. Obișnuit, r egimul tranzitoriu de avarie durează un timp
foarte scurt, cel mult câteva secunde. În acest int erval de timp, protecția prin relee intervine,
eliminând avaria. Prin urmare, regimul staționar de avarie poate corespunde de fapt regimului ce
se stabilește după eliminarea avariei. Acest lucru i-a determinat pe unii autori să denumească
acest regim staționar de după avarie .
De menționat că regimul staționar simetric normal s tă la baza proiectării și exploatării
elementelor rețelei electrice, pe când celelalte re gimuri stau la baza verificării lor. Analiza și
calculul regimurilor este o problemă fundamentală î n studiul rețelelor electrice, motiv pentru
care acestei probleme i se va dedica un spațiu larg , alături de prezentarea metodelor de analiză
specifice.

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 2 – REGIMURI ANORMALE DE FUNCȚIONARE ȘI TIPURI DE DEFECTE ÎN
REȚELELE ELECTRICE DE DISTRIBUȚIE

21
2.2 TIPURI DE DEFECTE ÎN RETELELE ELECTRICE DE DIST RIBUTIE

Defectele cel mai des întâlnite în instalațiil e electrice sunt scurtcircuitele . Acestea pot fi
scurtcircuite polifazate (trifazate, bifazate, sau bifazate la pământ), când este străpunsă izolația
între două sau trei faze, și scurtcircuite monofaza te când este străpunsă izolația între o fază și
pământ. Scurtcircuitele monofazate au loc în rețele le cu curenți mari de punere la pământ, în care
neutrele transformatoarelor de putere sunt legate d irect la pământ. Scurtcircuitele polifazate sunt
însoțite de curenți de valori foarte mari în compar ație cu cei nominali, provocând în instalațiile
electroenergetice importante efecte electrodinamice și termice, precum și scăderi sensibile ale
tensiunilor până la pierderea stabilității sistemul ui.
În rețelele de medie tensiune, în care punctele ne utre ale transformatoarelor sunt izolate
sau legate la pământ prin bobină de stingere, străp ungerea izolației între o fază și pământ este
însoțită de curenți mici, impedanțele din circuit a vând valori mari. Punerea unei faze la pământ
în aceste tipuri de rețele provoacă însă, creșterea tensiunii fazelor sănătoase în raport cu
pământul, iar această creștere conduce la suprasoli citarea izolației și la pericolul străpungerii
acesteia și într-un alt punct de pe celelalte faze, defectul trecând astfel în dublă punere la pământ.
Acest lucru reprezintă de fapt un scurtcircuit bifa zat prin pământ care trebuie lichidat de
protecția prin relee.
Pentru proiectarea protecțiilor prin relee este ne cesar să se calculeze curenții de defect în
cazul scurtcircuitelor trifazate, bifazate, monofaz ate și bifazate la pământ.
• Curentul de scurtcircuit trifaz at ) 3 (
sccI se calculează pentru stabilirea reglajelor și
verificarea selectivității protecțiilor prin relee.
• Curentul de scurtcircuit bifazat ) 2 (
sccI se calculează pentru verificarea sensibilității
protecției prin relee.
• Curentul de scurtcircuit monofazat ) 1 (
sccI se calculează pentru stabilirea valorilor de
pornire ale protecțiilor împotriva defectelor monof azate, în rețelele cu curenți mari de
punere la pământ. Tot în acest scop este necesar și calculul curentului de scurtcircuit
bifazat la pământ. Din cauză că în unele cazuri ace ste defecte pot conduce la valori ale
componentei de secvență homopolară mai mari decât î n cazul scurtcircuitului
monofazat, se folosește în acest caz valoarea curen tului de scurtcircuit bifazat la
pământ.

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 2 – REGIMURI ANORMALE DE FUNCȚIONARE ȘI TIPURI DE DEFECTE ÎN
REȚELELE ELECTRICE DE DISTRIBUȚIE

22
Un alt defect care poate apărea în instalațiile el ectroenergetice, îl constituie întreruperea
unei faze, care poate provoca apariția curenților d e secvență inversă în generatoarele sincrone și
încălzirea bobinajelor acestora.

În continuare voi detalia principalele tipuri de d efecte ce pot să apară în rețelele electrice
de distribuție de medie tensiune (RED MT):
• Scurtcircuitul trifazat;
• Scurtcircuitul bifazat;
• Scurtcircuitul monofazat;
• Punerea la pământ în rețele cu neutrul izolat;
• Punerea la pământ în rețele cu neutrul compensat pr in bobină de
stingere;
• Dubla punere la pământ în rețelele cu neutrul compe nsat .

2.2.1 Scurtcircuitul trifazat

Prin scurtcircuit trifazat se înțelege legătura sau contactul galvanic ori pr in rezistența
arcului electric între cele trei faze ale unei inst alații electrice. Se mai numește și scurtcircuit
simetric, deoarece în cazul în care se produce prin rezistențe egale, atât curenții cât și tensiunile
își păstrează simetria, cu toate că valorile lor se schimbă față de cele din regimul normal, anterior
defectului.
În fig. 2.2a este prezentată schema echivalentă a u nei rețele cu un scurtcircuit trifazat.
Dacă presupunem că impedanțele Z ale tuturor elementelor cuprinse între sursă și def ect sunt
egale și că tensiunile pe fază Uf sunt egale și simetrice, atunci curenții de scu rtcircuit ) 3 (
KI
sunt simetrici și egali. Valoarea efectivă a compon entei lor periodice este:

) 1 . 2 (
3) 3 (
KT KS KRf
K I I I
ZU
ZU
I =====
Σ Σ

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 2 – REGIMURI ANORMALE DE FUNCȚIONARE ȘI TIPURI DE DEFECTE ÎN
REȚELELE ELECTRICE DE DISTRIBUȚIE

23
În momentul apariției scurtcircuitului, impedanța s cade brusc la valoarea ZΣ iar curenții
de scurtcircuit care circulă între sursă și locul d e defect pot atinge valori mari.
La scurtcircuitul trifazat metalic, acesta fiind u n scurtcircuit simetric, diagrama fazorială
a curenților de defect și a tensiunilor are forma d in fig. 2.1b.

(a) (b)

Fig. 2.1 Schema echivalentă (a) și diagrama fazori ală (b) pentru scurtcircuit trifazat

Valoarea unghiului φ k este determinată de raportul dintre reactanța echi valentă X Σ și
rezistența echivalentă R Σ a porțiunii de rețea dintre sursă și defect

Valorile unghiului φ k depind de tipul și parametrii liniei. Pentru linii le aeriene de medie
tensiune acest unghi poate să varieze între 20 0 și 80 0, iar pentru liniile de medie tensiune în
cablu, între 10 0 și 20 0.
Pentru verificarea performanțelor protecțiilor este necesară cunoașterea tensiunii
remanente la locul de montare a acestora. Devine as tfel necesară cunoașterea variației tensiunii
remanente de-a lungul elementelor dintre sursă și d efect (fig.2.2c).
Considerând un defect trifazat metalic în punctul K (fig.2.2a), tensiunile pe fază și între
faze în punctul K vor fi nule (fig.2.2b), crescând apoi liniar către sursă. Tensiunea remanentă
) 3 (
KU între faze într-un anumit punct al rețelei este da tă de relația:

lx I UK K ⋅⋅=0) 3 ( ) 3 (3 (2.3) U
UUIK
IKS IK φk
φφ IKS
IKZΣIKR UR
ZΣ=R Σ+jX
Z
K U
U
) 2 . 2 (
ΣΣ=RXarctgkφ

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 2 – REGIMURI ANORMALE DE FUNCȚIONARE ȘI TIPURI DE DEFECTE ÎN
REȚELELE ELECTRICE DE DISTRIBUȚIE

24

în care: – x0 este reactanța specifică a liniei,
– l este distanța dintre defect și punctul în care se calculează tensiunea remanentă.

Tensiunile remanente sunt deci proporționale cu dis tanța l, iar coeficientul de
proporționalitate este determinat de reactanța spec ifică a liniei și valoarea curentului.

Între t.e.m. E și tensiunea remanentă ()3
KAU în punctul A, există relația:

() " ) 3 ( 33 X I UEK KA ⋅⋅+= (2.4)

unde X” este reactanța supratranzitorie a generatorului.

2.2.2 Scurtcircuitul bifazat

Scurtcircuitul bifazat este determinat de contactul metalic sau prin arc dintre două
conductoare a două faze, în acest caz neexistând si metrie între curenți și tensiuni.
Presupunându-se un scurtcircuit bifazat de exemplu între fazele S și T, într-un punct K
(fig. 2.3a, adoptând convențional ca sens pozitiv a l curenților sensul spre defect), au loc
următoarele relații (cu neglijarea curenților de sa rcină): IT
IR IS IT
IR IS
IS
IR IT GS
URB
USB UTB
URA
USA UT

IR IS I
ER
ES E
E UKA
UKB
Fig. 2.2 Scurtcircuit trifazat: schema electrică ( a), diagramele fazoriale ale
mărimilor în diferite puncte (b), variația tensiuni i de la locul defectului la sursă
(c) c) b) a) L1 L2

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 2 – REGIMURI ANORMALE DE FUNCȚIONARE ȘI TIPURI DE DEFECTE ÎN
REȚELELE ELECTRICE DE DISTRIBUȚIE

25

) 2 ( ) 2 ( ) 2 (
K KT KS I I I =−= (2.5)
0) 2 (=KRI (2.6)
' ') 2 ( ) 2 (
T SKT KS U U U U === (2.7)

Curentul de scurtcircuit ISK de pe faza S fiind egal și de sens contrar cu cel de pe faza T,
ITK are valoarea:

Curentul de scurtcircuit bifazat produs în aceeași rețea este mai mic decât curentul de
scurtcircuit trifazat raportul dintre ei fiind:

Diagrama fazorială a curenților și tensiunilor este reprezentată în fig. 2.3b.

La locul scurtcircuitului tensiunea între fazele de fecte S și T este zero 0 , ,=T SU (s-a
presupus scurtcircuitul metalic), tensiunile de faz ă US’ = U T’ = 1/2 U S =1/2 U T , iar tensiunea
fazei R este normală (OS’=U S’ = OS sin 30 0 =1/2 U S).
) 8 . 2 (2) 2 ( ) 2 ( ) 2 (
KT KS K I IZUI ===
Σ
( )9 . 223
32
) 3 () 2 (
==
ΣΣ
ZUZU
II
KK

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 2 – REGIMURI ANORMALE DE FUNCȚIONARE ȘI TIPURI DE DEFECTE ÎN
REȚELELE ELECTRICE DE DISTRIBUȚIE

26

Fig. 2.3 Schema echivalentă (a) și diagrama fazori ală (b) pentru scurtcircuitul bifazat

Din fig. 2.3b se observă că tensiunile dintre faza sănătoasă și fazele defecte au valorile:

URS’ = U RT’ = U R + U S’ = U S + 0,5 U S = 1,5 U S =1,5/1,73 U RS = 0,87 U RS

Deci la locul defectului tensiunea dintre faza sănătoasă și faze le defecte este puțin mai
mică decât în situația normală de funcționare.
Pe măsură ce ne apropiem de sursa de alimentare, adică ne îndepă rtăm de locul
defectului, tensiunile U S și U T cresc iar defazajul dintre ele crește de asemenea de la 0 0 la 120 0.
Astfel, tensiunile pe fazele S și T la stație (la începutul liniei) sunt date de relațiile:

US = U S’ + (R Σ + jX Σ)) 2 (
KSI
(2.10)
UT = U T’ + (R Σ + jX Σ)) 2 (
KTI

Curenții de scurtcircuit în cele două conductoare defecte s unt egali în valoare absolută,
însă de sensuri contrare și defazați față de tensiunea U ST care-i generează, cu unghiul kϕ, definit
ca la scurtcircuit trifazat.
Pentru calculul curentului de scurtcircuit bifazat se alcătuie ște schema de secvență directă
și inversă; curentul de scurtcircuit bifazat conține compon enta de secvență directă și inversă, iar
tensiunile în afara componentei de secvență directă conține ș i componenta de secvență inversă
determinată de căderile de tensiune datorate componentei de s ecvență inversă a curentului ISK
ITK ZΣ UR ZΣ=R Σ+jX Σ
ZΣ
K U
U UTUSUS UT
ISITU
o URS’ =U RT’
ϕsc
ϕsc R
T S T’ S

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 2 – REGIMURI ANORMALE DE FUNCȚIONARE ȘI TIPURI DE DEFECTE ÎN
REȚELELE ELECTRICE DE DISTRIBUȚIE

27

2.2.3 Scurtcircuitul monofazat

Acest tip de defect apare în rețelele care au neutr ul legat direct la pământ sau prin
rezistență de valoare mică.
În cazul unui scurtcircuit monofazat metalic, de ex emplu pe faza T în punctul K (fig.
2.3a) dintr-o rețea cu curenți mari de punere la p ământ, curenții din celelalte două faze vor fi
nuli (neglijând curenții de sarcină) deci:
0) 1 (=KR I (2.11)
0) 1 (=KS I (2.12)
iar tensiunea fazei defecte va fi nulă în punctul d e punere la pământ:
0) 1 (=KT U (2.13)

(a) (b)
Fig. 2.3 Schema echivalentă (a) și diagrama fazori ală la sursă în cazul
scurtcircuitului monofazat (b)

După cum se vede din figură, bucla de scurtcircuit este formată din impedanța fazei ZΣ și
impedanța circuitului prin pământ Zp. Tensiunea care produce curentul de scurtcircuit es te
tensiunea pe faza defectă Uf = U T în acest caz curentul de defect are valoarea:
Z
ZP ITZΣ UR ZΣ=R Σ+jX Σ
U
U
I(1)
K US UIKT U
K
( )14 . 2) 1 (
pf
KZ ZUI+=
Σ

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 2 – REGIMURI ANORMALE DE FUNCȚIONARE ȘI TIPURI DE DEFECTE ÎN
REȚELELE ELECTRICE DE DISTRIBUȚIE

28
Curentul de scurtcircuit este în general un curent reactiv defazat mult în urma tensiunii
care îl determină; în cazul defectului printr-un ar c de rezistență apreciabilă, el are și o
componentă activă.
Curentul de scurtcircuit monofazat IT este defazat cu kϕ față de tensiunea fazei T. Tensiunile
fazelor R și S își păstrează valorile în lungul lin iei, întrucât au fost neglijați curenții de sarcină .
Curentul de scurtcircuit monofazat se calculează cu ajutorul schemei echivalente compusă din
reactanțele de secvență directă, inversă și homopol ară.
O caracteristică a acestor defecte o constituie apa riția mărimilor de secvență homopolară –
curentul I0 și tensiunea U0.
Astfel:
IR + I S + I T =3I 0
(2.15)
U R +U S + U T =3U 0

unde U0 este valoarea maximă la locul defectului și scade în lungul liniei până la valoarea zero la
sursă.

