PROTECTIA DIFERENTIALA

CAP. Q - FUNCTIA DE PROTECTIE DIFERENTIALA DE CURENT

Q.1 Prezentare generala a functiei de protectie diferentiala de curent

Protectia diferentiala reprezinta functia de protectie electrica cea mai importanta pentru un transformator de forta. Principial, protectia diferentiala se bazeaza pe ecuatia de egalitate a solenatiilor primare si respectiv secundare ale trafo de forta. Acceptind ipoteza unui curent de magnetizare mult mai mic decit curentul nominal se poate scrie, pentru un transformator monofazat, ecuatia de principiu:

2211 IwIw ⋅=⋅ (q.1)

In baza acestei ecuatii schema de principiu a protectiei diferentiale se prezinta in fig. q.1.

Fig. q.1 Schema de principiu a protectiei diferentiale

Semnificatia notatiilor este urmatoarea:I1: intensitatea curentului care parcurge infasurarea primara a trafo;I2: intensitatea curentului care parcurge infasurarea secundara a trafo;i1: intensitatea curentului in secundarul transformatorului de masura de curent de pe partea infasurarii primare a trafo;i2: intensitatea curentului in secundarul transformatorului de masura de curent de pe partea infasurarii secundare a trafo;KI 1: raportul de transformare al transformatorului de masura de curent de pe partea infasurarii primare a trafo;KI 2: raportul de transformare al transformatorului de masura de curent de pe partea infasurarii secundare a trafo;

SDUyzwnr4PECzQ2eeDRBYws2cm6N3ksK_aa8d902154048160bk8tpimr9rvijmj1f76figeteau7tocgcmeghn6vlm8k1khi14m0kg20dam6.doc of 17

I >

I1

I2

i1

i1id

i2

i2

a bTR

KI1

KI2

Curentii secundari rezulta imediat, conform ecuatiei:

2

22

1

11 ;

KII

iKII

i == (q.2)

si in ipoteza unui acord perfect al rapoartelor de transformare ale celor doua transformatoare de masura de curent, curentul diferential este nul, in cazul unei circulatii normale prin trafo de forta, sau in cazul unui defect exterior transformatorului. Aplicind teorema Kirchhoff in nodul a :

012 =−= iiid (q.3)

In cazul unui defect in interiorul transformatorului de forta, circulatia curentilor se modifica, fluxul de energie indreptindu-se spre defect, ca in fig. q.2.

Fig. q.2 Circulatia curentilor de defect la defect intern

In acest caz ecuatia (q.3) se modifica si devine:

defectd iiii =+= 12 (q.4)

Din ecuatiile (q.3) si respectiv (q.4) rezulta posibilitatea utilizarii principiului diferential la protectia trafo de forta. De asemenea, se poate defini zona protejata ca fiind zona cuprinsa intre cele doua transformatoare de curent de pe partea primara si respectiv secundara a trafo de forta. De remarcat ca schema diferentiala este intrinsec selectiva. Astfel, la un defect in zona protejata valoarea curentului diferential este mare, in timp ce la un defect extern zonei protejate, valoarea curentului diferential este practic nula.


I >

I1

I2

i1

i1id

i2

i2

a bTR

KI1

KI2

Q.2 Protectia diferentiala a transformatoarelor de forta trifazate

Schema de principiu pentru protectia diferentiala a unui transformator de forta trifazat se prezinta in fig. q.3 a).

Fig. q.3 Protectia diferentiala a uni trafo trifazat

Protectia diferentiala integrala poate fi privita ca fiind realizata din trei protectii diferentiale separate, cite un pentru fiecare faza. Pentru fiecare in parte se pot scrie relatii similare cu relatiile (q.3) respectiv (q.4).

