COORDONAREA PROTECTIILOR PRIN RELEE IN CONTEXTUL UTILIZARII ECHIPAMENTELOR NUMERICE DE PROTECTIE [305628]

COORDONAREA PROTECTIILOR PRIN RELEE IN CONTEXTUL UTILIZARII ECHIPAMENTELOR NUMERICE DE PROTECTIE

CAPITOLUL 1: Analiza sistemica a [anonimizat]-o [anonimizat], deconectarea automata a unei instalatii in cazul aparitiei unui defect sau a [anonimizat]. [anonimizat]. [anonimizat]. Se realizeaza separarea partii cu defect de restul instalatiei (sistemului) electrice, urmarindu-se trei obiective:

-limitarea dezvoltarii defectului (ce se poate transforma intr-o avarie la nivelul sistemului) si extinderea acestuia asupra altor instalatii;

-preintampinarea distrugerii instalatiei si a aparatelor ca urmare a [anonimizat] a locului de defectare;

-[anonimizat] a consumatorilor.

[anonimizat], [anonimizat] a mai multor contacte la variatii ale unor marimi electrice aplicate la intrarea acestuia.

[anonimizat], are loc o basculare a valorii de iesire la producerea unei variatii in salt la intrare.

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

1.1. Structura releului de protectie

In figura 1.1. a, b, si c sunt reprezentate: [anonimizat].

Parametrii principali ai releelor:

1) Parametrii nominali () – marimi ce pot fi suportate timp indelungat de aparat;

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

3) [anonimizat];

4) Factorul de revenire:

[anonimizat],

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

Fig. 1.1. Scheme ale releelor si simbolizarea lor: a) schema bloc; b) schema desfasurata; c) simbolul general pentru releul de protectie.

ES – Element Sensibil (de intrare);

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

EE – Element de Executie.

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

6) [anonimizat]. Aceasta marime intervine la incarcarea circuitelor secundare si la calculul si alegerea transformatoarelor de masura care alimenteaza schema (TC, TT).

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

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

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

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

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

In figura 1.2. este reprezentata caracteristica statica intrare-iesire pentru un releu de protectie, in general.

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

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

Fig. 1.2. Caracteristica intrare-iesire (statica) a unui releu de protectie

Schema bloc de elemente a unei instalatii de protectie prin relee este ilustrata in figura 1.3., unde s-a considerat o protectie maximala de curent pentru o linie electrica aeriana conectata prin intreruptorul la barele SEE.

+

Fig. 1.3. Schema bloc de elemente a unui circuit de protectie prin relee

Elementele din schema sunt: transformatorul de curent TC, transformatorul de tensiune TT, blocul de intrare BI care poate fi realizat cu relee cu contacte, sau printr-o interfata formata din traductoare si/sau filter la instalatii realizate cu microprocesoare sau automate programabile. Marimile si se aplica blocului de prelucrare logica a informatiei BPL care este si un bloc de decizie. Acesta stabileste daca exista regim anormal de functionare, iar in caz afirmativ elibereaza un semnal de executie la blocul de iesire BE. De la aceasta pleaca comanda de declansare la intreruptor, respective semnalizarea executiei acestei comenzi.

Blocul de intrare (BI) asigura transformarea marimilor analogice monitorizate (preluate din secundarele transformatoarelor de curent si de tensiune) la nivele mai mici, prelucrate de celelalte blocuri ale sistemului de protectii.

Blocul de prelucrare logica si decizie (BPL) are rol de prelucrare a semnalelor, de efectuare a algoritmului de protectie, de comparare a semnalului cu valoarea prestabilita, de decizie asupra tipului de regim de functionare a instalatiei electrice (normal/ defect/ anormal).

Blocul de executie (BE) transfera decizia de la BPL catre echipamentul de comutatie sau la dispozitivul de semnalizare.

Blocul de temporizare (BTp) asigura, daca este necesar, o anumita temporizare si are astfel rolul de intarziere a transmiterii deciziei BPL catre BE cu o valoare de timp prestabilita.

Blocul de alimentare (BA) asigura tensiunile operative de CC necesare functionarii intregii scheme de protectie.

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

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

2. protectia ca instalatie de comanda automata pentru un anumit tip de defect (protectie impotriva scurtcircuitelor polifazate, protectie impotriva suprasarcinilor, protectie impotriva punerilor la pamant);

3. protectia ca instalatie complexa cu functiuni correlate in cadrul unui ansamblu de elemente de protejat (protectia partii electrice a unei centrale sau protectia unei retele electrice).