2.2.4 Punerea la pământ în rețele cu neutrul izolat

Punerea la pământ este un defect care constă în crearea unei legătur i accidentale, între
pământ și o fază a unei rețele care nu are în nici un punct al ei o legătură netă la pământ.
În cazul punerii unei faze la pământ, de exemplu fa za T (fig. 2.4), potențialul pământului
devine egal cu al fazei T.
Tensiunile fazelor R și S față de pământ devin UR0 , respectiv US0 de o valoare mai mare
cu de 3 ori față de UR, respectiv US din regimul normal și defazate între ele cu 60 0 față de 120 0
înaintea punerii lui I R la pământ.

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 2 – REGIMURI ANORMALE DE FUNCȚIONARE ȘI TIPURI DE DEFECTE ÎN
REȚELELE ELECTRICE DE DISTRIBUȚIE

29

(a) (b)
Fig. 2.4 Schema electrică (a) și diagrama f azorială (b) în cazul rețelelor cu neutrul izolat

Prin capacitățile fazelor R și S circulă curenți de terminați de U R0 și U S0 care se vor însuma
prin locul punerii la pământ și se vor închide prin faza defectă.

Curentul de punere la pământ I p se determină astfel:
Dar,
U R0 +U S0 = -3U T = 3U 0 (2.17)
unde U 0 este tensiunea de secvență homopolară, U 0 = – U T
Relația de mai sus devine:
Înlocuind în (2.18) pe Z c cu relația de mai sus devine

I p = 3 I 0 = j3ωCU 0 (2.20)
iar în valori absolute IS IP UR
IS U
U
IP IIR IS IT = 0 N
UN US UUR
UTT(0 UT U0=UN0 = -UT IP
IR N
( )16 . 20 0
cS
cR
S R pZU
ZUI I I +=+=
( )18 . 2 33
00IZUI
cp==
( )19 . 21
CjZcϖ=

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 2 – REGIMURI ANORMALE DE FUNCȚIONARE ȘI TIPURI DE DEFECTE ÎN
REȚELELE ELECTRICE DE DISTRIBUȚIE

30
I p =3 I 0 =3ωCU 0 (2.21)

Rezultă că, curentul de secvență homopolară I 0 care apare în cazul punerii la pământ este
un curent capacitiv, fiind defazat cu 90 0 înaintea tensiunii de secvență homopolară U 0,
conform schemei echivalente din fig. 2.5.

Cel mai adesea în cazul rețelelor aeriene, punerea la pământ nu este netă, ci are loc printr-
un arc electric cu o oarecare rezistență, R D. În acest caz potențialul fazei puse la pământ dif eră de
cel al pământului prin căderea de tensiune în arc. Tensiunea U 0 nu mai este egală și de sens
contrar cu tensiunea pe fază a fazei defecte, ci es te întotdeauna mai mică decât aceasta.
Pentru a stabili valoarea curentului de punere la pământ, vom ține seama de faptul că,
curentul care se închide prin locul de defect este suma celor trei curenți capacitivi determinați de
tensiunile față de pământ ale celor trei faz. În ac est caz și faza defectă are o tensiune față de
pământ și deci un curent corespunzător (fig.2.6).

C C C I
U0
UR IR
U
U
IP IP
IR IS IT IS N
UN R
Fig.2.6. Curenții în cazul unei puneri la
pământ prin rezistență într-o rețea cu neutrul
izolat Fig. 2.5 Schema echivalentă pentru
mărimile de secvență homopolară

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 2 – REGIMURI ANORMALE DE FUNCȚIONARE ȘI TIPURI DE DEFECTE ÎN
REȚELELE ELECTRICE DE DISTRIBUȚIE

31

Curentul de punere la pământ este dat de relația :

D Cp
R ZUI I
+==
3130
0 (2.22)

Din analiza celor de mai sus rezultă că o punere la pământ în cazul echipamentelor
alimentate dintr-o rețea cu neutrul izolat, poate f i evidențiată prin următoarele mărimi specifice:

tensiunea de deplasare a neutrului U N0 ;

tensiunile de fază U R, U S, U T;

tensiunea de secvență homopolară U 0;

curentul de secvență homopolară I 0.

Aceste mărimi stau la baza realizării protecțiilor împotriva punerilor la pământ în rețelele
cu neutrul izolat.

2.2.5 Punerea la pământ în rețele cu neutrul tratat prin bobină de
stingere

În rețelele întinse, cu capacități mari față de păm ânt (în special cele în cablu), curentul de
defect, în cazul unei puneri la pământ, poate ating e valori mari, care devin periculoase pentru
instalații și constituie o suprasarcină pentru rețe a. În plus determină creșterea tensiunii față de
pământ a celorlalte două faze și prin aceasta creșt e pericolul apariției unei noi defecțiuni.
Majoritatea defectelor care apar în liniile aeriene sunt trecătoare; o punere la pământ prin
conturnarea izolației poate dispărea definitiv la s tingerea arcului.

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 2 – REGIMURI ANORMALE DE FUNCȚIONARE ȘI TIPURI DE DEFECTE ÎN
REȚELELE ELECTRICE DE DISTRIBUȚIE

32
Din aceste motive se utilizează mijloace care să re ducă la minimum curentul de punere la
pământ în rețelele în care neutrul nu este legat di rect la pământ, creând condiții pentru stingerea
arcului și dispariția defectului. În acest scop se utilizează, metoda tratării neutrului rețelelor pri n
bobine de stingere. Aceasta se conectează între neu trul sursei (generator sau transformator) și
pământ (fig. 2.7).

Curentul prin bobină, I L, este defazat cu 90 0 în urma tensiunii U 0 dintre neutru și pământ,
iar suma curenților capacitivi ai fazelor sănătoase , IC este defazat cu 90 0 înaintea tensiunii de
secvență homopolară U 0. Prin locul punerii la pământ, circulă suma acesto r doi curenți defazați
între ei cu 180 0; în cazul în care I L = I C, curentul de punere la pământ și curentul de secve nță
homopolară sunt nuli, I p = I 0 = 0.
Conform celor prezentate mai sus schema echivalentă a unei rețele compensate cu o
punere la pământ este prezentată în fig. 2.8.

C C C I
U0 IC
IL L
Fig. 2.8. Schema echivalentă a unei rețele compensa te cu
o punere la pământ pe o fază UR IR
U
U
IC IIP
IR IS IT = 0 IS N
UN
o I
U0
IL U0
IL IC U0
IIL
Fig. 2.7 Schema electrică și diagramele fazoriale în cazul
rețelelor cu neutrul tratat prin bobină d e stingere

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 2 – REGIMURI ANORMALE DE FUNCȚIONARE ȘI TIPURI DE DEFECTE ÎN
REȚELELE ELECTRICE DE DISTRIBUȚIE

33

Compensarea totală a curentului capacitiv se obțin e pentru:
X L = X Ce (2.23)

Unde: X L = ωL

 =
=


Dacă această condiție este satisfăcută, I L = – I C , deci curentul capacitiv este compensat de
către curentul inductiv prin bobină și la locul def ectului nu circulă curent.
Practic nu se realizează condiția de rezonanță, deo arece capacitățile față de pământ
variază cu lungimea liniilor în funcțiune iar bobin a de stingere nu este niciodată o reactanță pură
ci prezintă totdeauna o anume rezistență. Din acest motiv, prin locul de defect – chiar dacă
bobina de stingere este perfect acordată – circulă întotdeauna o componentă activă I 0 de valoare
redusă care nu se poate anula niciodată și care est e proporțională cu rezistența bobinei și
independentă de rezistența de defect (fig.2.9)

IL IC I0 U0
Fig. 2.9. Diagrama fazorială în cazul
neutrului tratat cu bobină de stingere

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 2 – REGIMURI ANORMALE DE FUNCȚIONARE ȘI TIPURI DE DEFECTE ÎN
REȚELELE ELECTRICE DE DISTRIBUȚIE

34
2.2.6 Dubla punere la pământ în rețelele electrice de med ie tensiune cu
neutrul compensat

Dubla punere la pamânt este un defect asemanator scurtcircuitului bifazat și constă în
punerea la pământ netă sau prin arc a doua faze di ferite, în două puncte diferite ale unei rețele de
medie tensiune având neutrul izolat sau tratat prin bobină de stingere.
Deși asemănător cu scurtcircuitul bifazat, dubla p unere la pamânt diferă de acesta prin
diagramele fazoriale de tensiune si în special prin aparitia deplasării punctului neutru.

Fie o rețea de medie tensiune cu o dublă punere la pământ pe fazele S si T ca în fig.
2.10. Tensiunea care produce curentului de defect IS este UST , iar cea care produce curentului de
defect IT este UTS , evident egală și de sens contrar cu UST . Impedanțele Z1 și Z2 sunt porțiuni din
impedanțele liniei, având valori diferite, determin ate de pozițiile celor două defecte, dar practic
același unghi.

Fig. 2.10 Dubla punere la pământ între fazele S și T

În Fig. 2.11 se prezintă diagramele fazoriale ale t ensiunilor la sursă, la locul primului defect și
la locul celui de-al doilea defect în cazul unor pu neri la pământ nete.

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 2 – REGIMURI ANORMALE DE FUNCȚIONARE ȘI TIPURI DE DEFECTE ÎN
REȚELELE ELECTRICE DE DISTRIBUȚIE

35

Fig. 2.11 Diagramele fazoriale ale tensiunilor la s ursă, la locul primei respectiv celei de-a doua pun eri la
pământ

Se observă că tensiunile de fază ale fazelor defec te variază de-a lungul liniei, ajungând
egale și de sens contrar cu tensiunea de deplasare la locul celei de-a doua puneri la pământ.
Valoarea curentului de dublă punere la pamânt este mai mare decât valoarea curentului de defect
la o simplă punere la pământ și în general mai mică decât valoarea curentului de scurtcircuit
bifazat.
Datorită valorii mai mici decât a curentului de scu rtcircuit bifazat, dubla punere la
pamânt poate să nu fie sesizată de protectia maxima lă de curent, astfel încât este necesar a se
prevedea protecții speciale împotriva dublelor pune ri la pământ, cu atât mai mult cu cât așa cum
se va vedea în continuare, acest tip de defect da n aștere la locurile de defect, unor tensiuni de
atingere si de pas periculoase. Valoarea intensită ții curentului de dublă punere la pământ în
regim permanent se calculează în același mod cu cel folosit la calculul curenților de scurtcircuit
trifazat, în baza metodei componentelor simetrice. Pentru o dublă punere la pământ pe aceeași
linie, valoarea intensității curentului prin pământ se determină prin relația (2.24), iar pentru o
dubla punere la pamânt pe linii diferite se determi na prin relatia (2.25) corelat cu Fig. 2.12.

(2.24)

(2.25)

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 2 – REGIMURI ANORMALE DE FUNCȚIONARE ȘI TIPURI DE DEFECTE ÎN
REȚELELE ELECTRICE DE DISTRIBUȚIE

36
unde:
– Zd Zi Zh , sunt impedanțele directă, inverăa si homopolară ale liniei până la locul de defect,
– Z1 Z2 , sunt impedanțele de trecere la locul de defect
– IP este curentul prin pământ,
– tensiunea de referință este E = E ×ej*0 .

Fig. 2.12 Explicativa la calculul curentului de dub lă punere la pământ

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 3 – TIPURI DE TRATARE A NEUTRULUI

37
CAP. 3 – TIPURI DE TRATARE A NEUTRULUI

Pentru a putea alege cea mai bună soluție de tr atare a neutrului în rețelele electrice de distribu ție
de medie tensiune trebuie urmărite principalele cri terii. Acestea sunt:
– tensiunea, dimensiunile, structura și caracteristic ile rețelei și echipamentelor:
• tipul rețelei în cauză (rețea aeriană, mixtă sau în cablu), dimensiunile și
arhitectura rețelei (posibilități de buclare), resp ectiv valoarea curentului capacitiv
de punere la pământ a rețelei;
• starea tehnică a izolației (nivelurile de ținere al e izolațiilor și gradul de
îmbătrânire a acestora, respectiv posibilitatea tra nsformării simplelor puneri la
pământ în duble puneri la pământ);
• valorile rezistenței prizei de pământ;
• condițiile de mediu în care funcționează liniile el ectrice aeriene (poluare,
vegetație, păsări etc., care conduc deseori la defe cte trecătoare cu punere simplă
la pământ);
– exigențele consumatorilor referitoare la continuita tea și calitatea alimentării acestora,
eliminarea întreruperilor de scurtă durată;
– siguranță în exploatarea rețelei;
– valori cât mai reduse ale supratensiunilor și curen ților de defect;
– localizarea rapidă și selectivă a defectelor și dec onectarea acestora fără intervenții din
partea personalului de exploatare;
– influențe reduse asupra altor rețele (rețele de tel ecomunicații, căi ferate etc.);
– asigurarea unei protecții eficiente împotriva accid entelor de persoane și de animale,
respectiv tensiuni de atingere și de pas sub limite le admisibile și durate cât mai reduse de
apariție a unor tensiuni de atingere și de pas de v alori mai ridicate;
– economicitatea soluției (cheltuieli totale actualiz ate minime), ținând seama și de evoluția
ulterioară a rețelei (extinderii rețelei).
Ca urmare a cercetărilor efectuate în ultimii ani, s-a hotărât o diversificare a soluțiilor de tr atare a
neutrului rețelelor electrice de distribuție de med ie tensiune, în baza criteriilor și cerințelor
evidențiate mai sus. În acest sens, în continuare s e fac recomandări pentru alegerea soluției de
tratare a neutrului acestor rețele.

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 3 – TIPURI DE TRATARE A NEUTRULUI

38
Ținându-se seama de cerințele de siguranță a persoanelor și a bunurilor materiale și de
ameliorare a calității alimentării consumatorilor ș i exploatării instalațiilor, precum și de starea
tehnică a rețelelor electrice de distribuție de med ie tensiune, prin soluția de tratare a neutrului
adoptată, inclusiv protecțiile prin relee și automa tizările asociate, trebuie avute în vedere
următoarele aspecte:
– selectarea și deconectarea cât mai rapid posibil a punerilor simple la pământ, indiferent
de tipul rețelei (aeriene, mixte sau în cablu) pen tru a se preveni transformarea acestor
defecte în duble puneri la pământ sau în scurtcircu ite polifazate;
– utilizarea de soluții de tratarea a neutrului rețel elor electrice de distribuție de medie
tensiune, inclusiv protecții prin relee și automat izări asociate, care permit atât eliminarea
defectelor trecătoare (pasagere) fără întreruperea alimentării consumatorilor cât și
deconectarea defectelor monofazate permanente (pers istente) în cel mai scurt timp
posibil;
– indiferent de modul de tratare a neutrului rețelei, trebuie redus la minim numărul de
manevre pe perioada de indentificare a liniilor cu simple puneri la pământ și de
localizare a porțiunii cu defect pentru evitarea so licitării izolațiilor la supratensiuni de
comutație și de rezonanță.
În cazul în care rețelele electrice de medie t ensiune ce alimentează consumatori speciali, la car e
efectele economice ale întreruperilor intempestive în alimentare sunt importante sau se pun în
pericol viețile oamenilor, soluția de tratare a neu trului acestor rețele, inclusiv protecțiile și
automatizările asociate, se vor stabili având în v edere necesitatea evitării acestor întreruperi. În
astfel de situații, trebuie să se aibă în vedere o soluție de tratare a neutrului care să permită
funcționarea rețelei cu un defect monofazat la pămâ nt pe o durată de timp limitată, până când
consumatorii respectivi își pot lua măsurile necesa re pentru eliminarea consecințelor posibile ca
urmare a întreruperii alimentării cu energie electr ică. În acest sens, în funcție de mărimea rețelei
(valoarea curentului capacitiv de punere la pământ a rețelei) se poate funcționa cu rețeaua cu neutrul
izolat sau tratat prin bobină de compensare. În ace st caz, se pot utiliza protecții prin relee sau
automatizări pentru localizarea defectelor cu acțio nare pe semnalizare și eventual trecerea pe o
alimentare de rezervă dacă aceasta nu conduce, în m omentul respectiv, la întreruperea alimentării
acestor consumatori.