In practica este necesar a se rezolva citeva particularitati si anume: egalizarea valorii curentilor secundari; compensarea defazajelor curentilor secundari; minimizarea efectelor erorilor transformatoarelor de masura de curent , la defecte

exterioare zonei protejate; minimizarea dezechilibrelor introduse de schimbatorul de ploturi; eliminarea componentei homopolare, in cazul defectelor exterioare nesimetrice; evitarea actionarii protectiei diferentiale la socul curentului de magnetizare, in cazul

conectarii in gol a trafo de forta sau la restabilirea tensiunii dupa eliminarea unor defecte externe;


21 3

ip1-ip2ip2-ip3ip3-ip1

1 2 3

I >d1

I >d2

I >d3

W*

W*

YD-11

is1 is2 is3

is1

is2

is3

ip1

ip3 ip2

ip -ip1 2

-is1

ip -ip1 2

a)

b)

c)a)

Q.2.1 Egalizarea valorii curentilor secundari

Valorile curentilor din secundarele trafo de curent de pe partea primara, respectiv secundara a trafo de forta, nu sint egale. Pentru a putea aplica principiul stabilit prin relatia q.3, este necesar a se egaliza acesti curenti. In cazul releelor diferentiale electromagnetice, egalizarea valorii curentilor se face fie prin intermediul unor transformatoare de curent intermediare, fie prin egalizarea solenatiilor in infasurarile de egalizare. In cazul terminalelor de protectie numerice este posibila egalizarea curentilor prin implementarea soft a unor factori de corectie.Se considera un transformator U1/U2 kV cu puterea nominala Sn. Rapoartele trafo de curent sint KI1 (partea U1 kV) respectiv KI2 (partea U2 kV). Valorile primare ale curentilor trafo de forta, penru Sn se obtin astfel:

232

131

USnIw

USnIw

⋅=

⋅=

(q.5)

Valorile secundare la bornele terminalului de protectie devin:

222

111

KIIwiw

KIIwiw

=

=(q.6)

Impunind galizarea celor doua valori ale curentilor la o valoare de baza insec, se obtin valorile factorilor de corectie ai valorii (amplitudinii ) curentilor (fcor_a1, fcor_a2)dupa cum urmeaza:

22

22_

11

11_

sec

sec

iwaiw

iwin

afcor

iwaiw

iwin

afcor

==

==(q.7)

Valorilor curentilor egalizati, dupa blocul de corectie amplitudini se noteaza iw1a, respectiv iw2a si au valorile efective egale, dar nu sint in faza in cazul general.

Exemplu de calculFie un trafo cu Sn=25 MVA, U1=110 kV, U2=20 kV, KI1=150/5=30, KI2=800/5=160. Se obtin succesiv urmatoarele valori:

][69.721203

2500023

2

][22.1311103

2500013

1

AU

SnIw

AU

SnIw

=⋅

=⋅

=

=⋅

=⋅

=


][511.4160

69.721222

][374.430

22.132111

AKIIwiw

AKIIwiw

===

===

108.1511.45

22_

143.1374.45

11_

sec

sec

===

===

iwin

afcor

iwin

afcor

Q.2.2 Compensarea defazajelor

Transformatoarele de forta se caracterizeaza prin modul de conectare al infasurarilor (stea, triunghi, zig-zag) si prin grupa de conexiuni, exprimata in multipli de 30˚ (0, 1, …, 11). Grupa de conexiune reprezinta defazajul dintre tensiunea de linie primara si tensiunea de linie secundara a trafo de forta. Astfel, trafo Yd-11 are infasurarile primare legata in stea, iar cele secundare legate in triunghi. Defazajul intre U1RS si U2RS este de 330˚ ind. Pentru transformatoarele trifazate cu doua infasurari, grupele de comexiune posibile sint prezentate in tabela q.1.

Tabela q.1 Grupe de conexiune la trafo de forta cu doua infasurari.