Interfetele sistemului de protectii sunt:

secundarele transformatoarelor de curent/ tensiune;

circuitele de transmitere a comenzii de declansare catre echipamentul de comutatie;

circuitele de transmitere a semnalizarii;

circuitul de alimentare a tensiunii operative.

1.2. Scheme folosite in reprezentarea instalatiei de protectie prin relee

Acestea pot fi:

– scheme functionale;

– scheme bloc;

– scheme logice – in care apar elemente din sistem in succesiunea logica a functiilor indeplinite.

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

– scheme de principiu restranse monofilare sau trifilare;

– scheme de principiu desfasurate;

– scheme de amplasare;

– scheme de montaj;

– scheme de executie.

In schemele principiale restranse, contactele si bobinele (infasurarile) aparatelor apar in acelasi loc, in timp ce in schemele desfasurate, contactele si bobinele nu sunt la acelasi nivel (loc), in reprezentarea desfasurata de tipul “sus-jos”, respectiv “stanga-dreapta”.

In figura 1.4. se prezinta spre exemplificare, o parte din schemele unui sistem de protectie prin relee pentru o linie electrica radial (LR) care pleaca de la barele B.

+

+

Fig. 1.4. Protectie maximala de curent pentru linii radiale (exemplu pentru “tipuri de scheme”) 1 – Schema de principiu restransa, trifilara; 2 – Schema bloc de elemente a protectiei; 3 – Schema logica a protectiei; 4 – Schema principala desfasurata.

1.3. Cerinte impuse protectiei prin relee

Cerintele impuse protectiei prin relee sunt: rapiditatea, selectivitatea, sensibilitatea, fiabilitatea, eficienta economica si independenta fata de conditiile de exploatare.

a). Rapiditatea:

Pentru mentinerea stabilitatii unui sistem electroenergetic exista un timp de declansare limita al defectului, care nu trebuie depasit, pentru a se asigura revenirea la regim nominal, cu tensiunea .

Lichidarea rapida a defectelor asigura totodata restabilirea tensiunii la valoarea de 0,7∙, ceea ce face posibila autopornirea motoarelor asincrone alimentate de la respectivele bare. Un alt avantaj al rapiditatii este reducerea sectiunii de calcul la scurtcircuit a conductoarelor electrice, care se determina cu relatia de mai jos:

, (1.2) unde:

K- constanta de material;

– valoarea stabilizata a curentului de scurtcircuit;

– timpul fictiv – timpul in care un curent cu valoarea produce acelasi effect termic ca si curentul de scurtcircuit in timpul real de defect. Cu cat protectia lucreaza mai repede, cu atat timpul fictiv este mai mic, deci se face o importanta economie de material si scade pretul de cost.

b). Selectivitatea:

Selectivitatea reprezinta alegerea elementelor (portiunii) defecte pentru declansare. In figura 1.5. se prezinta doua cazuri in care urmeaza a se asigura functionarea selectiva a protectiei prin relee.

In cazul a) defectul K se poate lichida prin deschiderea si care este o declansare neselectiva ce lasa nealimentati consumatorii de la barele C.

Daca sunt declansate intreruptoarele si declansarea este selectiva, barele statiei C fiind alimentate dinspre sursa B.

Daca defectul este in generator (figura b) ), protectia actioneaza si comanda automatul pentru dezexcitarea rapida (ADR), permitand functionarea in continuare intre cele doua tensiuni si alimentarea serviciilor interne, din retea. Daca defectul este in trafo () protectia declanseaza toate intreruptoarele si comanda ADR (functionarea nu ar mai avea sens).

O functie selectiva implica declansarea intreruptoarelor cele mai apropiate de locul de defect.

Selectivitatea se asigura fie prin temporizarea declansarilor in trepte de timp crescatoare sau/si prin directionarea actionarii protectiei.

+

Fig. 1.5. Asigurarea functionarii selective a protectiei prin relee

c). Sensibilitatea protectiei:

Un releu trebuie sa fie capabil sa identifice si sa ia decizia corecta atunci cand este necesar.