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 3 – TIPURI DE TRATARE A NEUTRULUI

39
Se vor exemplifica trei cazuri:
1. Soluția de funcționare cu neutrul izolat
2. Soluția de funcționare cu neutrul tratat prin rezis tență
3. Soluția de funcționare cu neutrul tratat prin bobin ă de stingere

3.1 SOLUȚIA DE FUNCȚIONARE CU NEUTRUL IZOLAT

Această soluție va fi utilizată în cazul rețelelor electrice aeriene, mixte sau în cablu de medie
tensiune de lungimi reduse, la care curentul capaci tiv de punere la pământ a rețelei are o valoare
mai mică sau egală cu 10 A.
Dacă curentul capacitiv de punere la pământ a rețelei electrice legate galvanic are o valoare
mai mare de 10 A, se va adopta una din următoarele două soluții:
– soluția de funcționare cu neutrul tratat prin rezis tență;
– soluția de funcționare cu neutrul tratat prin bobin ă de compensare.

3.2 SOLUȚIA DE FUNCȚIONARE CU NEUTRUL TRATAT PRIN R EZISTENȚĂ

Soluția mai sus menționată poate fi utilizată în ca zul rețelelor electrice aeriene, mixte sau în cab lu
cu curenți capacitivi de punere la pământ mai mari de 10 A.
În rețelele electrice în cablu sau mixte, prep onderent în cablu, având curenți capacitivi de pune re
la pământ mai mari de 10 A, se va funcționa în sche ma cu neutrul tratat prin rezistență.
Rezistoarele de legare la pământ a neutrului r ețelei trebuie să asigure o valoare a curentului de
punere la pământ care să permită atât deconectarea rapidă și selectivă a liniilor afectate de puneri
simple la pământ cât și păstrarea tensiunilor de at ingere și de pas și a influențelor în rețelele
învecinate sub limitele admisibile normate. În aces t sens, rezistorul trebuie să limiteze curentul de
scurtcircuit monofazat pe barele de medie tensiune la următoarele valori:
– 300 A – pentru rețelele electrice aeriene, precum ș i pentru rețele mixte cu o valoare a
curentului capacitiv de punere la pământ mai mică d e 150 A;
– 600 A – pentru rețelele electrice subterane, precum și pentru rețele mixte cu o valoare a
curentului capacitiv de punere la pământ mai mare s au egală cu 150 A;
– 1000 A – pentru rețelele electrice subterane realiz ate din cabluri, atunci când este asigurată
stabilitatea termică a căii de întoarcere a curentu lui de scurtcircuit monofazat.

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 3 – TIPURI DE TRATARE A NEUTRULUI

40
Liniile electrice de medie tensiune sunt prevă zute cu protecții selective care provoacă
declanșarea în cazul defectelor pe linii, în confor mitate cu PE 504/96.
Pentru creșterea calității în alimentarea cons umatorilor racordați la rețelele electrice aeriene
sau mixte cu neutrul tratat prin rezistență și a si guranței în funcționare a acestor rețele, se poate
adopta sistemul de automatizare “întreruptor șunt” care asigură eliminarea defectelor monofazate
trecătoare fără deconectarea consumatorilor.

3.3 SOLUȚIA DE FUNCȚIONARE CU NEUTRUL TRATAT PRIN B OBINĂ DE
COMPENSARE

Poate fi utilizată în cazul rețelelor aeriene sau mixte (preponderent aeriene) de medie
tensiune la care curentul capacitiv de punere la pă mânt are o valoare mai mare de 10 A, care
alimentează consumatori care admit întreruperi prin manevre pentru localizarea sectorului de linie
cu defect permanent.
Soluția de tratare a neutrului rețelelor prin bobin ă de compensare impune:
– Utilizarea de bobine de compensare cu un sistem de reglaj continuu automat care să
asigure, în toate situațiile, în condiții de fiab ilitate ridicată, o valoare maximă a
curentului de defect la locul de defect de 10 A. În cazul în care aceste condiții nu pot fi
îndeplinite se va opta pentru soluția de tratare a rețelei prin rezistență.
– Verificarea instalațiilor de legare la pământ a ech ipamentelor din rețeaua electrică de
distribuție de medie tensiune, care trebuie să sati sfacă condițiile impuse de tensiunile de
atingere și de pas pe durata cât instalațiile respe ctive sunt afectate atât de punerile simple
la pământ cât și de punerile duble la pământ. Verif icarea se va face și la condițiile
impuse de stabilitatea termică a prizelor de pămân t.
Funcționarea de durată cu punere la pământ est e limitată în timp, de regulă, la durata de efectua re
a manevrelor de izolare a defectului. Pentru evitar ea transformării simplelor puneri la pământ
permanente în duble puneri la pământ se va avea în vedere utilizarea de soluții de protecții prin rele e
și sisteme de automatizări asociate care să permită deconectarea selectivă și rapidă a punerilor
simple la pământ permanente. În acest sens se poate adopta sistemul de automatizare de conectarea
automată a unui rezistor în paralel cu bobina de co mpensare pentru selectarea și declanșarea
defectelor monofazate permanente.
În regim normal de funcționare, bobinele de compen sare care se montează în rețelele de 3 ÷35
kV se vor regla în regim de supracompensare, a căro r valoare va fi cuprinsă între 0 și 10 %.

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 3 – TIPURI DE TRATARE A NEUTRULUI

41
În cazul rețelelor prevăzute cu dispozitive de acord automat al compensării, se va funcționa
cât mai aproape de rezonanță, cu condiția ca tensiu nea de deplasare a neutrului să nu depășească
10 ÷15 % din tensiunea de fază. În acest caz se va admi te o supracompensare de ordinul 4 ÷5 %.
Se admite funcționarea temporară a rețelelor d e medie tensiune în regim de subcompensare
(până la remedierea unor incidente, care conduc la un grad mai mare de dezacord decât cel
prescris, sau până la procurarea unui grup de compe nsare corespunzător în cazul extinderii unei
rețele, dar nu mai mult de un an de la data depășir ii curentului capacitiv de punere la pământ,
pentru care există posibilități de compensare), cu luarea următoarelor măsuri :
1. valoarea gradului de dezacord nu va depăși -20 % î n rețelele slab dezvoltate (cu
un curent capacitiv de punere la pământ de până la 50 A) și, respectiv, -10 % în
rețelele puternic dezvoltate (cu curentul capacitiv de punere la pământ cuprins
între 50 și 100 A);
b) durata funcționării rețelei cu simplă punere la pământ se va limita la durata depistării și
deconectării liniei defecte ; pe această durată nu se va deconecta grupul de com pensare a
curentului capacitiv de punere la pământ;
c) deconectarea circuitelor de linii și de transfo rmatoare de putere aflate sub tensiune,
fără sarcină, nu se va efectua prin separator;
d) funcționarea în număr incomplet de faze se inte rzice.

Pentru protejarea bobinei de compensare contra supr atensiunilor de comutație provocate de
deconectarea scurtcircuitelor trifazate cu punere l a pământ, pentru cazurile în care aceste
supratensiuni depășesc valorile indicate, se vor mo nta în paralel cu bobina de compensare
descărcătoare cu rezistență variabilă pe bază de ox izi metalici.

Curentul capacitiv de punere simplă la pământ a une i rețele electrice se determină prin
măsurători sau, în lipsa acestora, se poate determi na utilizându-se relația :

6
10 f cp 10 3−⋅⋅ ω ⋅⋅=CUI (A/km), (3.1)

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 3 – TIPURI DE TRATARE A NEUTRULUI

42
Unde :
Icp – curentul capacitiv de punere la pământ ;
Uf – tensiunea pe fază a rețelei, în kV ;
ω – pulsația ;
C10 – capacitatea în raport cu pământul a conductorulu i în nF/km.

Curentul capacitiv total de punere la pământ al une i rețele electrice cuplate galvanic la un
moment dat se obține adunând curenții capacitivi de punere la pământ ai tuturor LEA și
cablurilor din această rețea.
Valoarea curentului de scurtcircuit monofazat în rețelele cu neutrul legat la pământ prin
rezistență se determină cu relația :

0 Nf1 k2 3 33
ZZrRUI+⋅+⋅+⋅⋅=
++ j ⋅Icp , (3.2)

în care :
Uf – tensiunea pe fază ;
RN – valoarea rezistenței de legare la pământ a neutr ului ;
r – valoarea rezistenței de trecere la locul defe ctului ;
Z+ , Z0 – impedanțele de secvență pozitivă și, respectiv, de secvență zero a rețelei electrice
redusă la punctul de scurtcircuit.

Pentru dimensionarea rezistenței de legare la pământ a neutrului se consideră un scurtcircuit
metalic net ( r=0) produs în stația în care este instalată reziste nța și nu se ia în considerare
curentul capacitiv de punere la pământ a rețelei el ectrice legate galvanic ( Icp ).
Pentru reducerea valorilor supratensiunilor de comutație, se recomandă ca între curentul
rezistiv ( IR) și curentul capacitiv ( IC) la locul de defect să existe relația :

IR ≥ 2IC ( 3.3)

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 3 – TIPURI DE TRATARE A NEUTRULUI

43
În tabelul 3.1 sunt prezentate orientativ valo rile rezistențelor de tratare a neutrului RN, în Ω, în
funcție de curentul de scurtcircuit monofazat speci ficat.
Tabelul 3.1.

Tensiunea nominală a
Curentul rețelei electrice
de scurtcircuit
monofazat I k1
6 kV
10 kV
15 kV
20 kV
1000 A
600 A
300 A 3,4
5,8
11,6 5,8
9,7
19,3 8,7
14,4
28,8 11,6
19,3
38,5

În ordinea preferențială se prevăd următoarele soluții de legare a rezistențelor de
tratare a neutrului :
a) la neutrul transformatorului de putere , atunci când înfășurarea de medie tensiune
are conexiunea stea și neutrul accesibil (figura 3. 1a) ;
b) la neutrul bobinei pentru neutru (BPN), montată direct la bornele transformatorului
de putere (figura 3.1b) ;
c) la neutrul transformatorului serviciilor proprii (TSP) (figura 3.1c).

IT MT
RN/BC IT MT
BPN
RN/BC TSP
RN/BC MT
JT
Fig. 3.1.- Soluții de legare la neutrul rețelelor e lectrice de MT a RN sau BC. a. b. c. TIT/MT TIT/MT

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 3 – TIPURI DE TRATARE A NEUTRULUI

44

a. Tratarea neutrului cu bobină de compensare

Compensarea curenților capacitivi de punere la pământ prin curenți inductivi furnizați de
bobine de compensare se realizează în scopul limită rii curenților de punere la pământ și al
stingerii arcului în locul punerii la pământ.
Schema de principiu a compensării curenților c apacitivi de punere la pământ este prezentată
în figura 3.2.

Fig. 3.2- Schema rețelei cu compensarea curenților capacitivi la o punere la pământ.

N 3
1 2
LBC U3
I3
C10 , C20 , C30 – capacitățile celor trei faze față de pământ;
1/r 0 – conductanța rețelei, determinată de pierderile de
putere activă din izolația rețelei;
1/R BC – conductanța bobinei de compensare, determinată de
pierderile de putere activ ă bobină;
LBC – inductanța bobinei de compensare. M
T
U0 U1 U2
Rp
IB I1+ I2+I3 C10 C20 C30 r10 r20 r30
IB – Ir0
IB – Ir0 I2 I1 Ir10 Ir20 Ir30 RBC IT

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 3 – TIPURI DE TRATARE A NEUTRULUI

45

3.4 ALEGEREA PARAMETRILOR ȘI A LOCULUI DE MONTARE A BOBINEI DE
COMPENSARE

La alegerea parametrilor și a locului de monta re a bobinei de compensare trebuie să se țină
seama de configurația rețelei, de posibilitățile de împărțire pe sectoare în funcție de diversele
manevre de comutație posibile în rețea, precum și d e influența asupra liniilor de telecomunicație.
Puterea bobinei de compensare se alege ținând seama de valoarea totală a curentului capacitiv
de punere la pământ a întregii rețele existente :

QB = Uf0 ⋅ IC (3.5)

Alegerea unei bobine cu o putere nominală QB mult mai mare decât puterea necesară poate
duce la o folosire nerațională a bobinei și la impo sibilitatea realizării acordului dorit. De
asemenea, alegerea unei bobine cu rezerve mici de c ompensare poate duce la o funcționare a
rețelei în regim de subcompensare, în care caz este posibilă apariția de tensiuni periculoase de
deplasare a neutrului.
Puterea bobinelor se alege astfel, încât curen tul de compensare să permită realizarea unui
acord pe cât posibil la rezonanță.
De exemplu, în rețele de 6 și 10 kV cu curentu l IC = 100÷150 A este indicat să fie montate
două bobine de compensare, care să aibă puterile no minale :
– 175 și 350 kVA pentru 6 kV ;
– 300 și 600 kVA pentru 10 kV.
Se recomandă montarea unei bobine de compensar e de o putere mai mare numai în cazul în
care curenții capacitivi ai rețelei ating 200 A.
În rețelele de 35 kV, bobinele de compensare c are depășesc puterea de 500 kVA se aleg
numai în cazul în care curentul total de punere la pământ atinge valoarea de 100 A.

La alegerea numărului și a puterii bobinelor s e va ține seama de posibilitatea secționării
rețelei în punctul respectiv în regim normal sau în urma unei avarii în sectoare nelegate galvanic
între ele, astfel încât în fiecare dintre acestea s ă se execute compensarea la rezonanță a curentului
capacitiv de punere la pământ.