Yy0 Yy2 Yy4 Yy6 Yy8 Yy10Yd1 Yd3 Yd5 Yd7 Yd9 Yd11Dy1 Dy3 Dy5 Dy7 Dy9 Dy11Dd0 Dd2 Dd4 Dd6 Dd8 Dd10

Ca urmare si curentii primari, respectiv secundari ai trafo de forta vor fi, in cazul general, defazati cu un unghi de defazaj egal cu un multiplu al numarului grupei de conexiunme. De exemplu, pentru trafo Yd-11, defazajul intre Iw1R si Iw2R este de 330˚ ind (fig. q.3 b, ip1 si is1).

Pentru compensarea defazajului, protectiile clasice utilizeaza conexiunea triunghi a secundarului trafo de curent de pe partea trafo de forta legata in stea. In cazul terminalelor de protectie numerice compensarea poate fi realizata soft prin rotirea corespunzatoare a fazorilor curentilor.In cadrul terminalului TPT-100 compensarea defazajului se realizeaza printr-o operatie de multiplicare cu factorul de corectie al unghiului de defazaj (fcor_u), factor care este de fapt o matrice otinuta in baza ecuatiei:

[ ]

⋅=

TwmaiSwmaiRwmai

mufcorTwmciSwmciRwmci

)(_ (q.8)

unde: m=1,2 nr. infasurarii;inwmc fazorul curent compensat, fazele n=R, S, T;inwma fazorul curent egalizat, fazele n=R, S, T;


Matricile s-au dedus prin simularea legaturilor clasice care se realizeza la secundarele trafo de curent (sau pe transformatoarele de egalizare intermediare). Fie, de exemplu in fig. q.4, urmatoarea legatura realizata la un trafo de egalizare.

Fig. q.4 Conexiune Yd-11 la trafo de egalizare

Acest mod de legare produce o rotire a sistemului de curenti cu 30˚ in sens trigonometric. Relatia intre valorile curentilor inainte si dupa egalizare (pentru un raport de transformare unitar) este urmatoarea:

113

132

121

3

3

3

iiiii

iiiii

iiiii

TT

SS

RR

⋅=⇒−=

⋅=⇒−=

⋅=⇒−=

(q.9)

Acelasi rezultat se obtine prin aplicarea unei relatii similare ecuatiei (q.8) cu matricea de corectie de forma:

−−

−⋅=

1 0 11 1 0 0 1 1

31)1(_ ufcor (q.10)

unde s-a eliminat si influenta coeficientului de multiplicare datorat conexiunii delta. Ecuatia (q.8) devine in acest caz:

⋅

−−

−⋅=

TwmaiSwmaiRwmai

TwmciSwmciRwmci

1 0 11 1 0 0 1 1

31

(q.11)


1L1 2L1 3L1

1L2 2L2 3L2

1s1 2s1 3s1

1s2 2s2 3s2

iR

iR

iS

iS

iT

iT

I1

I1

I3 I2

i1i1i2

i2

i3

i3

Yd-11Yd-11

In urma aplicarii transformarilor din ecuatiile (q.7) si (q.11) curentii sunt egali ca valoare (insec) si s-a produs o rotire a acestora cu 30˚ in sens trigonometric (prin fcor_u(1)).

Un alt exemplu se prezinta in fig. q.5, pentru un trafo de egalizare in conexiune Yd-11.

Fig. q.5 Trafo egalizare in conexiune Yd-1

Matricea de compensare pentru acest exemplu introduce un defazaj de 330˚ in sens trigonometric si este prezentata de ecuatia (q.12):

⋅=

1 1- 0 0 1 1- 1- 0 1

31)11(_ ufcor (q.12)

Valorile curentilor egalizati si compensati devin:

⋅

⋅=

TwmaiSwmaiRwmai

TwmciSwmciRwmci

1 1- 0 0 1 1- 1- 0 1

31

(q.13)