Se calculeaza un coeficient de sensibilitate:

(1.3)

Se poate observa ca daca creste, scade; rezulta ca pot fi necesare masuri compensatoare pentru cresterea acestei sensibilitati.

d). Fiabilitatea: reprezinta calitatea unei protectii de a actiona ori de cate ori este necesar (siguranta actionarilor) si numai atunci cand este necesar (siguranta neactionarilor, deci absenta actionarilor false). Cu alte cuvinte, releul trebuie sa actioneze doar pentru defecte din zona lui de actionare, nu si in cazul defectelor externe zonei lui de actionare.

e). Eficienta economica: se evalueaza costul instalatiei de protectie si procentul din costul

total al instalatiei protejate. In cazul protectiilor numerice costul poate fi mai ridicat, dar solutiile se justifica deoarece costul echipamentelor primare (generator, trafo) este in continuare mare.

f). Independenta fata de conditiile de exploatare:

O schema de protectie trebuie sa lucreze corect si selectiv independent de incarcare (regim maxim – regim minim), sau de modificarile care apar in configuratia retelei, pe parcursul exploatarii acesteia.

Functionarea selectiva a protectiilor prin relee:

In scopul asigurarii functionarii selective, se introduce notiunea de zona de protectie. In principiu, o zona de protectie cuprinde un circuit de sine statator care poate functiona.

Zonele de protectie trebuie sa se suprapuna astfel incat sa se evite functionarile nesigure la capetele/ limitele acestora.

In scopul obtinerii unei functionari selective si sigure se introduc si notiunile de protectie de baza si protectie de rezerva. Protectia de baza reprezinta protectia care actioneaza prima in cazul aparitiei unui defect in zona protejata. Protectia de rezerva actioneaza doar in cazul in care protectia de baza esueaza sau nu a actionat in cazul unui defect aparut in zona protejata de protectia de baza.

1.4. Defecte si regimuri anormale in sistemele electrice din punct de vedere al protectiei prin relee

Defecte:

scurtcircuite polifazate sau monofazate in retele cu curenti mari de punere la pamant;

simpla/dubla punere la pamant in retele cu curenti mici de punere la pamant, cu neutrul netratat;

intreruperea unei faze care provoaca vibratii in rotor, pierderi suplimentare, incalzirea bobinelor si perturba functionarea liniilor de telecomunicatii invecinate.

Regimuri anormale:

supraintensitati determinate de suprasarcini sau de scurtcircuitele exterioare: acestea provoaca supraincalziri, uzura izolatiei si a contactelor, ceea ce reduce durata de exploatare a echipamentelor.

pendularile de energie, determinate de regimurile tranzitorii din sistem si de sincronizarile nereusite, ce provoaca aparitia pe linie a unui curent de egalizare de soc de intensitate mare care poate provoca actionari neselective ale protectiilor.

Ele se deosebesc prin perioada mare (0,2 ÷ 2sec.) si printr-o variatie lenta, precum si prin absenta componentelor se secventa inversa si homopolara care apar la toate scurtcircuitele din

retea.

Tendinta actual este de introducere pe scara tot mai larga a sistemelor de protectii numerice sau cel putin hibride (analogice si numerice).

1.5. Protectii cu microprocesoare si calculator

Protectiile numerice din generatia actuala (cu microprocesor si microcalculator) dispun de un soft complex care are in vedere toate scenariile posibile in care se poate gasi elementul de protejat (generator, transformator de putere, bare, linii electrice de transport si distributie a energiei electrice). Acestea trebuie sa deosebeasca regimul normal de functionare de regimurile anormale sau defecte si sa efectueze compararea regimului masurat cu scenariile existente in memoria microcalculatorului, urmand a se decide eventualele semnalizari sau/si comenzi pentru declansare.

De aceea, orice protectie numerica este dotata cu functii de autotestare si autosupraveghere a functionarii, realizand caracteristici functionale multiple si fiind mult mai flexibila decat o protectie electronica analogical, din generatiile anterioare. In plus, datele stocate si prelucrate pot fi transmise catre nivelele de control ierarhic superioare.

In figura 1.6. se prezinta arhitectura unui sistem de protectie cu calculator (microcalculator) pentru instalatiile din SEE. De retinut ca, in unele situatii nivelul 3 poate lipsi, realizandu-se direct legatura dintre nivelele 2 si 4. De asemenea, centrul de control de la nivelul 4 poate fi dispecerul energetic national (DEN) sau un dispecer energetic de zona (sau zonal) – DEZ, subordonat celui central (DEN).

Fata de sistemele clasice analogice de protectie, protectiile numerice actuale au si avantajul ca realizeaza un numar mai mare de functii: achizitia, memorarea si prelucrare a datelor, automatizare, monitorizare, dialog.

