Protectia diferentiala in electroenergetica este o completare a protectiei de gaze de pe transformatoarele electrice din statiile electrice inalta/inalta sau inalta/medie tensiune, fiind utilizata contra scurtcircuitelor interne si a scurtcircuitelor de la bornele transformatoarelor, in acest caz purtand numele de protectie diferentiala longitudinala. Protectia se utilizeaza atunci cand se pun in paralel doua statii electrice (mai exact doua transformatoare aflate in doua puncte de distributie a energiei electrice diferite) si are rolul de a actiona la diferente intre curenti de la cele doua capete ale zonei protejate. Deci, protectia compara curenti (longitudinal) intre doua puncte ale aceluiasi circuit. Prin analogie, exista si protectia diferentiala transversala, care compara diferential curenti de la doua sau mai multe circuite sau elemente (de circuit).2. Protectia directionala are rolul de a actiona la modificarea defazajului dintre curent si tensiune in raport cu defazajul existent in punctul de instalare in regim nominal de functionare a liniei electrice. Aceste modificari de defazaj au loc in cazul elementelor din sistemul electroenergetic care sunt alimentate de la ambele capete (linii si/sau transformatoare electrice). Aceasta protectie se utilizeaza obligatoriu in combinatie cu o protectie, de obicei, de curent sau impedanta. Rezulta, in aceste cazuri, asa numitele protectii directionale.Dupa ce am lamurit acest aspect, pentru am avut impresia ca nu le stapanesti foarte bine, poti sa-ti spun ca in cadrul unui proiect, de regula de modernizare, in functie de caracteristicile liniei electrice (impedanta longitudinala a liniei cat si tensiunea nominala caracteristica), se stabilesc prioritatile necesare montari protectii directionale si/sau diferentiale. Protectia diferentiala longitudinala in sistemele trifazate, in peste 99% din cazuri, este obligatorie. In cazul sistemelor de alimentare in curent alternativ monofazat de medie tensiune, protectia directionala are prioritate in fata celei diferentiale longitudinale, aceasta din urma fiind implementata doar daca pe o anumita zona doua puncte de distributie a energiei electrice se pot pune in paralel. In cazul alimentarii din statii electrice a unor PT-uri medie pe joasa tensiune, nu este obligatorie utilizarea protectiei directionale. Protectia directionala reprezinta de fapt si un mod de a "vedea" cantitatea de putere deformanta tranzitata prin sistem. Oricum pe aceasta tema s-au scris carti pe care ti le recomand sa le studiezi daca doresti sa afli mai multe detali. Un posibil sumar a acestora depaseste cadrul topicului de fata.1. Protecia transformatoarelor electrice1.1. Defecte posibile, regimuri anormale de funcionare i protecii prevzute la transformator1.2. Protecia transformatorului mpotriva defectelor interioare1.2.1 Protecia cu relee de gaze1.2.2 Protecia diferenial longitudinal1.2.3 Protecia diferenial cu tiere de curent1.2.4 Protecia diferenial cu transformator cu saturaie rapid1.2.5 Releul diferenial RDS1.2.5.1 Calculul curenilor de dezechilibru i a elementelor de reglaj1.3 Protecie diferenial cu releu de tip comparator de amplitudini1.4 Protecia diferenial a transformatorului cu trei nfurri 1.5 Protecia diferenial longitudinal homopolar1.6 Protecia transformatorului mpotriva supracurenilor provocai de scurtcircuite exterioare1.6.1 Protecia maximal de curent temporizate1.6.2 Protecia maximal de curent cu blocaj de tensiune minim, temporizat1.6.3 Protecii maximale de curent cu filtru de secven invers, temporizate1.6.4 Protecia maximal de curent homopolar sau de tensiune homopolar, temporizat 1.6.5 Protecie de distan2. Sisteme de protecii numerice utilizate la protecia transformatoarelor electrice3. Calculul reglajelor transformatoarelor de putere3.1 Calculul reglajelor proteciilor transformatoarelor de putere de 16 MVA, 110/20 kV din staia 220/110/20 kV Suceava3.1.1 Calculul protectiei diferentiale3.1.2 Calculul franarii releului diferential3.2. Schema de protecie a trasnformatoarelor de putere4. Concluzii5. Bibliografie Extras din Document1.1 DEFECTE POSIBILE, REGIMURI ANORMALE DE FUNCIONARE I PROTECII PREVZUTE LA TRANSFORMATORTransformatoarele trebuie echipate cu protecii mpotriva defectelor interioare i regimurilor de funcionare, cauzate de defecte exterioare din reea. Trebuie