De remarcat ca modul de calcul al valorilor curentilor compensati elimina componenta homopolara, atit pentru multipli impari de 30˚ cit si pentru multipli pari de 30˚ (cu exceptia matricei fcor_u(0) care nu introduce nici o modificare). Considerind un sistem trifazat de curenti nesimetric si dezechilibrat si aplicind compensarea definita de ecuatia (q.13) se obtine succesiv:

hid

hid

hid

iiaiaTwmaiiiaiaSwmai

iiiRwmai

+⋅+⋅=

+⋅+⋅=

++=

2

2


1L1 2L1 3L1

1L2 2L2 3L2

1s1 2s1 3s1

1s2 2s2 3s2

iR

iR

iS

iS

iT

iTI1

I1

I3 I2

i1

i1

i2 i2i3

i3

Yd-1

( ) ( )( ) ( )

( ) ( )aaiaaiSwmaiTwmaiTwmciaiaiRwmaiSwmaiSwmci

aiaiTwmaiRwmaiRwmci

id

id

id

−⋅+−⋅=−=

−⋅+−⋅=−=

−⋅+−⋅=−=

22

2

2

11

11

Se constata absenta componentei homopolare dupa aplicarea matricei de compensare.

Matricile de compensare pentru toate celelalte cazurile se prezinta mai jos.

⋅=

1 0 0 0 1 0 0 0 1

1)0(_ ufcor (q.14)

⋅=

1 0 1- 1- 1 0 0 1- 1

31)1(_ ufcor (q.15)

⋅=

1 1 2- 2- 1 1 1 2- 1

31)2(_ ufcor (q.16)

⋅=

0 1 1- 1- 0 1 1 1- 0

31)3(_ ufcor (q.17)

⋅=

1- 2 1- 1- 1- 2 2 1- 1-

31)4(_ ufcor (q.18)

⋅=

1- 1 0 0 1- 1 1 0 1-

31)5(_ ufcor (q.19)

⋅=

2- 1 1 1 2- 1 1 1 2-

31)6(_ ufcor (q.20)

⋅=

1- 0 1 1 1- 0 0 1 1-

31)7(_ ufcor (q.21)


⋅=

1- 1- 2 2 1- 1- 1- 2 1-

31)8(_ ufcor (q.22)

⋅=

0 1- 1 1 0 1- 1- 1 0

31)9(_ ufcor (q.23)

⋅=

1 2- 1 1 1 2- 2- 1 1

31)10(_ ufcor (q.24)

⋅=

1 1- 0 0 1 1- 1- 0 1

31)11(_ ufcor (q.25)

⋅=

2 1- 1- 1- 2 1- 1- 1- 2

31)12(_ ufcor (q.26)

Q.2.3 Minimizarea efectelor erorilor transformatoarelor de masura de curent

Transformatoarele de masura de curent de pe cele doua parti ale trafo de forta nu sint, in general, identice. Urmare a neidentitatii caracteristicilor de magnetizare si a erorilor de raport (definite prin clasa de precizie) pot apare curenti de dezechilibru care sa provoace actionarea protectiei diferentiale, in mod special la defecte apropiate situate in afara zonei protejate.Metoda cea mai raspindita pentru evitarea actionarii neselective a protectiei diferentiale la defecte externe zonei protejate consta in utilizarea caracteristicii de frinare. Curentul diferential (idif) este calculat ca modul al sumei valorilor fazoriale, iar componenta de frinare (if) este calculata ca semisuma valorilor absolute ale curentilor:

221

21

wiwii

wiwii

f

dif

+=

+=(q.27)

In acest fel la un defect in afara zonei protejate curentul diferential este practic nul, iar curentul de frinare atinge valori mari fiind egal cu valoarea curentului de scurtcircuit:


scf

dif

iwiwi

i

wiwii

=+

=

≅+=

221

021(q.28)

Pentru un defect in zona protejata, curentul diferential este egal cu valoarea curentului de scurtcircuit, iar curentul de frinare este egal cu jumatate din valoarea curentului de scurtcircuit:

scf

scdif

iwiwi

i

iwiwii

⋅=+

=

≅+=

21

221

21(q.29)

Schema de principiu de formarea semnalelor pentru protectia diferentiala cu actiune de frinare se prezinta in fig. q.6.