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 3 – TIPURI DE TRATARE A NEUTRULUI

46
În rețelele la care distribuția energiei se fa ce la tensiunea generatorului, conectarea bobinelor
de compensare se poate face și la neutrul generatoa relor.
În paralel cu bobina de compensare se va monta un descărcător cu rezistență variabilă, în
vederea protecției împotriva supratensiunilor ce po t apărea pe neutrul rețelei la deconectarea
generatorului sau a transformatorului, la neutrul c ărora poate fi montată bobina de stingere, ca
urmare a apariției unui scurtcircuit bifazat cu pun ere la pământ pe LEA ce pleacă din barele
stației, soldat cu declanșarea tuturor LEA (este ca zul schemelor simplificate cu 1-2 LEA).
Descărcătorul cu rezistență variabilă se va mo nta dacă valoarea supratensiunii atinge valoarea
3U f0 , în rețelele de 3 ÷15 kV sau 2 Uf0 , în rețelele cu tensiunea nominală mai mare.
Valoarea supratensiunii se determină cu relația :

KU
IIUU2 20 0 f
CB f
s =⋅=
(3.6)

unde :
IB – este curentul maxim al bobinei de compensare ;
IC – curentul capacitiv de punere la pământ a barei (exclusiv liniile)

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 4 – TIPURI DE PROTECȚII ÎN REȚELELE ELECTRICE DE MEDIE TENSIUNE

47
CAP. 4 – TIPURI DE PROTECȚII ÎN REȚELELE ELECTRICE DE
MEDIE TENSIUNE

4.1 CONSIDERAȚII GENERALE ALE PROTECȚIILOR LINIILOR ELECTRICE

Din cauza ariei geografice și a condițiilor de func ționare, majoritatea defectelor din
instalațiile electrice apar la liniile electrice ae riene (LEA) și mai puțin la cele în cablu (LES).
Defectele de deteriorare a izolației pot fi datorat e îmbătrânirii izolației în timp sau datorită unor
cauze exterioare (supratensiuni atmosferice, sparge rea izolatoarelor, ruperea conductoarelor etc).
Protecția liniilor din rețelele electrice depi nd de:
• configurația rețelei (radială, buclată, complexă, c u stații în derivație, paralele, etc.),
• importanța liniei în cadrul sistemului energetic,
• modul de tratare a neutrului,
• influența defectelor de pe linie asupra stabilități i sistemului,
• tensiunea rețelei,
• prevederea declanșărilor monofazate sau trifazate,
• existența sau absența automatizării RAR,
• posibilitatea funcționării cu o fază întreruptă, et c.
Condiția principală pe care trebuie să o îndep linească protecția rețelelor electrice este aceea
de a limita la minimum efectele unui defect pe o li nie aeriană sau în cablu, asupra funcționării
sistemului. Din această cauză este necesară o func ționare rapidă astfel încât defectele să fie
lichidate cu întreruperea unui număr minim de consu matori. Această ultimă condiție reclamă o
selectivitate ridicată a protecției.
Orice scurtcircuit este însoțit de creșterea c urentului în partea de rețea care alimentează
defectul și scăderea tensiunii în rețea. Pe monitor izarea acestor variații se bazează protecțiile
rețelelor electrice pentru determinarea locului și caracterului defectului.

În cele ce urmează se vor trata teoretic cele mai i mportante tipuri de protecții utilizate pe liniile
electrice de medie tensiune după cum urmează:

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 4 – TIPURI DE PROTECȚII ÎN REȚELELE ELECTRICE DE MEDIE TENSIUNE

48
 Protecția maximală de curent rapidă ( sau protecția cu secționare de curent),
 Protecția maximală de curent temporizată cu caracte ristică independentă,
 Protecția maximală de curent temporizată cu caracte ristică dependentă,
 Protecția maximală de curent direcțională,
 Protecția împotriva punerilor la pământ in rețelele de medie tensiune cu
neutrul izolat:
 protecția maximală de curent homopolar nedirecționa tă,
 protecția maximală de curent homopolar direcționată ,
 Protecția împotriva punerilor la pământ in rețelele de medie tensiune cu
neutrul compensat:
 protecția maximală de curent homopolar wattmetric,
 protecția homopolară de curent direcționată de regi m tranzitoriu,
 protecția maximală de curent de armonici superioare ,
 metoda DESIRE ((Détection Sélective par les Intensi tés Résiduelles).

4.2 PROTECȚIA MAXIMALĂ DE CURENT RAPIDĂ (SAU PROTE CȚIA CU
SECȚIONARE DE CURENT)

Cel mai simplu tip de rețea electrică întâlnit ă în practică este rețeaua radială. Aceasta este
formată din linii alimentate de la un singur capăt. În fig. 4.1. este reprezentată o porțiune dintr-o
rețea radială în care, de la barele unei stații de transformare pleacă o serie de linii electrice care
au fiecare un singur consumator la capăt. În fig. 4 .2. este reprezentată o linie obisnuită a unei
rețele radiale, care alimentează diferite posturi d e transformare cu consumatori.

Fig. 4.1 Rețea radială simplă

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 4 – TIPURI DE PROTECȚII ÎN REȚELELE ELECTRICE DE MEDIE TENSIUNE

49

Fig. 4.2 Linie a unei rețele radiale cu mai multe p osture de transformare

Protecția folosită în general în asemenea rețe le este protecția maximală de curent (PMC).
Această protecție acționează la creștera peste o an umită valoare a curentului pe linia protejată. Ea
este folosită atât împotriva scurtcircuitelor (bifa zate sau trifazate), cât și a suprasarcinilor.
Protecția maximală de curent se realizează cu ajuto rul releelor maximale de curent singure
(PMCR) sau asociate cu relee de timp (PMCT). În caz ul liniilor reprezentate în fig. 4.1 este
suficientă o protecție realizată printr-un simplu r eleu maximal, care comandă fără temporizare
declanșarea, atunci când curentul depășește valoril e stabilite.
La apariția unui scurtcircuit pe una dintre linii, curentul crește doar pe această linie, releul
protecției maximale a liniei defecte funcționează ș i comandă deconectarea instntanee a acesteia.
Pentru determinarea curentului de pornire al protec ției maximale de curent rapide (PMCR) se
utilizează formula:

= ∙   (4.1)
Unde:

= curentul de pornire a protecției maximale rapide;
 = coeficient de siguranță 1,3 – 1,4;
  = curentul de scurtcircuit maxim posibil în cazul u nui defect la capătul liniei protejate.

Secționarea rapidă se poate utiliza dacă zona prote jată este de minim 80% din lungimea liniei în
regim maximal și de 15÷20% în regim minimal. [2]

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 4 – TIPURI DE PROTECȚII ÎN REȚELELE ELECTRICE DE MEDIE TENSIUNE

50
4.3 PROTECȚIA MAXIMALĂ DE CURENT TEMPORIZATĂ CU
CARACTERISTICĂ INDEPENDENTĂ

Protecția maximală de curent temporizată poate asigura funcția de protecție de bază sau de
rezervă împotriva scurtcircuitelor între faze pe li niile radiale, așa cum rezultă din normative și
poate fi realizată cu relee de curent cu caracteris tică de timp independentă sau dependentă de
curent.
Protecția maximală cu caracteristică independentă s e compune din două elemente principale:
– un element de pornire, care constă dintr-un rele u maximal de current de tip
electromagnetic, cu acționare instantanee, care pun e protecția în funcțiune în cazul când curentul
care-l străbate depășește o anumită valoare;
– un element de temporizare, care constă dintr-un releu de timp al cărui mecanism de
ceasornic, care creează temporizarea dorită, acțion ează numai dacă elementul de pornire este
excitat si îsi menține contactele închise (fig. 4.3 ).
Valoarea curentului de pornire al protecției m aximale cu caracteristică independentă se alege,
în general, astfel încât, fiind pe cât posibil mai sensibilă (adică sesizând chiar curenți mici de
defect ) aceasta să nu conducă totuși la declanșări nedorite, sub influența curentului de sarcină
maxim posibil .

Fig. 4.3 Schema de principiu a protecției maximale de current temporizate cu caracteristică independen t

Formula generală de alegere a curentului de pornire al protecției maximale cu caracteristică
independentă este:

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 4 – TIPURI DE PROTECȚII ÎN REȚELELE ELECTRICE DE MEDIE TENSIUNE

51

=
 ∙   (4.2)

Unde:
  = curentul de sarcină maximă care poate apărea pe linie;
 = coeficient de siguranță, care se alege 1,15—1,25 si ține seama de erorile posibile în
funcționarea releului sau în aprecierea curentului de sarcină;
 = coeficientul de revenire al releului folosit.

4.4 PROTECȚIA MAXIMALĂ DE CURENT TEMPORIZATĂ CU CA RACTERISTICĂ
DEPENDENTĂ

Această protecție se realizează cu relee maxim ale a căror acționare se produce cu o
temporizare cu atât mai mică cu cât curentul este m ai mare.
De obicei pentru majoritatea releelor maximale de curent de inducție, diagrama de funcționare
se alege din construcție, astfel încât timpul de ac ționare să scadă cu creșterea curentului numai
până la o anumită valoare. Peste această vaoare ori cât ar crește curentul, timpul de acționare
rămâne constant ca in fig. 4.4a.

ta
Ia
Partea
dependentă
a Partea
independentă Ita
Ia
Partea
depend Partea
indepen- Declanșare
instantanee Ip
a) b)
Fig. 4.4 Caracteristicile de acționare ale releelor maximale de inducție a) –
caracteristica limitat – dependentă; b) – caracter istica releului având și un contact
netemporizat.

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 4 – TIPURI DE PROTECȚII ÎN REȚELELE ELECTRICE DE MEDIE TENSIUNE

52
De asemenea la aceste tipuri de relee se prevede un contact care se închide instantaneu, dacă
valoarea curentului este foarte mare. Această valoa re a curentului la care se produce acționarea
netemporizată, este reglabilă. Caracteristica de ac ționare a unui asemenea releu este indicată în
fig. 4.4b. Releele de acest gen sunt mai rar utiliz ate datorită dificultății lor de reglaj.

4.5 PROTECȚIA MAXIMALĂ DE CURENT DIRECȚIONALĂ

Principalul dezavantaj al protecției maximale constă în domeniul ei limitat de folosire, fiind
utilizată numai la liniile radiale cu alimentare de la un singur capăt.
În cazul liniilor cu alimentare din ambele capete s electivitatea protecțiilor maximale nu se mai
poate obține numai din temporizări în trepte, deoar ece s-ar obține condiții contradictorii din
coordonarea cu temporizările protecțiilor de pe lin iile vecine. De aceea, pentru realizarea
selectivității, se introduce ca si criteriu suplime ntar sensul în care circulă curentul.
La apariția unui defect vor putea declanșa doar înt rerupătoarele prin care puterea circulă de la
bare spre defectul de pe linie.
Utilizând releele direcționale se pot realiza prote cția unei linii alimentate de la ambele capete ca
și în cazul rețelelor radiale alimentate de la un s ingur capăt, adoptând temporizări în trepte
crescătoare spre cele două surse.
Acest mod de reprezentare se folosește întotdeauna pentru rețelele în care defectele trebuie
izolate din două sensuri. Schema de principiu este prezentată în fig.4.5.

Fig. 4.5 Schema de principiu a protecției maximale direcționale a unei linii

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 4 – TIPURI DE PROTECȚII ÎN REȚELELE ELECTRICE DE MEDIE TENSIUNE

53
După cum se vede pentru ca releul de timp T să fie excitat și să comande declanșarea
întrerupătorului I, este necesar ca atât curentul s ă depășească valoarea reglată și deci releul
maximal I să-și închidă contactele, cât și sensul d e scurgere a puterii de scurtcircuit să fie spre
linie, și deci releul direcțional să-și închidă con tactele.

4.6 PROTECȚIA MAXIMALĂ DE CURENT HOMOPOLAR NEDIRECȚ IONATĂ ÎN
RED – MT CU NEUTRUL IZOLAT

Protectia maximală de curent homopolar constituie o protecție simplă împotriva defectelor
fază-pamânt din rețelele de medie tensiune.
În rețelele cu neutrul izolat în cazul unei pu neri la pământ pe o fază a unei linii (exemplu faza
T a liniei L1) fig. 4.6 prin capacitățile față de pământ a celorlalte două faze sănătoase ale tuturor
liniilor vor circula spre locul de defect curenți c are se vor însuma și se vor întoarce spre sursă
prin faza defectă.

Fig. 4.6 Circulația unei puneri la pamant intr-un s istem cu neutrul izolat

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 4 – TIPURI DE PROTECȚII ÎN REȚELELE ELECTRICE DE MEDIE TENSIUNE

54
4.7 PROTECȚIA MAXIMALĂ DE CURENT HOMOPOLAR
DIRECȚIONATĂ ÎN RED MT CU NEUTRUL IZOLAT

În cazul unei puneri la pământ pe o fază a une i linii într-un sistem cu neutrul izlat, pe curenți i
de dezechilibru (homopolari) pe liniile sănătoase a u sensuri contrare cu curenții de dezechilibru
(homopolari) de pe linia cu defect. Astfel apare po sibilitatea utilizării unui criteriu direcțional de
a distinge linia cu defect de celelalte linii fără defect.
Tensiunea de referință ce se obține de la un filtru de tensiune de secvență homopolară (FTSH),
este accesibilă numai în instalațiile de distribuți e de medie tensiune, din stațiile de transformare,
unde se montează asemenea filtre. Astfel din consid erente economice aplicarea criteriului
direcțional homopolar se face numai la capătul circ uitelor din instalațiile de distribuție ale stației
de transformare.

4.8 PROTECȚIA MAXIMALĂ DE CURENT HOMOPOLAR WATTMETR IC ÎN RED
MT CU NEUTRUL COMPENSAT

Datorită compensării prin locul defectului trece u n curent rezidual, reprezentând câteva
procente din curentul de punere la pământ al rețele i. Practic nu se realizează condiția de
rezonanță: capacitățile față de pământ variază cu l ungimea liniilor în funcțiune, iar bobina de
stingere nu este niciodată o reactanță pură ci prez intă totdeauna o anumită rezistență.
O îmbunătățire a sensibilității metodei bazate pe s esizarea părții active a componentei
homopolare a curentului se poate obține prin suprav egherea continuă a vitezei de modificare a
componentei wattate a puterii S h.
Condiția de acționare devine în acest caz :

reglhValtP≤∆∆ (4.3)
Unde: Val regl = reglajul impus,
∆P h. = variația curentului homopolar a puterii wattmetri ce
∆t = variația în timp.

Astfel se obține o creștere a sensibilității prote cției la punerea la pământ prin sesizarea
regimului tranzitoriu de trecere de la reglajul nor mal permanent la regimul stabilizat de defect.

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 4 – TIPURI DE PROTECȚII ÎN REȚELELE ELECTRICE DE MEDIE TENSIUNE

55

4.9 PROTECȚIA HOMOPOLARĂ DIRECȚIONATĂ DE REGIM T RANZITORIU ÎN
RED MT CU NEUTRUL COMPENSAT

În momentul apariției unei puneri la pământ are lo c un proces tranzitoriu. Acesta este
produs de descărcarea capacității și scăderea tensi unii la zero a fazei defecte. În același timp se
produce o încărcare a capacităților și o creștere a tensiunilor fazelor sănătoase la valorile
tensiunilor între faze.
Procesul tranzitoriu este caracterizat prin :
– prima semiperioadă a curentului homopolar tranzi toriu, pe linia defectă, este în fază cu
tensiunea homopolară,iar pe liniile sănătoase, aces te mărimi sunt în opoziție;
– amplitudinea curentului tranzitoriu este de câte va ori mai mare decât a curentului
stabilizat de punere la pământ;
– curentului din circuitul bobinei (I L) este întârziat.