prevzute protecii pentru urmtoarele deranjamente: mpotriva scderii nivelului uleiului i degajrii de gaze provocate de defecte interioare (scurtcircuite ntre spirele aceleiai faze, scurtcircuite polifazate n nfurri). Se protejeaz prin protecii cu relee de gaze (sau mai simplu prin protecii de gaze) toate 1000 kVA.transformatoarele cu ulei cu puteri S mpotriva defectelor ce apar ca urmare a scurtcircuitelor interne i la bornele transformatorului pot fi protejate prin protecia diferenial longitudinal trifazat (ca o completare a proteciei de 6,3gaze) n cazul transformatoarelor de putere mare sau medie (S MVA) sau prin secionri de curent montate pe partea alimentrii n 6,3 MVA). Lacazul transformatoarelor de puteri mici (S transformatoarele cu puteri S > 100 MVA, la care pentru reglajul raportului de transformare sub sarcin exist o unitate separat de reglaj, se va prevedea cte o protecie diferenial pentru fiecare unitate component. Se utilizeaz i o protecie diferenial homopolar. mpotriva defectelor interne nsoite de puteri la pmnt se protejeaz prin protecia de cuv, care este o protecie simpl maximal de curent, numit i protecia Chevalier. mpotriva supracurenilor provocai de scurtcircuite polifazate exterioare se folosesc protecii maximale de curent temporizate cu sau fr blocaj de tensiune minim, i protecii de distan, iar mpotriva scurtcircuitelor exterioare cu punere la pmnt se prevd protecii maximale de curent sau de tensiune homopolare temporizate. Proteciile de distan se prevd la transformatoare avnd tensiunea superioar U 220 kV. mpotriva suprasarcinilor (de exemplu n perioada de vrf sau autopornire a motoarelor pot aprea suprasarcini inadmisibile) se prevede o protecie special sau o protecie maximal de curent fr blocaj minimal de tensiune temporizat, care se execut pentru a comanda semnalizarea i se prevede de obicei pe o singur faz. 10 MVA, o protecie care comand numai semnalizarea. mpotriva supratemperaturii se prevede, la transformatoarele S Protecia care acioneaz la defecte interioare i exterioare se execut pentru a comanda declanarea tuturor ntreruptoarelor transformatorului, cu sensibilitate ct mai mare i cu aciune ct mai rapid, prin aceasta reducndu-se proporiile defectrii transformatorului i asigurndu-se o funcionare stabil a sistemului energetic, n caz de scurtcircuit.Proteciile menionate mpotriva defectelor i a regimurilor anormale de funcionare se folosesc toate sau n parte, n funcie de puterea transformatorului, de importana i de tipul lui, conform normativului.La circuitele de comand ale declanrilor i semnalizrilor proteciilor prin relee, menionate, vor fi racordate i acionrile de la proteciile tehnologice (ale instalaiei de rcire, de supraveghere a temperaturilor .a.) prescrise de fabrica constructoare a transformatorului.1.2 Protecia transformatorului mpotriva defectelor interioare1.2.1 Protecia cu relee de gazeAceast protecie, folosit contra defectelor interne, poate fi aplicat numai la transformatoare cu ulei i cu conservator de ulei, ea acionnd numai n cazul defectelor din interiorul cuvei. Arcul electric sau cldura dezvoltat de scurtcircuitul din interiorul cuvei au ca urmare descompunerea uleiului i a materialelor organice ale pieselor izolante i formarea de gaze. Acestea fiind mai uoare dect uleiul, se ridic spre conservator. n cazul defectelor mai grave, formarea gazelor poate fi att de violent, nct presiunea interioar care ia natere poate imprima i uleiului o deplasare spre conservator.Aparatul care sesizeaz formarea gazelor sau a curentului de ulei este releul de gaze 1, cunoscut sub numele de releu Buchholz, care se monteaz pe conducta de legtur dintre cuv i conservator. La instalarea transformatorului, cuva acestuia trebuie nclinat cu (1 1,5) % prin introducerea penelor 2 sub dou dintre roi, astfel nct conducta spre conservator s aib o pant de (2 - 4) %, pentru a se uura trecerea eventual a gazelor sau uleiului spre conservator.Fig. 1. Montarea releului de gazeReleul de gaze este format dintr-un mic rezervor prevzut pe dou laturi opuse, cu orificii pentru racordarea la conducta de ulei. n interiorul rezervorului este un flotor (un plutitor) sau dou flotoare (dup tipul releului). Flotoarele sunt piese mobile aflate n circuitul de ulei, de care sunt fixate contactele de forma unor ntreruptoare basculante cu mercur, capsulate.