Fig. q.6 Formarea semnalelor pentru protectia diferentiala


xFcor_a1 xFcor_u1

xFcor_a2 xFcor_u2

EnIdif

Iw cm n

2

idn

ifn

Iw1

Iw2

Iw1c

Iw2c

| | w2c I

| | w1c I

Intraricrt. trifazati

Validareprot. dif.

Egalizareval. crt.

Comp.defazaj crt.

m=1,2n=R,S,T

n=R,S,T

id = w1c + w2c n | |I In n

if =1/2 * [ w1c + w2c ]n | | | |I In n

Caracteristica de frinare (fig. q.7) se alege in asa fel incit protectia sa actioneze corect:

Fig. q.7 Caracteristica de frinare

Caracteristica de frinare se defineste prin urmatoarele conditii de actionare ale protectiei diferentiale:

[ ]0,0pentru ,0 ififidid ∈≥ cu id0 [u.r], p0 valori de reglaj si .].[0100

ruidp

if ⋅= (q.30)

]1,0(pentru ,0 ififififpid ∈⋅≥ cu if1 [u.r], p0 valori de reglaj (q.31)

1pentru if1,)p-( 101 ififpifpid >⋅+⋅≥ cu p1, p0 valori de reglaj (q.32)

ifidid de indiferent ,10≥ cu id10 [u.r] valoare de reglaj (q.33)

Valorile reglabile, id0, if1 se definesc in raport cu in – curent nominal al infasurarilor de protectie (in = 5 A). Valorile reglabile p0, respectiv p1 reprezinta panta dreptelor caracteristicii de frinare:

1100 respectiv αα tgptgp == (q.34)

Relatia (q.33) defineste ecuatia de actionare a functiei de protectie diferentiala fara actiune de frinare. Valoarea reglabila id10 este definita tot in raport cu in si, de regula, are valori cuprinse intre 7 … 15.

Conditia de actionare, a functiei de protectie diferentiala cu actiune de frinare, obtinuta in baza relatiilor (q.30), (q.31) si (q.32) este determinata de trecerea in '1' a functiei logice:

( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )11)(1000 1010 ifififppifpidifififififpidififidid >⋅⋅−+⋅≥+≤⋅≥⋅⋅≥+≤⋅≥ (q.35)


0

p0 p1

if1

id0idx

ifx

id1

id10

if10if0

id/in

if/in

1

0

A1 A2 A3

Q.2.4 Minimizarea efectelor erorilor introduse de schimbatorul de ploturi

Calculul valorilor coeficientilor de egalizare se executa, de regula, functie de valorile nominale ale tensiunilor primare, respectiv secundare ale trafo de forta. Tensiunea secundara este insa afectata de pozitia schimbatorului de ploturi. De exemplu, pentru trafo de la punctul Q.2.1, cu tensiunea secundara U2n ±9x1.78%, se obtine un curent maxim de dezechilibru, la sarcina nominala, de cca. 19%. Acest curent de dezechilibru poate provoca actionarea nedorita a functiei de protectie diferentiala la defecte externe zonei protejate.

Principial se poate compensa acest curent de dezechilibru prin: corectarea factorilor de egalizare printr-o informatie externa referitoare la pozitia

schimbatorului de ploturi; considerarea erorii de dezechilbru introduse la stabilirea reglajelor si alegerea

corespunzatoare a pantei caracteristicii de frinare;

Q.2.5 Eliminarea componentei homopolare

In cazul defectelor monofazate externe zonei protejate, la transformatoare de forta avind conexiunea Yd, se poate produce actionarea nedorita a functiei protectiei diferentiala, deoarece componenta homopolara nu poate fi compensata prin aportul de pe partea secundara conectata in triunghi.Modul de compensare al defazajului de unghi, prezentat la punctul Q.2.2, conduce la eliminarea componentei homopolare pentru orice matrice de compensare (cu exceptia matricei fcor_u(0)).