4.10 PROTECȚIA MAXIMALĂ DE CURENT HOMOPOLAR DE ARMO NICI
SUPERIOARE ÎN RED MT CU NEUTRUL COMPENSAT

În cazul unei puneri la pământ, pe lângă curenții capacitivi la frecvența de 50 Hz, apar și
curenți capacitivi de armonici superioare, armonici le 3, 5 și 7, care au valori mari.
Impedanțele capacităților pe fazele sănătoase prin care circulă curenții capacitivi scad odată cu
creșterea frecvenței, astfel încât la o punere la p ământ cresc amplitudinile armonicilor din curba
curentului de defect.

4.11 METODA ”DESIR” ÎN RED MT CU NEUTRUL COMPENSAT (Détection
Sélective par les Intensités Résiduelles)

Această metodă constă în faptul că, curenții homop olari de pe toate liniile racordate la
bara de medie tensiune, se adună fazorial, iar cure ntul rezultant este defazat cu aproximativ
!
capacitiv față de tensiunea homopolară .
În cazul unei puneri la pământ, linia cu defect se poate detecta utilizând proiecția
curenților homopolari de pe liniile sănătoase.

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 4 – TIPURI DE PROTECȚII ÎN REȚELELE ELECTRICE DE MEDIE TENSIUNE

56

Fig. 4.7 Principiul de detecție a defectelor prin m etoda "DESIR"

Se observă din figură că linia cu defect are proie cție negativă pe această dreaptă, spre
deosebire de plecările sănătoase a căror proiecție este pozitivă pe aceeași dreaptă. În acest fel se
obține un criteriu eficient de selecție a plecării cu defect.
Această metodă este mai sensibilă decât metoda cure ntului homopolar wattmetric datorită acestui
sistem de proiecție a curenților homopolari. Pe de altă parte metoda este limitată de
dezechilibrele naturale existente în rețea, dezechi libre ce produc curenți homopolari chiar daca
nu există defect, și de erorile transformatoarelor de măsură de curent.

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 5 – CALCULUL CURENTULUI CAPACITIV PE BARA DE 2 0 KV DIN STAȚIA
SÂNPAUL 110/20 KV – STUDIU DE CAZ

57
CAP. 5 – CALCULUL CURENTULUI CAPACITIV PE BARA DE 20 KV
DIN STAȚIA SÂNPAUL – SUDIU DE CAZ

5.1 PREZENTAREA STAȚIEI DE TRANSFORMARE SÂNPAUL 110 /20 KV

Fig. 5.1 Acces stația Sânpaul

Stația 110/20 kV Sânpaul este o stație electrică d e transformare de distribuție și
interconexiune între Stația /400/220/110/6 kV Iernu t și Stația 110/6 kV CIC Azomureș (Stație ce
deservește în totalitate combinatul chimic Azomureș , un foarte important consumator de energie
electrică din zona Târgu Mureș).
Aceasta a fost construită special pt întărirea rețe lei electrice de medie tensiune care alimentează at ât
zona rurala cât și o mare parte din localitatea Ung heni. De asemenea mai alimentează cu energie
electrică Aeroportul Transilvania, platforma indust rială din localitatea Vidrasău, precum si Groapa
de gunoi ecologică de la marginea localității Sânpa ul.
Lucrările pentru construirea stației electrice au î nceput in anul 2014 și s-au derulat pe parcursul un ui
an astfel, in anul 2015, stația Sânpaul a fost dată în operare și pusă în funcțiune.

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 5 – CALCULUL CURENTULUI CAPACITIV PE BARA DE 2 0 KV DIN STAȚIA
SÂNPAUL 110/20 KV – STUDIU DE CAZ

58
Costul total al proiectului până la finalizare a fo st de aproximativ 11.654.640 de lei și a fost un
proiect cofinanțat de Uniunea Europeană prin Fondul European de Dezvoltare Regională ”Investiții
pentru viitorul dumneavoastră!”.
Stația Sânpaul 110/20 kV a fost construită cu apa rataj primar de generație nouă, (fabricație
SIEMENS și TRENCH) cu posibilitate de manevrare de la distanță, de către un centru de dispecer,
prin sistemul SCADA (în lb. engleză, Supervisory Control and Data Acquisition ).

Stația Sânpaul are o putere nominală instalată de 5 0MVA, constituită din două transformatoare de
110/20 kV cu puterea aparentă de 25 MVA fiecare, de producție slovenă , ETRA. Pentru alimentare
s-a secționat fosta linie 110 kV Iernut – CIC circu itul 1 la stâlpul nr. 77 și s-au introdus capetele in
stație, formând LEA 110 kV Iernut și LEA 110 kV CIC .
Traseul de cablu între stâlpul LEA și stație se rea lizează prin intermediul a câte unui circuit de
cablu electric subteran (LES) de 110 kV care subtr aversează Autostrada. LES-urile sunt pozate în
canivouri de beton, separat pentru fiecare fază a f iecărui circuit.
În fotografia de mai jos se pot vedea cutiile termi nale ale LES 110 kV de la care se leaga propriu-zis
această linie de Bara 110 kV.

Fig. 5.2 Vedere în ansamblu stația exterioară 110 k V

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 5 – CALCULUL CURENTULUI CAPACITIV PE BARA DE 2 0 KV DIN STAȚIA
SÂNPAUL 110/20 KV – STUDIU DE CAZ

59
Conexiunea între LEA 110 kV Iernut si Bara de 110 k V se realizează printr-o celulă completă de
linie, compusă din descărcatpr cu rezistență variab ilă (DRV), separator de linie (SL) cu 2 cuțite de
legare la pământ (CLP), transformator de măsură de tensiune, transformator de măsură de curent,
întrerupător și separator de bară (SB) cu un cutit de legare la pământ.
De asemenea Bara de 110 kV formată din două Secții de Bară 110 kV conectate printr-o cuplă
longitudinală CL – 110 kV dotată cu celulă completă ( două separatoare de bară, întrerupător și
transformator de măsură de curent).
Pe bara de 110 kV sunt racordate două unități de t ransformare de 25 MVA, Trafo 110/20 kV.

Fig. 5.3 Trafo 1 ș i Trafo 2 110/20 kV cu podurile de bare 20 kV

Aceste transformatoare sunt de proveniență slovenă, produse de fima ETRA și au caracteristici
identice. Dispun de traductoare de temperatură pen tru monitorizarea temperaturilor uleiului în
partea superioară și partea inferioară a cuvei, în comutatorul de ploturi, etc., informații ce pot fi
preluate și procesate în SCADA.
Transformatoarele alimentează bara de 20 kV simplu secționată, cu o celulă de cuplă
longitudinală 20 kV (CL) cu întrerupător și o celul ă de 20 kV cu separator debroșabil de tip ȘUNT.
În interiorul celulelor de 20 kV fiecare fază ce co nstituie bara de 20 kV este fabricată din platbanda
de cupru cu izolație din manșon PVC termocontractab il.
De pe bara de 20 kV sunt alimentate șase linii ele ctrice 20 kV, patru linii electrice aeriene 20
kV(LEA) și două linii electrice subterane 20 kV (LE S) și anume:

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 5 – CALCULUL CURENTULUI CAPACITIV PE BARA DE 2 0 KV DIN STAȚIA
SÂNPAUL 110/20 KV – STUDIU DE CAZ

60
1. LES 20 kV HIRCHMANN 1
2. LES 20 kV HIRCHMANN 2
3. LEA 20 kV AEROPORT
4. LEA 20 kV CIPĂU
5. LEA 20 kV DEPOZIT ZONAL
6. LEA 20 kV PARC INDUSTRIAL
Toate celulele racordate la secțiile de bară 20 kV sunt de construcție SIEMENS, de tipul NX-
AIR 24 kV, celule etanșe cu protecție la apariția a rcului electric in toate cele trei compartimente
de aparataj primar.

Fig. 5.4 Celulele 20 kV NX-AIR 24 Kv

De asemenea pentru controlul parametrilor tensiunii , pe secțiile de bară 20 kV sunt

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 5 – CALCULUL CURENTULUI CAPACITIV PE BARA DE 2 0 KV DIN STAȚIA
SÂNPAUL 110/20 KV – STUDIU DE CAZ

61
racordate două celule de grup măsură, iar pentru as igurarea tensiunilor operative de curent
alternativ sunt două celule pentru transformatoarel e de servicii interne (TSI). De neutrul accesibil
al înfășurării de 20 kV al TSI este racordată bobin a de stingere (BSRC), câte una pentru fiecare
secție de bară având un curent inductiv reglabil pa nă la 100A. Racordarea se realizează printr-un
separator de 20 kV manevrabil electric, de la dista nță sau de la fața locului.

Fig. 5.5 TSI + BSRC 20 kV (Grup compensare bara 20 kV)

Stația Sânpaul 110/20 kV folosește ca tratarea neut rului, ”tratarea mixtă”. Pentru
introducerea rezistorului – 20 kV sau trecerea pe ” tratarea prin rezistor”, de pe podul de bare 20
kV a Trafo 1 sau Trafo 2 este creat neutrul pri int ermediul unui transformator de creere nul
(BPN). Prin intermediul unui sistem cu 3 separatoar e tripolare de 20 kV și a unui intrerupător de
fabricație SIEMENS se realizează introducerea rezis torului, după cum arată schema monofilară
din imaginea de mai jos.

− 2Q60 – Separator borne 20 kV BPN,
− 2Q61 – Separator 20 kV nul Rezistor,
− 2Q62.1, 2Q62.2 – Separator șuntare 20 kV (Bypass),
− 2Q0 – Întrerupător 20 kV Rezistor

Fig. 6.6 Schema monofilară grup tratare neutru (GTN )

Celulele 20 kV NX-AIR sunt de tip capsulat (etanșe) compartimentate pe patru nivele:

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 5 – CALCULUL CURENTULUI CAPACITIV PE BARA DE 2 0 KV DIN STAȚIA
SÂNPAUL 110/20 KV – STUDIU DE CAZ

62
− compartiment circuite secundare,
− compartiment întrerupător,
− compartiment cablu 20 kV,
− compartiment bară colectoare 20 kV.
Compartimentul circuitelor secundare conține terminalul numeric de protecție ( TNP)
SIEMENS de tip 7SJ85, terminal care înglobează toat e funcțiile de protecție și automatizările
necesare exploatării și funcționării optime. Pe sch ema TNP-ului apar informațiile esențiale cum
ar fi schema monofilară a echipamentului deservit, parametrii de tensiune, curenți, putere activa,
putere reactiva, factor de putere, etc. De asemenea ledurile de stare indică operațiunile permise,
stările protecțiilor, automatizarilor (de ex RAR ac tiv/anulat).

Compartimentul întrerupătorului conține întrerupătorul de 20 kV care poate fi broșa t/debroșat
electric – prin intermediul unui servo-motor electric sau manual – prin initermediul manivelei
de acționare. Operațiunile de conectare/deconectare și broșare/debroșare electrică se pot efectua
local din terminalul numeric de protecție sau de la distanță prin intermediul SCADA – de către
personalul de servire operativa (PSO) sau de catre personalul de comandă operativa (PCO) –
dispecer.
Fig. 5.8 Informații despre tensiuni, curenți,
puteri. Fig. 5.7 Poziție aparataj de comutație în schema
monofilară

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 5 – CALCULUL CURENTULUI CAPACITIV PE BARA DE 2 0 KV DIN STAȚIA
SÂNPAUL 110/20 KV – STUDIU DE CAZ

63

Compartimentul cablu conține locul de racordare a cutiei terminale LES 2 0 kV dotat cu cuțit
de legare la pământ (CLP), manevrabil doar mecanic cu ajutorul manivelei de acționare.

1. Obturatoare metalice ale contactelor de MT;
2. Fișă cu circuite de comandă și control de jT;
3. Unitate de comenzi și blocaje ale
întreruptorului debroșabil;
4. Camere de stingere cu mediul în vid;
5. Șasiu pentru întrerupatorul debroșabil și CLP;
6. Unitate trafo de tensiune (opțional);
7. Cuțite de legare la pământ (CLP);
8. Borne racordare cutii terminale LES;
9. Transformator de tensiune;
10. Contacte broșe;
11. Transformatoare de curent tip suport;
12. Izolatoare suport bară MT;
13. bare colectoare MT;
14. nișă de evacuare gaze;
15. Compartiment întrerupător;

Fig. 5.9 Dispunerea aparatajului în celula NX-AIR

A. Compartiment bară colectoare MT;
B. Compartiment cablu MT;
C. Întrerupător debroșabil;
D. Compartiment circuite secundare.

Fig. 5.10 Divizor capacitiv prezență tensiune

Verificarea lipsei tensiunii pe LES 20 kV se realiz ează vizual la indicația divizorului capacitiv
montat pe fața celulei.

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 5 – CALCULUL CURENTULUI CAPACITIV PE BARA DE 2 0 KV DIN STAȚIA
SÂNPAUL 110/20 KV – STUDIU DE CAZ

64
În compartimentul barei colectoare 20 kV se află barele de cupru izolate cu manșon
termocontractabil din PVC, câte una pentru fiecare fază. Barele propriu-zise sunt susținute de
carcasa metalică a celulei de izolatori de susținer e cu izolație din compozit.

Pentru îmbunătățirea factorului de putere și mențin erea acestuia la o valoare cât mai
apropiata de 1, rețeaua de distribuție de 20 kV ali mentată din Stația Sânpaul este compensată cu
energie reactiv capacitivă prin intermediul a două unități de baterii de condensatoare 20 kV cu
un total de 2,4 MVAr adică de 1,2 MVAr / unitate și cu câte trei trepte de condensatoare a câte
400 kVAr fiecare.

Fig. 5.11 Containerele bateriilor de condensatoare 20 kkV

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 5 – CALCULUL CURENTULUI CAPACITIV PE BARA DE 2 0 KV DIN STAȚIA
SÂNPAUL 110/20 KV – STUDIU DE CAZ

65
5.2 CALCULUL CURENTULUI CAPACITIV PE LINIILE ELECT RICE
ALIMENTATE DIN BARA 20 KV

Pentru a decide care este metoda optimă de tratare a neutrului într-o porțiune de rețea
electrică de medie tensiune este necesar calculul c urentului capacitiv pe liniile electrice din
componența acesteia.
Ca studiu practic în cadrul acestei lucrări am ales rețeaua de distribuție de medie tensiune cu
alimentare din Stația de transformare 110/20 kV SÂN PAUL.
În cele ce urmează voi utiliza formulele de calcul convenționale ca prim exemplu de calcul
al curentului capacitiv pe totalitatea liniei elect rice și racordurile aferente, dar pentru simplitate
voi folosi datele din tabelul 5.1, date adunate de pe site-urile producătorilor de conductoare și
cabluri electrice.
În acest mod, în final, voi putea calcula curentul capacitiv total pe liniile electrice plecare de pe
Bara de 20 kV. Voi putea, deci, verifica daca bobin ele de stingere (BSRC) actuale sunt suficiente
pentru compensarea curentului capacitiv la funcțion area conform schemei normale și modul de
funcționarea a rețelei în cazul apariției unui defe ct pe o porțiune de linie sau în cazul preluării
consumatorilor alimentați din stațiile adiacente în urma avariilor produse în acele stații.