In prezent, se realizeaza atat protectii numerice complexe, multifunctionale, cat si protectii numerice specializate (protectii maximale, de distant, diferentiale etc.).

La realizarea oricarei protectii numerice trebuie sa se aiba in vedere urmatoarele cerinte:

realizarea unor interfete care sa permita implementarea lor in orice tip de instalatie electroenergetica;

achizitia si transmiterea datelor si semnalelor de la si catre instalatiile protejate trebuie sa se faca prin sisteme aliniate la standardele internationale, fiind compatibile cu alte sisteme de automatizare si protectie;

integrarea lor, atat ca protectii separate in instalatiile existente, cat si ca sisteme de protectie in sisteme computerizate.

+

Fig. 1.6. Arhitectura unui sistem de protectie cu calculator pentru SEE.

Schema bloc de elemente functionale a unui releu de protectie cu microprocesor este data in fig. 1.7.

Semnificatia blocurilor functionale ale schemei din fig. 1.7. este urmatoarea:

– sistemul electroenergetic;

– subsistem de intrare analogic;

– subsistem de intrare numeric;

– subsistem de iesire numeric;

– interfata analogica;

– registre de memorii;

– memorie RAM;

– subsistem de control;

– unitate central;

– blocul de comunicatii care asigura legatura cu nivelul ierarhic superior;

– sursa de alimentare a releului.

Toate functiile de protectie sunt implementate prin software corespunzator, iar reglajele se bazeaza pe aceleasi conditii si relatii de calcul ca si cele pentru protectiile analogical, clasice.

+

Fig. 1.7. Schema bloc de elemente a unui releu de protectie cu microprocessor.

1.6. Integrarea functiilor de protectie, automatizare, masurare, comanda si control in sistemele electroenergetice

Atat sistemele de protectii prin relee, cat si cele de comanda si control au nevoie de informatii globale asupra starii procesului si de legaturi de comunicatie. Multiplicarea interfetelor de achizitie a datelor, precum si raspandirea lor in spatiu este un fenomen nedorit, cu atat mai mult cu cat diferitele sisteme de protectie folosesc adesea aceleasi marimi de intrare dinspre proces. Apare astfel drept legitima preocuparea pentru conlucrarea intre sistemele de protectie si cele de masurare, comanda si (sau) control automat.

Preocuparile actuale privind tratarea unitara a protectiei si controlului se pot imparti in doua categorii majore si anume:

Sisteme integrate de protectie si comanda-control:

Subsistemele de control si de protectie sunt concepute ca un tot unitar, utilizand in comun anumite resurse atat hardware, cat si software. In acest caz, asistam la o descentralizare pronuntata a functiilor de comanda, control automat si protectie, elementul cheie in acest concept fiind comunicatia de mare viteza intre modulele componente, utilizand transmisia prin fibrele optice.

Sisteme coordonate de protectie si comanda-control:

Sistemele de comanda-control si cele de protectie isi pastreaza autonomia unele fata de celelalte, insa prevad functiuni de “colaborare” reciproca. Intr-un asemenea concept, functia de protectie este localizata, in general, in echipamente distinct fata de cele de comanda-control. Cele doua subsisteme comunica insa, transmitandu-si reciproc informatii globale, in general rezultate in urma prelucrarii marimilor din procesul respectiv.

Coordonarea sistemelor de protectie si comanda-control este realizata cu ajutorul sistemului de comunicatie, folosind informatia suplimentara din sistemul unitar (intreg). Motivul principal pentru un asemenea concept coordonat nu este doar de a inlocui protectia conventionala cu protectii bazate pe microprocesoare, ci de a exploata toate facilitatile acestei noi tehnologii pentru o mai buna performanta a protectiei si controlului in statia electrica precum si pentru controlul si comanda automata imbunatatite in retelele electrice. Aceste tipuri de sisteme se caracterizeaza, in general, prin urmatoarele proprietati:

-unificarea: toate datele si informatiile in sistem sunt accesibile, prin sistemul comun de comunicatie, in aceeasi maniera;

-coordonare: combinarea controlului si a protectiei fara a se pierde autonomia protectiei; se realizeaza prin intermediul unui sistem unificat, bazat pe microprocesoare, care coordoneaza controlul si protectia statiei intr-o arhitectura de tip descentralizat;

-descentralizarea: atat informatiile (datele achizitionate sau cele calculate), cat si functiile sunt distribuite si sunt folosite (procesate) in cel mai apropiat loc fata de procesul tehnologic la care se refera.