Q.2.6 Blocajul la socul curentului de magnetizare

Curentul de magnetizare influenteaza negativ functionarea protectiei diferentiale, neputind fi compensat. Blocajul functiei de protectie diferentiala se poate realiza prin doua metode:

prin utilizarea armonicilor din curba curentului de magnetizare; prin utilizarea recunoasterii formei specifice a curbei curentului de magnetizare;

In mod traditional blocajul utilizind armonicile doi si cinci se reaalizeaza printr-o schema logica ca cea din fig. q.8.

Fig. q.8 Principiul blocajului la armonici superioare


&

> 1

idif

i_a2

i_a5

i_a1

xka2

xka5

Decl

Primul comparator realizeaza functia de protectie diferentiala cu actiune de frinare, prin verificarea conditiei de actionare id > if·p. Procente din armonicile doi si cinci, reprezentate prin factorii ka2 respectiv ka5, sint comparate cu nivelul fundamentalei si daca depasesc acest nivel produc blocarea actionarii protectiei diferentiale cu actiune de frinare. Blocajul poate afecta doar faza avind conditiile indeplinite sau poate bloca toate cele trei faze.

Investigatii recente recomanda utilizarea armonicii a patra alaturi de armonica a doua pentru blocajul actionarii protectiei diferentiale cu actiune de frinare. In acest fel ecuatia de actionare devine:

4_42_2 aikaaikaifpid ⋅+⋅+⋅≥ (q.36)

iar schema principiala este similara celei din fig. q.8. Valorile coeficientientilor ka2 si ka4 sint in gama:

50.0...10.0460.0...10.02

==

kaka

(q.37)

Principial functia de protectie diferentiala proceseaza semnalele analogice conform schemei din fig. q.9.

Fig. q.9 Schema procesarii semnalelor analogice


Curent secundarInfasurarea 1 faza R

Curent secundarInfasurarea 2 faza R

Curent secundarInfasurarea 1 faza S

Curent secundarInfasurarea 2 faza S

Achizitie dateC.A.N.

Curent secundarInfasurarea 1 faza T

Curent secundarInfasurarea 2 faza T

Filtruarmonica 1

Filtruarmonica 1

Egalizarecurenti

Egalizarecurenti

Compensarecurenti

Compensarecurenti

Filtruarmonica 2

xka_2

xka_4

Filtruarmonica 4

iw1R

iw1S

iw1T

iw2R

iw2S

iw2T

iRw

1iR

w2

iRa2

w1

iRa4

w1

iRw

1ciR

w2c

iRw

1aiR

w2a

iSw

1iS

w2

iSa2

w1

iSa4

w1

iSw

1ciS

w2c

iSw

1aiS

w2a

iTw

1iT

w2

iTa2

w1

iTa4

w1

iTw

1ciT

w2c

iTw

1aiT

w2a

Fazorii curentiilor din secundarele trafo de masura care se racordeaza la intrarile terminalului de protectie sint notati iwmn, cu n=R,S,T (fazele) si m=1,2 (nr. infasurarii). Dupa blocul de achizitie marimi analogice si conversia analog-numerica se proceseaza analiza armonica pentru fundamentala (armonica 1) si armonicile doi (FA2), respectiv patru (FA4) prin filtrele de armonici corespunzatoare. Analiza armonica se efectueaza numai pentru fazorii curentilor de partea primara a trafo de forta (infasurarea w1). Marimile la iesirea filtrului pentru componenta fundamentala (FA1) sint fazorii notati inwm, cu n=R,S,T (fazele) si m=1,2 (nr. infasurarii). Marimile de la iesirea FA2, aplicat numai pentru infasurarea w1 sint fazorii notati ina2w1, cu n=R,S,T (fazele). Marimile de la iesirea FA4, aplicat numai pentru infasurarea w1 sint fazorii notati ina4w1, cu n=R,S,T (fazele).Componentele fundamentale ale fazorilor curentilor din infasurarea w1, respectiv w2 sint egalizate prin blocul de egalizare si apoi compensate prin blocul de compensare, conform schemei de principiu din fig. q.6. Iesirile blocului de egalizare sint notate inwma, cu n=R,S,T (fazele) si m=1,2 (nr. infasurarii). Iesirile blocului de compensare sint notate inwmc, cu n=R,S,T (fazele) si m=1,2 (nr. infasurarii).