="#
√∗&' [)
* ] (5.1)

&'=
∗'∗10 ./ [0
* ] (5.2)

=2∗2∗3 [4
] (5.3)
unde:
− Ic = curentul capacitiv de serviciu al cablului pe un itate de km;
− U0 = tensiunea de utilizare;
− B0 = susceptanța cablului pe unitate de kilometru;
− ϖ = pulsația;
− f = frecvența de lucru;
− C0 = capacitatea cablului utilizat per unitate de kil ometru.

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 5 – CALCULUL CURENTULUI CAPACITIV PE BARA DE 2 0 KV DIN STAȚIA
SÂNPAUL 110/20 KV – STUDIU DE CAZ

66
Tabel cu valorile curentului capacitiv pe unitate d e kilometri pentru tipurile de conductoare și
cabluri utilizate de obicei în instalațiile electri ce industriale.

Tabelul 5.1
Curenti capacitivi unitari specifici pentru element ele de retea
I capacitiv/faza
A/km I capacitiv/ 3 faze
A/km
Cablu torsadat 20 kV
TA2X
35 mmp 0.603 1.809
50 mmp 0.679 2.037
70 mmp 0.754 2.262
95 mmp 0.829 2.487
120 mmp 0.867 2.601
Cablu 20 kV A2XS
150 mmp 0.872 2.616
240 mmp 1.057 3.171
Conductor AL -OL 20 kV
35/6 mmp 0.0151 0.0453
50/8 mmp 0.01533 0.046
70/12 mmp 0.01553 0.0466

Toate lungimile axului și a derivațiilor precum și tipul conductoarelor sau a cablurilor
pentru fiecare linie electrică în parte au fost pus e la dispoziție cu bunăvoința dl. ing. Rus Daniel
de la centrul operațiuni rețele MT – exterior împre ună cu serviciul de proiectare al SDEETS
Târgu Mureș.

5.2.1 Calculul curentului capacitiv pe LES 20 kV HIRCHMAN N 1

LES 20 kV HIRCHMANN 1 pleacă din Stația 110 kV Sânp aul de pe Secția de Bară 1 – 20
kV din celula 20 kV 1a până în PC 3 20 kV Valea Iz voarelor, în celula nr. 4 – 20 kV. La
schema normală LES 20 kV HIRCHMANN 1 este în funcți une în Stația 110 kV Sânpaul și în
rezervă caldă în PC 3 Valea Izvoarelor. Circuitul e lectric are o lungime totală de 1100m (1.1 km)
realizată din cablu LES 20 kV de tipul A2XSY, 3 faz e a cate 1 cablu cu secțiunea 150/25mm 2.

În cazul cablului A2XSY de 150 mm 2 capacitatea C 0 este egală cu 0,72 * 10 -6 µF.

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 5 – CALCULUL CURENTULUI CAPACITIV PE BARA DE 2 0 KV DIN STAȚIA
SÂNPAUL 110/20 KV – STUDIU DE CAZ

67

=223=2∗3.14∗50 [ 4
]

=314 4

&'=
∗'=314∗0.72∗10 ./=226.08∗10 ./ 0
*
="#
√∗&'=!'∗ ' <
√∗226.08∗10 ./=11.56∗226.08∗10 .
=>=?.@AB C
DE

În urma calculelor în care am utilizat formulele ma tematice convenționale , am ajuns la o
valoare 2,613 A/km, foarte apropiată de valoarea di n tabelul utilizat mai departe la calculul
curenților capacitivi pe liniile electrice propuse. Deci în continuare voi folosi în calcule valorile
din tabelul 5.1.


FGF =H∗  [I] ( 5.4)


JK0 LMNN =1.1 OP∗ 2.616 )
* =?.QRR@ A

5.2.2 Calculul curentului capacitiv pe LES 20 kV HIRCHMAN N 2

LES 20 kV HIRCHMANN 2 pleacă din Stația 110 kV Sânp aul de pe Secția de Bară 2 – 20
kV din celula 20 kV 15k până în PC 3 20 kV Valea I zvoarelor, în celula nr. 12 – 20 kV. De aici
urmează traseul PT 5 Hirchmann – PT 1 Hirchmann – P C 3 Valea Izvoarelor, (celula 1 – 20 kV,
în rezervă caldă)/ Circuitul electric are o lungim e totală de 1965 m (1.96 km) realizată din cablu
LES 20 kV de tipul A2XSY, 3 faze a cate 1 cablu cu secțiunea 150/25mm 2 cu următoarele
lungimi:
• St. Sânpaul – PC 3 Valea izvoarelor: L = 1100 m; ti p: 3 x LES 20 kV A2XSY
150/25 mm 2
• PC 3 Valea izvoarelor – PT 5 Hirchmann: L = 360 m; tip: 3 x LES 20 kV
A2XSY 150/25 mm 2

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 5 – CALCULUL CURENTULUI CAPACITIV PE BARA DE 2 0 KV DIN STAȚIA
SÂNPAUL 110/20 KV – STUDIU DE CAZ

68
• PT 5 Hirchmann – PT 1 Hirchman: L = 47 m; tip: 3 x LES 20 kV A2XSY
150/25 mm 2.
• PC 1 Hirchmann – PC 3 Valea Izvoarelor: L = 468 m; tip: 3 x LES 20 kV
A2XSY 150/25 mm 2.

Ltot = 1.975 LES 20 kV A2XSY 150/25 mm 2


FGF =H∗  [I] ( 5.4)


JK0 LMNN! =1.975 OP∗ 2.616 I
OP =T.A@@@ C

5.2.3 Calculul curentului capacitiv pe LEA 20 kV AEROPOR T

LEA 20 kV Aeroport pleacă din Stația 110 kV Sânpaul de pe Secția de Bară 1 – 20 kV din
celula 20 kV 1k până în Stația 220/110/20 kV Unghen i, în celula 20 kV Aeroport. Axul liniei 20
kV are o lungime totală de 10465m (10,46 km) și un număr total de 19 posturi de transformare.
Axul LEA – 20 kV este construită parțial cu conduct or neizolat de tip OL-AL 70/12 mm 2 și
parțial cu conductor torsadat izolat de tip TA2X(FL )2Y de secțiune 3×70 AL + 50 OL mm 2 și pe
alocuri cablu LES 20 kV de tip A2XSY cu secțiunea 1 50mm 2.
Componența axului și a racordurilor derivațiilor es te urmatoarea:

A. Dimensionarea axului 20 kV:

• St. Sânpaul – Stp 63 (SS – 181 – 20 kV): L = 100m, tip: LES 20 kV A2XSY
150/25 mm 2.
• Stp 63 – Stp 27 : L = 3332m, tip: OL-AL 70/12 mm 2,
• Stp 27 – Stp.17: L = 495m, tip: TA2X(FL)2Y 3×70 AL + 50 OL mm 2,

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 5 – CALCULUL CURENTULUI CAPACITIV PE BARA DE 2 0 KV DIN STAȚIA
SÂNPAUL 110/20 KV – STUDIU DE CAZ

69
• Stp 17 – Stp 1 (115) : L = 838m, tip: OL-AL 70/12 mm 2,
• Stp 103 – Stp.93: L = 800m, tip: TA2X(FL)2Y 3×70 AL + 50 OL mm 2,
• Stp 93 – Stp 1 : L = 4600m, tip: OL-AL 70/12 mm 2
• Stp 1 – St Ungheni : L = 300m, tip: LES 20 kV A2XSY 150/20 mm 2.

B. Dimensionarea racordurilor 20 kV:

• Stp. 2A – PTZ 26 Ungheni: L = 33m, tip: LES 20 kV A 2XSY 150/25 mm 2.
• Stp. 6 – PT 7 Ungheni: L = 790m, tip: OL-AL 35/6mm 2, + ,L = 416m, tip: LES
20 kV A2XSY 150 mm 2 + L = 182m, tip: OL-AL 50/8mm 2
• Stp. 29 – PT 2 Avicola: L = 375m, tip: OL-AL 35/6mm2
• Stp. 39 – PT 28 Ungheni: L = 180m, tip: OL-AL 35/6m m 2
• Stp. 52 – PT 13 Ungheni: L = 810m, tip: OL-AL 35/6m m 2
• Stp. 59 – PT 23 Ungheni: L = 30m, tip: OL-AL 35/6mm2
• Stp. 64 – PT 24 Ungheni: L = 10m, tip: OL-AL 35/6mm2
• Stp. 79 – PT 27 Ungheni: L = 40m, tip: OL-AL 35/6mm2
• PT 36 Ungheni – PT 38 Ungheni: L = 581m, tip: LES 2 0 kV A2XSY 150/25
mm 2.
• Stp 104 – PT 39 Ungheni: L = 38m, tip: OL-AL 35/6mm2
• Stp 114 (SD 1) – PT 1 Vidrasău: L = 2136m, tip: OL- AL 70/12 mm 2,
• PT 1 Vidrasău – PC Parc Industrial Vidrasău: L = 58 1m, tip: LES 20 kV
A2XSY 150/25 mm 2.

C. Lungimi totale rețea după tipul conductorului folos it

• OL-AL 35/6 mm 2 : Lungime = 2264 m
• OL-AL 50/8 mm 2 : Lungime = 182 m
• OL-AL 70/12 mm 2 : Lungime = 10906 m
• A2XSY 150/25 mm 2 : Lungime = 1978 m

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 5 – CALCULUL CURENTULUI CAPACITIV PE BARA DE 2 0 KV DIN STAȚIA
SÂNPAUL 110/20 KV – STUDIU DE CAZ

70
• TA2X(FL)2Y 3×70 AL + 50 OL mm 2: Lungime = 800 m


FGF =H∗  [I] ( 5.4)


UJ.)J V =2.264 OP∗ 0.0453 I
OP =0.1025 I

UJ.)J V' =0.182 OP∗ 0.046 I
OP =0.0083 I

UJ.)J W' =10.906 OP∗ 0.0466 )
* =0.5082 I

)!0X =1.978 OP∗ 2.616 I
OP =5.1744 I

Y)!=0.8 OP∗ 2.262 I
OP =1.8096 I


JK) )G
GF
= 
UJ.)J V + 
UJ.)J V' + 
UJ.)J W' + 
)!0X
+ 
Y)!
=0.1025 I+0.0083 I+0.5082 I+5.1744 I+1.8096 I

JK) )G
GF =R.@[B[ C

5.2.4 Calculul curentului capacitiv pe LEA 20 KV CIPĂU

LEA 20 kV Cipău pleacă din Stația 110 kV Sânpaul de pe Secția de Bară 1 – 20 kV din
celula 20 kV 2k până în PA Cipău – 20 kV, în celula 20 kV nr. 4 – Sânpaul. Axul liniei 20 kV are
o lungime totală de 12355m (12,35 km) și un număr t otal de 25 posturi de transformare
majoritatea racordate cu conductor neizolat de tip OL – AL 35/6 mm 2.

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 5 – CALCULUL CURENTULUI CAPACITIV PE BARA DE 2 0 KV DIN STAȚIA
SÂNPAUL 110/20 KV – STUDIU DE CAZ

71
Axul LEA – 20 kV este construită în totalitate cu c onductoare de tip OL-AL 70/12 mm2 și cablu
LES 20 kV de tip A2XSY cu secțiunea 240 mm 2 la ieșirea din stație respectiv 150 mm 2 la
întrarea în PA Cipău..
Componența axului și a racordurilor derivațiilor es te urmatoarea:

A. Dimensionarea axului 20 kV:

• St. Sânpaul – Stp.1: L = 1500 m, tip: LES 20 kV A2X SY 240/25 mm 2.
• Stp 1 – Stp. 129: L = 10825 m, tip: OL-AL 70/12 mm 2.
• Stp. 129 – PA Cipău, Cel 4 – 20 kV Sânpaul: L = 33 m, tip: LES 20 kV A2XSY
150/25 mm 2.

B. Dimensionarea racordurilor 20 kV:

• Stp 4 – PT 1 Săusa: L = 5005m, tip: OL-AL 35/6 mm 2,
• Stp. 13 din derivație – PT 2 Chirileu: L = 125 m, t ip: OL-AL 35/6 mm 2,
• Stp. 14 din derivație – PT 1 Chirileu: L = 445 m, t ip: OL-AL 35/6 mm 2,
• Stp. 25 din derivație – PT Sânmarghita: L = 96 m, t ip: OL-AL 35/6 mm 2,
• Stp 25 din ax – PT 1 Valea Izvoarelor: L = 2283 m, tip: OL-AL 35/6 mm 2,
• Stp. 5 din derivație – PT 2 Valea Izvoarelor: L = 9 70 m, tip: OL-AL 35/6 mm 2,
• Stp 42 – PT 5 Sânpaul: L = 651 m, tip: OL-AL 70/12 mm 2,
• Stp. 4 din derivație – PT 1 Sânpaul: L = 50 m, tip: OL-AL 50/8 mm 2,
• Stp. 5 din derivație – PT 3 Sânpaul: L = 131 m, tip : OL-AL 50/8 mm 2,
• Stp. 10 din derivație – PT 4 Sânpaul: L = 915 m, ti p: OL-AL 35/6 mm 2,
• Stp. 11A din derivație – PT 9 Sânpaul: L = 520 m, t ip: OL-AL 50/8 mm 2,
• Stp. 21 din derivație – PT Dileul nou: L = 680 m, t ip: OL-AL 35/6 mm 2,
• Stp. 23 din derivație – PT 10 Sânpaul: L = 280 m, t ip: OL-AL 50/8 mm 2,
• Stp. 61 – PT 1 Ogra: L = 232 m, tip: OL-AL 35/6 mm 2,
• Stp. 65 – PT 5 Ogra: L = 440 m, tip: OL-AL 50/8 mm 2,
• Stp. 74 – PT 4 Ogra: L = 376 m, tip: OL-AL 35/6 mm 2,
• Stp. 77 – PT 3 Ogra: L = 842 m, tip: OL-AL 35/6 mm 2,

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 5 – CALCULUL CURENTULUI CAPACITIV PE BARA DE 2 0 KV DIN STAȚIA
SÂNPAUL 110/20 KV – STUDIU DE CAZ

72
• Stp. 109 – PT 5 Cipău: L = 10 m, tip: OL-AL 70/12 m m 2,
• Stp. 118 – PT 1 Cipău: L = 889 m, tip: OL-AL 50/8 m m 2,
• Stp. 6 din derivație – PT 2 Cipău. L = 28 m, tip: O L-AL 35/6 mm 2,
• Stp. 9 din derivație – PT 3 Cipău. L = 785 m, tip: OL-AL 35/6 mm 2,