Structura functiilor unui sistem de comanda-control si protectie coordonat la nivelul unei statii de transformare este reprezentata in figura 1.8. Structura ierarhizata pe mai multe nivele se bazeaza pe aparate de masurare locale si pe scheme de comanda-control la nivelul superior, care realizeaza integrarea in cadrul strategiei de control.

In structura statiei de transformare exista mai multe celule, continand conexiunile de intrare-iesire la una sau mai multe bare colectoare, care functioneaza ca noduri electrice si caracterizeaza intreaga statie. Exista diferite functii de comanda-control si de protectie realizate la nivelul celulei. Astfel, structura de baza este ierarhizata si consta in functionarea pe doua nivele: nivelul celulei si nivelul statiei (fig. 1.8.).

La nivelul celulei sunt realizate acele functii care reclama informatii (date) numai de la nivelul celulei si emit comenzi catre dispozitivele si echipamentele din celula:

controlul echipamentelor celulei (comenzi, blocaje la nivelul celulei);

interfata om-masina, daca este necesar;

masuratori si monitorizare la nivelul celulei (I, U, P, Q, evenimente, defecte);

protectia celulei (pentru eliminarea defectelor si masuri preventive).

Functiile de control-comanda la nivelul celulei se refera nu numai la intreruptoare si separatoare, dar si la comutatorul de ploturi al transformatorului de putere, la echipamentele de compensare, la echipamentele automate de comutatie cu/fara conditionare din partea protectiei la echipamentele de semnalizare etc.

La nivelul statiei se executa acele functii care au nevoie de informatii de la mai mult decat o celula si emit comenzi catre dispozitivele situate in mai multe celule. Aceste functii sunt:

comanda-controlul statiei: baza de date centrala, supervizare, coordonare comunicatie, interblocaje la nivelul statiei, procesare centrala a datelor culese din celule, sincronizarea in timp real;

protectii si automatizari la nivel de statie (de exemplu PDB, DRRI, DAS);

interfata om-masina, pentru operatorul statiei;

comunicatia dintre statie si nivelul superior de comanda si control.

+

Fig. 1.8. Structura unui sistem coordonat de comanda-control si protectie: IeD – iesiri digitale; InD – intrari digitale; InA – intrari analogice

Pentru utilizarea la maxim a acestor resurse de calcul, functiunile software se impart in diferite categorii dupa timpul de raspuns, astfel incat o platforma hardware sa poata efectua atat functiuni cu timpi critici foarte mici, cat si functiuni la care timpul de indeplinire a acestora nu este esential.

Sistemele integrate implementate pana in prezent pe diverse entitati din sectorul productiei, transportului si distributiei energiei realizeaza, in principal, urmatoarele functiuni:

Achizitie de date;

Protectii prin relee;

Telecontrol;

Control (comanda) locala;

Masuratori pentru urmarire si pentru facturare;

Reglarea tensiunii;

Urmarirea functionarii serviciilor auxiliare;

Inregistrarea defectelor si a regimurilor anormale;

Inregistrarea succesiunii evenimentelor;

Analiza calitatii energiei electrice.

Pentru a realiza aceste functiuni in timp real, conceptia acestor sisteme corespunde unei arhitecturi ierarhizate pe trei nivele:

nivelul 1: datele sunt disponibile intr-un timp de sub 250 ms; la acest nivel se realizeaza functiile de masurare si protectie prin relee;

nivelul 2: datele sunt disponibile in cateva secunde; la acest nivel se realizeaza functiile de urmarire si comanda-control a statiei;

nivelul 3: datele sunt disponibile intr-un timp mai mare; la acest nivel se realizeaza functiile de analiza si arhivare a informatiilor din instalatiile conduse, inclusive asa numita “functie cazier”.

Schematic o asemenea arhitectura, pentru un sistem redundant este reprezentata in figura 1.9.

Integrarea diverselor functiuni conduce, in mod evident, la simplificarea construirii panourilor de protectie si comanda automata precum si la reducerea costurilor associate cablajului acestora, cu efecte benefice asupra pretului de cost global al investitiilor.

+

Fig. 1.9. Arhitectura redundant a unui sistem integrat de protectie, comanda si control.