Schema bloc a protectiei diferentiale cu actiune de frinare si blocaj pe armonicile doi si patru se prezinta in fig. q.10.

Functia cuprinde trei sectiuni independente corespunzatoare celor trei faze. Pentru fiecare faza in parte se calculeaza curentul diferential (idn, n=R,S,T) si curentul de frinare (ifn, n=R,S,T). Calculul curentului deiferential respectiv al curentului de frinare se efectueaza prin aplicarea relatiei (q.27) asupra curentilor egalizati si compensati. Compararea curentului diferential cu cel de frinare se face in baza relatiilor (q.30), (q.31) si (q.32) conform caracteristicii de frinare (fig. q.7). Daca este satisfacuta conditia de actionare, atunci variabila logica idn> trece in '1' (n=R,S,T). In caz contrar idn>='0' (n=R,S,T). Comutatorul kdifn (n=R,S,T) este comandat prin variabila Endifn (n=R,S,T) in urmatorul mod:

pentru Endifn = '1', kdifn (n=R,S,T) este inchis pentru Endifn = '0', kdifn (n=R,S,T) este descis

Variabila Endifn se parametrizeaza in meniul de parametrizare prin 'Validare protectie diferentiala faza n (n=R,S,T) = DA'. Rolul comutatorului kdifn (n=R,S,T) este de-a permite testarea functiei de protectie diferentiala cu actiune de frinare si blocaj pe armonici, utilizind testarea independenta pe fiecare faza. Asftel, la testarea fazei R se va valida numai functia protectiei diferentiale de pe aceasta faza. Similar se va proceda pentru fazele S si T.

Variabila logica idn_dem (n=R,S,T) devine '1' daca exista conditie de actionare a functiei de protectie diferentiala si daca s-a validat actionarea pe faza n (n=R,S,T). In caz contrar variabila mentine valoarea logica '0'.

Sectiunea schemei functiei diferentiale legata de blocajul pe armonici utilizeaza blocuri comparatoare pentru valoarile efective ale armonicilor unu, doi si patru numai pentru infasurarea w1. Iesirea comparatoarelor pentru armonica doi trece in '1' numai daca este satisfacuta relatia:

1212 inwkawina ⋅≥ (q.38)cu n=R,S,T.


Fig. q.10 Schema protectiei diferentiale cu actiune de frinare


&

&

&

&>1 >1

>1

>1

idR_dem

ia2_

dem

idif_

blk

ia4_

dem

idR

>id

S>id

T>

idS_dem

idT_dem

id_b

lk

kdifR

kdifR

kdifR

kdifS

kdifS

kdifT

kdifT

kdifS

kdifT

ifR

ifS

ifT

idR_decl

idS_decl

idT_decl

id_decl

Idif

idR

iRa2w1

iRa4w1

iSa4w1

iTa4w1

iSa2w1

ka2*iSw1

ka2*iRw1

ka4*iRw1

ka4*iSw1

ka4*iTw1

ka2*iTw1

iTa2w1

idS

idT

EndifR

EndifR

EndifR

EndifS

EndifT

EndifS

EndifT

EndifS

EndifT

ifR

ifS

ifT

EnBlkPdif

BlkExtPdif

Iesirea comparatoarelor pentru armonica patru trece in '1' numai daca este satisfacuta relatia:

1414 inwkawina ⋅≥ (q.39)cu n=R,S,T.