C. Lungimi totale rețea după tipul conductorului folos it

• OL-AL 35/6 mm 2 : Lungime = 12782 m
• OL-AL 50/8 mm 2 : Lungime = 2381 m
• OL-AL 70/12 mm 2 : Lungime = 11486 m
• A2XSY 150/25 mm 2 : Lungime = 33 m
• A2XSY 240/25 mm 2 : Lungime = 1500 m


FGF =H∗  [I] ( 5.4)


UJ.)J V =12.782 OP∗ 0.0453 I
OP =0.5790 I

UJ.)J V' =2.381 OP∗ 0.046 I
OP =0.1095 I

UJ.)J W' =11.486 OP∗ 0.0466 I
OP =0.5352 I

)!0X V' =0.0033 OP∗ 2.616 I
OP =0.0086 I

)!0X !\' =1.5 OP∗ 3.171 I
OP =4.7565 I

JK) 
ă^
= 
UJ.)J V + 
UJ.)J V' + 
UJ.)J W' + 
)!0X V'
+ 
)!0X !\'
=0.5790 I+0.1095 I+0.5352 I+0.0086 I+4.7565 I

JK) 
ă^ =T._QQQ C

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 5 – CALCULUL CURENTULUI CAPACITIV PE BARA DE 2 0 KV DIN STAȚIA
SÂNPAUL 110/20 KV – STUDIU DE CAZ

73

5.2.5 Calculul curentului capacitiv pe LEA 20 kV DEPOZIT ZONAL

LEA 20 kV Depozit Zonal pleacă din Stația 110 kV Sâ npaul de pe Secția de Bară 2 – 20
kV din celula 20 kV 14k până în PT 6 Sânpaul Groap a de Gunoi – 20 kV. Axul liniei 20 kV are
o lungime totală de 3250 m (3,25 km) și este constr uit parțial cu conductoare de tip OL-AL
70/12 mm 2, conductoare izolate de tip torsadat TA2X(FL)2Y 3x 70 AL + 50 OL mm 2 și cablu
LES 20 kV de tip A2XSY cu secțiunea 150 mm 2 la ieșirea din stație.
Componența axului și a racordurilor derivațiilor es te urmatoarea:

• St. Sânpaul – Stp. 1: L = 180 m, tip: LES 20 kV A2X SY 150/25 mm 2.
• Stp. 1 – Stp 17: L = 292 m, tip: OL-AL 70/12 mm 2,
• Stp. 17 – PT 6 Sânpaul Groapa de Gunoi: L = 2778 m, tip: TA2X(FL)2Y 3×70 AL


FGF =H∗  [I] ( 5.4)


)!0X =0.18 OP∗ 2.616 I
OP =0.4708 I

UJ.)J W' =0.292 OP∗ 0.0466 I
OP = 0.0136I

Y)!=2.778 OP∗ 2.262 I
OP =6.2838 I


JK) `
.aGNb = 
)!0X V' + 
UJ.)J W' ++ 
Y)!
=0.4708 I+0.0136 I+6.2838 I

JK) `
.aGNb =@.R@Q? C

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 5 – CALCULUL CURENTULUI CAPACITIV PE BARA DE 2 0 KV DIN STAȚIA
SÂNPAUL 110/20 KV – STUDIU DE CAZ

74

5.2.6 Calculul curentului capacitiv pe LEA 20 kV PARC IND USTRIAL

LEA 20 kV Parc Industrial pleacă din Stația 110 kV Sânpaul de pe Secția de Bară 2 – 20
kV din celula 20 kV 13k până în St. 220/110/20 kV Ungheni, în cel 20 kV Cipău. Axul liniei 20
kV are o lungime totală de 9756 m (9,75 km) și este construit cu conductoare de tip OL-AL
70/12 mm 2, și cablu LES 20 kV de tip A2XSY cu secțiunea 240 mm 2 la ieșirea din stația
Sânpaul, respectiv 150 mm 2 la ieșire din stația Ungheni .
Componența axului și a racordurilor derivațiilor es te urmatoarea:

A. Dimensionarea axului 20 kV:

• St. Sânpaul – Stp.116: L = 1500 m, tip: LES 20 kV A 2XSY 240/25 mm 2.
• Stp.116 – Stp. 110: L = 396 m, tip: LES 20 kV OL-AL 70/12 mm 2.
• Stp. 110 – Pt 1 Parc Foto Chirileu – Stp. 109: L = 260 m, tip: LES 20 kV A2XSY
150/25 mm 2.
• Stp. 109 – Stp 1: L = 7280 m, tip: LES 20 kV OL-AL 70/12 mm 2.
• Stp.1 – St. Ungheni: L = 320 m, tip: LES 20 kV A2XS Y 150/25 mm 2.

B. Dimensionarea racordurilor 20 kV:

• Stp 7 – PA Premur: L = 29 m, tip: OL-AL 70/12 mm 2,
• Stp 7 – PT 9 Ungheni: L = 32 m, tip: OL-AL 35/6 mm 2,
• Stp 11 – PT 15 Ungheni: L = 312 m, tip: OL-AL 35/6 mm 2,
• Stp 6 din derivație – PT 11 Ungheni: L = 420 m, tip : OL-AL 35/6 mm 2,
• Stp 11 – PC 1 Epurare Cristesti: L = 581 m, tip: OL -AL 35/6 mm 2,
• Stp 36 – PT 12 Ungheni: L = 534 m, tip: OL-AL 35/6 mm 2,
• Stp 7 din derivație – PT 1 Morești: L = 572 m, tip: OL-AL 50/8 mm 2,
• Stp 42 – PT 21 Ungheni: L = 261 m, tip: OL-AL 50/8 mm 2,
• Stp 7 din derivație – PT 32 Ungheni: L = 536 m, tip : OL-AL 50/8 mm 2,
• Stp 81 – PT 3 Vidrasău: L = 8 m, tip: OL-AL 35/6 mm2,

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 5 – CALCULUL CURENTULUI CAPACITIV PE BARA DE 2 0 KV DIN STAȚIA
SÂNPAUL 110/20 KV – STUDIU DE CAZ

75
• Stp 82 – PT 7 Vidrasău: L = 440 m, tip: OL-AL 35/6 mm 2,
• Stp 83 – PT 5 Vidrasău: L = 1345 m, tip: OL-AL 35/6 mm 2,
• Stp 112 – PT 4 Vidrasău: L = 150 m, tip: OL-AL 35/6 mm 2,
• Stp 114 – PT 4 Chirileu: L = 25 m, tip: OL-AL 35/6 mm 2,

C. Lungimi totale rețea după tipul conductorului folos it

• OL-AL 35/6 mm 2 : Lungime = 3847 m
• OL-AL 50/8 mm 2 : Lungime = 1369 m
• OL-AL 70/12 mm 2 : Lungime = 7705 m
• A2XSY 150/25 mm 2 : Lungime = 580 m
• A2XSY 240/25 mm 2 : Lungime = 1500 m


FGF =H∗  [I] (5.4 )


UJ.)J V =3.847 OP∗ 0.0453 I
OP =0.1742 I

UJ.)J V' =1.369 OP∗ 0.046 I
OP =0.0629 I

UJ.)J W' =7.705 OP∗ 0.0466 I
OP =0.3590 I

)!0X V' =0.580 OP∗ 2.616 I
OP =1.5172 I

)!0X !\' =1.5 OP∗ 3.171 I
OP =4.7565 I

JK) c dN4.
= 
UJ.)J V + 
UJ.)J V' + 
UJ.)J W' + 
)!0X V'
+ 
)!0X !\'
=0.1742 I+0.0629 I+0.3590 I+1.5172 I+4.7565 I

JK) c dN4. =@.Q@_Q C

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 5 – CALCULUL CURENTULUI CAPACITIV PE BARA DE 2 0 KV DIN STAȚIA
SÂNPAUL 110/20 KV – STUDIU DE CAZ

76
5.3 CALCULUL CURENTULUI CAPACITIV TOTAL PE LINIILE ELECTRICE
RACORDATE LA BARA 20 KV DIN STAȚIA SÂNPAUL 110/20 K V

=>efg =>ef hij klm>nEeoo A. .+ =>ef hij klm>nEeoo ? + =>ef hiC Cpmqfqmr +
=>ef hiC slfăt + =>ef hiC upf.vqoew + =>ef hiC xem> =oy. (5.5)

=>efg?.QRR@ z{ T.A@@@ C {R.@[B[ C{ T._QQQ C{ @.R@Q? C {@.Q@_Q C
=>efgBT,?R} C

Din calcule rezultă faptul că o singura bobină BSRC de 100A poate compensa cu curent
inductictiv, un curent capacitiv de aproximativ 36 A în schema normală de funcționare a rețelei
de medie tensiune.
La funcționarea uzuală, bobina de stingere se va ac orda cu un plus de 5-10 % din valoarea
curentului la rezonanță. Deci, curentul de acordare a bobinei de stingere trebuie sa fie setată la o
valoare de =>efgBT,?R} C { A[%gBQ,R_R C , aproximativ 40 A.

Tabelul 5.2 Centralizator curenți capacitivi pe LES 20 kV Hirchmann 1
LES 20 kV Hirchmann 1
Tip conductor Secțiune
[mm 2] Lungime
[km] Ic
[A]
Cablu A2XSY 150 1.1 2.8776

Tabelul 5.3 Centralizator curenți capacitivi pe LES 20 kV Hirchmann 2
LES 20 kV Hirchmann 2
Tip conductor Secțiune
[mm 2] Lungime
[km] Ic
[A]
Cablu A2XSY 150 1.975 5.1666

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 5 – CALCULUL CURENTULUI CAPACITIV PE BARA DE 2 0 KV DIN STAȚIA
SÂNPAUL 110/20 KV – STUDIU DE CAZ

77
Tabelul 5.4 Centralizator curenți capacitivi pe LEA 20 kV Aeroport
LES 20 kV Aeroport
Tip conductor Secțiune
[mm 2] Lungime
[km] Ic
[A]
Conductor otel-
aluminiu 35 2.264 0.1025
50 0.182 0.0038
70 10.906 0.5082
Cablu A2XSY 150 1.978 5.1744
Cond. torsadat 70 0.8 1.8096
TOTAL 7.5986

Tabelul 5.5 Centralizator curenți capacitivi pe LEA 20 kV Cipău
LEA 20 kV Cipău
Tip conductor Secțiune
[mm 2] Lungime
[km] Ic
[A]
Conductor otel-
aluminiu 35 12.782 0.579
50 2.981 0.1095
70 11.486 0.5352
Cablu A2XSY 150 0.0033 0.0086
Cablu A2XSY 240 1.5 4.7565
TOTAL 5.9888

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 5 – CALCULUL CURENTULUI CAPACITIV PE BARA DE 2 0 KV DIN STAȚIA
SÂNPAUL 110/20 KV – STUDIU DE CAZ

78

Tabelul 5.6 Centralizator curenți capacitivi pe LEA 20 kV Depozit Zonal
LEA 20 kV Depozit Zonal
Tip conductor Secțiune
[mm 2] Lungime
[km] Ic
[A]
Conductor Otel
– aluminiu 70 0.292 0.0136
Cablu A2XSY 150 0.18 0.4708
Conductor TA2X 70 2.778 6.2838
TOTAL 6.7682

Tabelul 5.7 Centralizator curenți capacitivi pe LEA 20 kV Parc industrial
LEA 20 kV Parc Industrial
Tip conductor Sec țiune
[mm 2] Lungime
[km] Ic
[A]
Conductor otel-
aluminiu 35 3.8747 0.1742
50 1.3969 0.0629
70 7.705 0.3590
Cablu A2XSY 150 0.508 1.5172
Cablu A2XSY 240 1.5 4.7565
TOTAL 6.8698

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 5 – CALCULUL CURENTULUI CAPACITIV PE BARA DE 2 0 KV DIN STAȚIA
SÂNPAUL 110/20 KV – STUDIU DE CAZ

79

Tabelul 5.8 Centralizator curenți capacitivi pe lin iile din St. Sânpaul
LES 20 kV Hirchmann 1 2.8776
LES 20 kV Hirchmann 2 5.1666
LEA 20 kV Aeroport 7.5986
LEA 20 kV Cipău 5.9888
LEA 20 kV Depozit Zonal 6.7682
LEA 20 kV Parc Industrial 6.8698
TOTAL 35.2696

Din cauză că există oricând posibilitatea să apară un defect in stațiile și posturile electrice
de transformare adiacente este necesară modificarea schemei de funționare și implicit a
lungimilor liniilor electice. Pentru această situaț ie se poate utiliza cea de a doua bobină de
stingere (BSRC) cu capacitate de 100A, care poate c ompensa la nevoie curentul capacitiv pe
liniile electrice.

Având în vedere ca în rețeaua de medie tensiune ple care din stația Sânpaul tipul preponderent de
linie electrică este cea aeriană, se impune ca neut rul acestei rețele sa fie compensat prin bobină
de stingere.
Cunoscând tipul de tratare a neutrului și configur ația rețelei electrice de medie tensiune
este necesar calculul protecției de simplă punere l a pământ sau a protecției maximale de curent
homopolar.
Din calculele efectuate mai sus și valorile sistema tizate in tabelul 5.8 rezultă curenții de reglaj a i
protecției homopolare de current, valori situate în tre 2 – 7 A. Aceste valori sunt reduse motiv
pentru care este foarte dificilă o reglare a curent ului de pornire a releului și implicit funcționarea
sigură a protecției. De aceea selectivitatea aceste i protecții în concordanță cu protecțiile
homopolare din aval se realizează din punct de vede re al temporizării.
Curentul capacitive total al rețelei racordate la s ecțiile de bară 1A si 1B – 20 kV din stația 110/20
kV Sânpaul, pe care l-am calculat adineauri, este de I cap total = 35 A. Conform indicațiilor din

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 5 – CALCULUL CURENTULUI CAPACITIV PE BARA DE 2 0 KV DIN STAȚIA
SÂNPAUL 110/20 KV – STUDIU DE CAZ

80
îndrumarul IP – 35 cu privire la calculul reglajelo r protecției maximale de curent homopolar se
va stabili un coeficient de siguranță stabilit k sig = 1,5.
• Curentul de pornire al protecției este: Ipp = k sig * I cap total = 1,5 * 35 A = 52,5 A.
Consultând schema normală de funcționare aprobată a stației Sânpaul 110/20 kV se poate
observa că tipul transformatorului de măsură de cur ent utilizat este cu raportul de transformare
200/5 A.
Prin urmare:
• Curentul de pornire al releului este: € = ‚€€
ƒ„… = T?,T
?[[
T=A,BA z
• Temporizarea protecției este: th = 0,2 secunde

5.4 DESCRIEREA REGIMULUI DE ”TRATARE MIXTĂ” A NEUTR ULUI ÎN STAȚIA
SÂNPAUL 110/20 KV

Regimul de ”tratare mixtă” este realizat utilizând terminale numerice de fabri cație
TRENCH Austria, ”Earthfault Detection System”, de t ipul EFD 500c și EFC 50.
Aceste două terminale numerice realizează compensar ea automată a curentului capacitiv
prin reglarea pozitiei miezului în bobina de stinge re și controlează comenzile de
conectare/deconectare a întrerupătorului aferent re zistoarelor 20 kV.
Pentru funcționarea corectă a automatizării, în sch ema de funcționare a aparatelor
primare de comutație trebuie îndeplinite urmatoarel e condiții:
− TSI 1 – 20 kV sa fie in funcțiune cel puțin pe part ea de 20 kV,
− S – nul 20 kV ale Întrerupătorului 20 kV Rezistor 1 sa fie închise,
− Întrerupătorul 20 kV Rezistor 1 să fie deconectat,
− S – nul 20 kV șunt la Rezistor 1 să fie deschis,
− S – nul 20 kV BSRC 1 să fie inchis,
− Trafo 1 110/20 kV să fie în funcțiune pe 110 kV și 20 kV,
− S – borne 20 kV BPN să fie închis.