1.7. Sisteme inteligente de protectie si comanda-control

De regula, prin notiunea de “sistem inteligent” se intelege un set de tehnici hibride de programare (clasice, pe obiecte, ale inteligentei artificiale) care sunt alese pentru a reprezenta si rezolva parti specific ale unei probleme si concepute astfel incat sa obtina cele mai bune rezultate.

Utilizarea acestor sisteme inteligente, mai ales in contextul integrarii functiunilor de protectie, comanda, control, masurare, conduce la imbunatatirea performantelor tehnice si economice ale echipamentelor respective. Mai mult, datorita capabilitatilor de a realiza analize de date in mod rapid si automat, sistemele inteligente conduc la cresterea productivitatii si sigurantei in alimentarea cu energie electrica. Sondajele realizate in organismele de specialitate indica faptul ca tehnicile sistemelor inteligente sunt utilizate in combinatie cu sistemele existente bazate pe tehnologia digitala, pentru sistemele de protectie, control in timp real si automatizare. Aplicatiile respective se regasesc atat la nivelul individual al aparatelor, cat si la nivelul statiilor electrice.

CAPITOLUL 2: Sisteme numerice de protectie. Principii si solutii constructive

Din punct de vedere al tehnologiei de realizare, releele sunt de 2 categorii:

relee clasice (electromagnetice cu inductie);

relee numerice.

Un releu numeric este un echipament integrat care pe langa functia de protectie poate indeplini si functia de comanda si control a instalatiei, avand posibilitatea interfetelor de comunicatie cu alte echipamente numerice. Aceasta face posibila integrarea lor intr-un sistem ierarhizat pentru transmiterea informatiilor si primirea comenzilor si de la nivele ierarhic superioare.

Fig. 2.1. Structura hardware a unui releu numeric

Fig. 2.2. Fluxul semnalelor in cazul unui releu numeric.

Avantajele protectiilor digitale (numerice)

Principalele avantaje ale protectiilor electronice si numerice, cu comutatie statica, realizate cu relee electronice, cu microprocesoare si automate programabile sunt:

rapiditate in functionare;

consum propriu redus ceea ce determina reducerea puterii surselor sau a transformatoarelor de masura;

gabarit redus ce micsoreaza costul investitiei;

cheltuieli reduse in exploatare si intretinere;

numar de actionari nelimitat si durata lunga de viata;

siguranta sporita in functionare datorata lipsei contactelor si a pieselor in miscare;

sensibilitate crescuta;

posibilitatea tipizarii subansamblelor sau utilizarea unor elemente logice normalizate cu posibilitatea inlocuirii rapide a elementelor (subansamblelor) defecte;

posibilitatea realizarii unor relee cu functiuni multiple de protectie, comanda si masurare;

integrarea sistemelor de protectie in sistemele complexe de conducere automata pentru instalatiile electroenergetice, cu functii multiple “on-line”, respectiv “off-line”;

existenta unei biblioteci de functii;

Un releu numeric, in functie de tipul sau, este capabil sa efectueze mai multe functii de protectie:

functie principala;

serie de alte functii pe care releul le poate indeplini optional.

In functie de locul de montaj (instalatia protejata), operatorul poate selecta doar anumite functii de protectie din biblioteca releului. De regula, releele numerice sunt dedicate protejarii unui anumit element din retea.

existenta mai multor seturi de parametrii;

Fiecare set de parametri inseamna un set de valori de actionare pentru functiile de protectie activate de operator, astfel incat atunci cand se produc modificari “standard” in schema de functionare (modificari cunoscute), se schimba setul de parametri in mod corespunzator, economisindu-se timp si evitandu-se erorile in functionare.

memorie de evenimente si valori masurate;

Releele numerice sunt capabile sa memoreze un numar de evenimente si detalii despre fiecare eveniment (forme de unda, valori de actionare, timp de actionare). Aceste informatii sunt necesare in analiza de evenimente.

Tehnologia numerica permite existenta mai multor programe aflate in memoria releului, care sa efectueze verificari partiale in functionarea releului:

verificarea veridicitatii marimilor de intrare;

verificarea operatiilor de conversie analogica digitala;

verificarea functionarii microprocesoarelor;

verificarea elementelor de iesire;

Daca rezultatul cel putin al unei functii de mai sus este negativ, releul avertizeaza printr-un semnal binar, care poate fi tratat in etapa de proiectare dupa dorinta operatorului.

Bibliografie:

D. Mihoc s.a. – “Protectii prin relee clasice si numerice”, Editura PRINTECH, Bucuresti 2009

Onita Calota – Protectii prin relee. Note de curs