Starea comutatoarelor kdifn (n=R,S,T) este comandata de aceleasi variabile logice Endifn (n=R,S,T) ca si in cadrul sectiunii prezentate mai sus.

Variabila logica ia2_dem trece in '1' numai daca cel putin una din iesirile comparatoarelor pentru armonica doi trece in '1'.

Variabila logica ia4_dem trece in '1' numai daca cel putin una din iesirile comparatoarelor pentru armonica patru trece in '1'.

Variabila logica idif_blk trece in '1' numai daca cel putin una din iesirile comparatoarelor pentru armonica doi sau armonica patru trece in '1' sau daca apare semnal extern de blocare protectie diferentiala pe intrarea logica BlkExtPdif..

Blocajul actionarii protectiei diferentiale se realizeaza prin conditionarea semnalului de blocaj (id_blk) de variabila logica EnBlkPdif.

EnBlkPdif = '1', daca in meniul de parametrizare 'Validare blocaj prot dif = DA'.

( )demiademiaBlkExtPdifEnBlkPdifblkid _2_4_ ++⋅= (q.40)

In aceste conditii variabilele logice de declansare prin functia de protectie diferentiala cu actiune de frinare si blocaj bazat pe armonici devin:

declidTdeclidSdeclidRdeclidblkiddemidTdeclidTblkiddemidSdeclidSblkiddemidRdeclidR

_____________

++=⋅=

⋅=⋅=

(q.41)

Marimile marcate in rosu contin valori parametrizabile sau reglabile prin meniul de parametrizare/reglare.

Variabilele logice de iesire ale blocului functiei de protectie diferentiala cu actiune de frinare si blocaj la armonici sint:

idR_decl idS_decl idT_decl id_decl


Q.3 Protectia diferentiala instantanee

Schema bloc a protectiei diferentiale cu actionare instantanee se prezinta in fig. q.11.

Fig. q.11 Schema protectiei diferentiale instantanee

Functia de protectie diferentiala instantanee este destinata eliminarii defectelor insotite de curenti mari de defect din zona protejata. Aceasta functie este similara functiei de protectie diferentiala cu actiune de frinare, cu exceptia:

nu are actiune de frinare nu este afectata de blocajul la socul curentilor de magnetizare nu este afectata de blocajul extern

Functia de protectie diferentiala instantanee indeplineste ecuatia (q.33) prin prelucrarea curentilor egalizati si compensati de pe cele doua infasurari ale trafo de forta. Comutatoarele kdifn (n=R, S,T) au aceeasi functie ca cele pentru protectia diferentiala cu actiune de frinare si sint comandate de aceleasi variabile logice in cadrul aceluiasi meniu de parametrizare. Variabila logica EnIdif_instant permite actionarea functiei protectiei diferentiale instantanee daca EnIdif_instant = DA in cadrul meniului de parametrizarea protectiei diferentiale (cu actiune de frinare si instantanee). Daca EnIdif_instant = NU functia nu este activa.

Pragul de actionare (id10) trebuie reglat suficient de ridicat pentru a nu conduce la declansari neselective la socul curentului de magnetizare, dar suficient de scazut pentru a permite actionarea functiei la defecte interne violente. Valori uzuale id10 = 8 … 10 in.


&

&

&

>1

idR

idS

idT

id10

id_insR_dem

id_insS_dem

id_insT_dem

kdifR

EndifR

kdifS

EndifS

kdifT

EnIdifT

EnIdif_instant

id_insR_decl

id_insS_decl

id_insT_decl

id_ins_decl

IdifInst

PROTECTIA DIFERENTIALA

Documents

Transcript of PROTECTIA DIFERENTIALA