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 5 – CALCULUL CURENTULUI CAPACITIV PE BARA DE 2 0 KV DIN STAȚIA
SÂNPAUL 110/20 KV – STUDIU DE CAZ

81
De asemenea din SCADA, sau din dulapul DTN, după ca z, este necesară realizarea unor
condiții prin activarea și dezactivarea unor condiț ii de acționare conform unor instrucțiuni bine
definite, setări ce pot fi văzute în figura de mai jos:

Fig. 5.12 Schema monofilară cu poziția aparatajului primar pentru ”tratarea mixtă”

5.5 FUNCȚIONAREA AUTOMATIZĂRII DE CONTROL ȘI DETEC ȚIE A PUNERII
LA PĂMÂNT

În momentul în care apare o punere la pământ într- o rețea compensată, principala
problemă este modul cum se poate detecta cat mai pr ecis și fiabil linia electrică cu defect. Astfel
terminalul numeric EFD 500c masoară tensiunea homop olară (V 0) si verifică fazorul curentului
homopolar (I 01 …I 0n ) a fiecarei linii electrice racordată la bara de 2 0 kV din stație.

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 5 – CALCULUL CURENTULUI CAPACITIV PE BARA DE 2 0 KV DIN STAȚIA
SÂNPAUL 110/20 KV – STUDIU DE CAZ

82

Fig. 5.13 Terminalul numeric de detecție și contr ol EFD 500c fabricație TRENCH Austria

Fig. 5.14 Valori măsurate ale terminalului EFD 500c

Sistemul de detecție a automatizării face diferenț a între curenți de defect și curenți
capacitivi în momentele în care rețeaua electrică f uncționează sănatos. Terminalul numeric EFD
500c realizează înjecții de curent de o valoare fi xă prin acordarea bobinei de stingere (BSRC)
pentru determinarea admitanței fiecărei linii, și c omandă EFC 50 să realizeze același lucru pentru
BSRC-ul pe care este racordat. În același timp face calcule după algoritmi bine definiți între
tensiunea homopolară și fazorii curenților capaciti vi, în urma acestor calcule bobina de stingere
compensează cu curent inductiv curentul capacitiv a l rețelei ajungând la rezonanță.

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 5 – CALCULUL CURENTULUI CAPACITIV PE BARA DE 2 0 KV DIN STAȚIA
SÂNPAUL 110/20 KV – STUDIU DE CAZ

83
În momentul apariției unui defect pe oricare dintr e linii, în urma valorii admitanței
liniei cu defect, a valorii și a vectorului curentu lui de punere la pământ, a tensiunii homopolare
se realizează funcționarea selectivă și exactă a pr otecției pe linia electrică respectivă.
În cazul în care defectul are o rezistență prea mar e și un curent prea mic dar timpul se
prelungește, atunci terminalul numeric EFD 500c com andă conectarea întrerupatorului 20 kV al
rezistorului de pe secția de bara de pe care este a limentată linia cu defect, astfel simpla punere la
pământ devine un scurtcircuit monofazat, nemaifiind compensat de bobina de stingere, și este
eliminat de protecția maximală de curent homopolar. Dacă regimul de funcționare revine la
normal EFD 500c comandă deconectarea întrerupătorul ui 20 kV aferent rezistorului și rețeaua
redevine compensată cu bobină de stingere, această reluîndu-și ciclul de reglare în vederea
atingerii valoarea de curent la rezonanță.

Fig. 5.15 Terminalul numeric de control EFC 50

Fig. 5.16 Valori măsurate și calculate de terminalu l EFC 50

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP. 5 – CALCULUL CURENTULUI CAPACITIV PE BARA DE 2 0 KV DIN STAȚIA
SÂNPAUL 110/20 KV – STUDIU DE CAZ

84

Fig. 5.17 Dulapuri tratare neutru DTN 1 și DTN 2 – 20 kV

Fig. 5.18. Vedere generală pe ecranul SCADA ( reali zată de firma SIEMENS)

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP.6 – CONCLUZII ȘI CONTRIBUȚII PROPRII

85
CAP. 6 – CONCLUZII ȘI CONTRIBUȚII PROPRII

Această lucrare tratează atât din punct de vedere t eoretic cât și din punct de vedere
practic, alegerea optimă a soluției de tratare a ne utrului în rețelele de medie tensiune în funcție de
tipul preponderent de linii electrice și regimul de funcționare a rețelei respective. Fie ca este
vorba de o rețea cu neutrul izolat, cu neutrul comp ensat cu bobină de stingere sau legat la pământ
prin rezistență cele mai importante aspecte ale ale gerii soluției optime de tratare a neutrului o
consideră valoarea curentului de punere la pământ, valoarea tensiunilor de atingere si de pas la
locul de defect precum și continuitatea în alimenta re cu energie și siguranța în funcționare a
rețelei de medie tensiune.
Principalul obiectiv a constat în prezentarea tipur ilor de tratare a neutrului în rețeaua de
medie tensiune alimentată din stația 110/20 kV Sânp aul.
Contribuțiile personale pe parcursul lucrării apare cu precădere în capitolul 5.
În indroducere am prezentat cadrul general, dupa ca re in capitolul 1 am abordat aspectele
generale ale rețelelor electrice.
Capitolul 2 prezintă regimurile anormale de funcțio nare și tipurile de defecte care pot să
apară în rețelele electrice de medie tensiune.
În capitolul 3 am abordat tipurile de tratare a neu trului în rețelele electrice de medie
tensiune.
Capitolul 4 al lucrării obordează tipurile de prote cții care se realizează pe liniile electrice
de distribuție din rețeaua de medie tensiune în caz ul neutrului izolat, compensat și legat la
pământ prin rezistență.
În capitolul 5, după prezentarea stației electrice de transformare 110/20 kV Sânpaul, am
calculat curentul capacitiv al reteței de medie ten siune alimentata de pe barele de 20 kV din
această stație. Datorită faptului că liniile electr ice nu sunt construite doar dintr-un singur tip de
conductoare, am calculat pentru fiecare linie elect rică în parte, pe tronsoane, fiecare lungime
constituită dintr-un anumit tip de conductor sau ca blu electric, urmând să aflu curentul capacitiv
total pe întreaga lungime a liniilor în parte. Aflâ nd curentul capacitiv total pe bara de 20 kV am

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
CAP.6 – CONCLUZII ȘI CONTRIBUȚII PROPRII

86
calculat curentul de pornire al protecției maximale de curent homopolar în cazul simplei puneri
la pământ în rețeaua de medie tensiune.
De asemenea în capitolul 5 am descris regimul de ”t ratare mixta” a neutrului din stația
110/20 kV Sânpaul, condițiile și modul de manevrare a aparatajului primar ce face posibilă
întroducerea în circuit a rezistorului și scoaterea acestuia în momentul apariției un defect
persistent în rețeaua electrică.
În finalul acestei lucrări am prezentat și exemplif icat modul de funcționare a
automatizării de control și detecție a punerii la pământ ”EPSY Earth-Fault Protection System”
produsă de TRENCH Austria.
În urma elaborării acestei lucrări am constatat că soluția cea mai optimă și mai fiabilă în
tratarea neutrului în rețelele electrice de distrib uție de medie tensiune o constituie ”tratarea
mixtă” utilizând automatizarea de detecție și control rea lizată cu terminal numeric de protecție
EFD 500c produs de TRENCH Austria.
Prin intermediul acestui echipament reglarea automa tă a bobinei de compensare și
conectarea întrerupătorului aferent rezistorului se fac fară intervenția personalului de servire
operativă, în lipsa unei eventuale puneri la pământ , fapt ce asigură o protecție ridicată a
personalului împotriva manevrării greșite a bobinei în timpul unui defect, protejarea
echipamentelor împotriva distrugerii.
Având în componența sistemului relee digitale, timp ul de acționare al protecțiilor și
automatizării se reduce la minim, iar funcționarea lor devine foarte sigură în comparație cu
releele clasice care pot avea deficiențe în funcțio nare datorate imperfecțiunii de contact.
Pe baza celor enunțate anterior se poate concluzion a faptul că introducerea si dezvoltarea
sistemelor moderne de compensare automata a curentu lui capacitiv și de detecție cu precizie
ridicată a defectelor în rețea, în sistemul energet ic național va permite dezvoltarea rețelelor de
distribuție și totodată respectarea în deplinătate a condițiilor impuse standardul de performanță și
cel al calității energiei conform directivelor Uniu nii Europene.

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
BIBLIOGRAFIE

87
[1] I. Vulcu, Instalații de transport și distribuție a energiei e lectrice , Ed. Matrix, București,
2007

[2] A. Miron, I. Viziteu, C. Popa, Protecții prin relee și automatizări în sistemele
electroenergetice , Ed. Universitatii Suceava, 2004

[3] I. Vulcu, J. Ignat, Posibilități actuale de identificare și localizare a defectului monofazat,
în rețele electrice de distribuție de medie tensiun e , Conferința de electroenergetică Timișoara,
17-18 noiembrie, 1994

[4] A. Vasilievici, S. Gal, F. Balasiu, T. Făgărășa n, Implementarea echipamentelor digitale
de protecție și comandă pentru rețelele electrice, Ed. Tehnică, București, 1998

[5] I. Badea, Gh.Broșteanu, I. Chenzbraun, P. Colum beanu, Protecția prin relee și
automatizarea sistemelor electrice , Ed. Tehnică, București, 1973

[6] Gh. Comănescu, S. Costinaș, M. Iordache, Partea electrică a centralelor și stațiilor , Ed.
Electra, 2005

[7] A. Mihăilescu, Îndreptar de proiectare pentru rețelele de medie te nsiune cu neutral legat
la pământ prin rezistență , ICEMENERG, București, 1988

[8] C. Damian, Curs Automatizări și protecții în sisteme electroen ergetice,

[9] Biblioteca tehnică a s.c. IPROEB s.a. Bistrița http://www.iproeb.ro/download
[10] TRENCH automatizare EPSY – brosură .pdf, http://www.trenchgroup.com/en/Products-
Solutions/Coil-Products/Earth-Fault-Protection-Syst em/EPSY-Earth-Fault-Protection-System

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
ANEXA 1

88

STATIA 220/110/20 KV
UNGHENI STATIA UNGHENI
LEA 20 KV
UNGHENI-M.NIRAJ
CEM EXTERIOR MIERCUREA NIRAJ II I
comun cu LEA 20 KV UNGHENI-AEROPORT
comun cu LEA 20 KV UNGHENI-M.NIRAJ
C.O.R. TG. MURES S C H E M A N O R M A L A M O N O F I L A R A A L E A 2 0 K V SANPAUL – AEROPORT 2CTv
24 kV
0,4 kV 0,4 kV PA BERE – TC
Derivatia 20 kV Cerghid PT13 UNGHENI PT23 Ung. PT24 Ung. PTZ 26 Ungheni
PTZ 3 AVICOLA
0,4 kV PA PREMUR
PT25
PT20 Ung. PT15 Ung.
PT9 Ung.
PT11 Ung. PT12 Ung. PT21 Ung. PT1 Moresti. PTz7 Vidrasau.
PTz2 Vidrasau.
PT3 PT5CE Tg.M AAR PT28 UNGHENI
24 kV
0,4 kV SPRE
PA PARC INDUSTRIAL Ung. PT31 UNGHENI
anulat TC
PTZ33 UNGHENI
PT329 Cristesti.
spre LEA 20kV Cristesti-Urban PC 1 Epurare Cristesti.PTZ 2 AVICOLA ANEXA 1 – LEA 20 kV Ungheni – Aeroport

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
ANEXA 2

89
C.O.R. TG. MURES S C H E M A N O R M A L A M O N O F I L A R A A L E A 2 0 K V SANPAUL- AEROPORT 3PT1 VIDRASAU GPT27 Ung.
PT 38 UNGHEN IBPN REZ. TRAFO 1 S.I. 1 B.S. 1
100A 2,4MVAr
25MVA AEROPORT
CIPAU
STATIA 220/110/20 KV
SAMPAUL
CL-20kV
PT Balastiera STRABAG
PC37 STRABAG PT 36 UNGHEN I PT 7 VALEA IZVOARELOR
TORSADAT
TORSADAT
TORSADAT
TORSADAT
TORSADAT TORSADAT
PT 39 Ungheni ANEXA 2 – LEA 20 kV Sanpaul – Aeroport

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
ANEXA 3

90
PA BERE-TC AAR PA PREMUR ANEXA 3 – LEA 20 kV Ungheni – Cipău

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
ANEXA 4

91

TRAFO 2
S.I. 2
B.S. 2
100A BPN REZ. TRAFO 1 S.I. 1 B.S. 1
100A 2,4MVAr
25MVA
25MVA AEROPORT
CIPAU
PARC
INDUSTRIAL
HIRSCHMANN-2 2,4MVAr S1 S2 STATIA 220/110/20 KV
SAMPAUL
DEPOZIT
ZONAL HIRSCHMANN-1
HIRSCHMANN-1 ANEXA 4 – LEA 20 Sânpaul – Parc Industrial kV; – LEA 20 kV Sânpaul – Cipău

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
ANEXA 5

92

HIRSCHMANN-2 STATIA 220/110/20 KV
SANPAUL
PC3 VALEA
IZVOARELOR PT 5
HIRSCHMANN PT 1
HIRSCHMANN DEPOZIT
ZONAL S2 LES 20 kV SINPAUL- HIRSCHMANN-1 PC 12 SANPAUL ANEXA 5 – LES 20 kV Sânpaul – Hirchmann 1; – LES 20 kV Sânpa ul – Hirchmann 2; – LEA 20 kV Sânpaul – Depozit Zonal; – LEA 20 kV Sânpaul – Cipău

Tratarea neutrului în Rețelele de MT
ANEXA 6

93

ANEXA 6 – Schema normală de funcționare a Stației 110/ 20 kV Sânpaul