RELEE ELECTROMAGNETICE

RELEE ELECTROMAGNETICE • Cele mai importante tipuri de relee

electromagnetice care se pot întâlni în instalaţiile electrice sunt:

• releele electromagnetice de curent;

• releele electromagnetice de tensiune;

• releele electromagnetice intermediare;

• releele electromagnetice polarizate.

RELEE ELECTROMAGNETICE

• Relee electromagnetice de curent


• Relee electromagnetice de tensiune


• Relee electromagnetice intermediare


Variante constructive de relee

intermediare

Releu intermediar

cu zǎvorâre mecanicǎ


• Relee electromagnetice polarizate


• Posibilitǎţi de funcţionare pentru releele polarizate


• Relee de inducţie Releu de inducţie cu motor Ferraris tip RTpC-2


• Cu privire la funcţionarea releelor de inducţie



21 SSS 2

1

S

Sm

1m

mo1

1m

12

21o

,sc2sc1sc scscsc IL

sc

sc

scZ

EI

,

,

2sc1sc22e

2sc1sc11e

sc

2

scscsc

2

o1esin81

cossin2jsin21

1m

m

sc

2

scscsc

2

o2esin81

cossinm2jsin)4m3(21

1m

1

sc

2

sc

2e1e

*

2e1e

sin)2m)(1m(41

2sin)1m()(msin



sinKM 2e1ea

sc

2

sc2

oatg91

tg2

1m

mKM

,3

1tg sc "6'2618sc

valori cât mai mari ale raportului m dintre aria ecranatǎ şi aria neecranatǎ


• Posibilitǎţi de deconectare folosind relee de inducţie

Relee de timp • Asigura o comandǎ în circuitul de ieşire, dupǎ un anumit timp, de obicei

reglabil, deci cu o anumitǎ întârziere

• relee cu remporizare electricǎ, a cǎror funcţionare are la bazǎ regimul tranzitoriu de încǎrcare-descǎrcare, în curent continuu, a unui condensator electric, care asigurǎ comutarea unui releu intermediar;

• relee cu temporizare electromecanicǎ, la care sursa de energie mecanicǎ, de obicei un electromagnet, acţioneazǎ un mecanism de ceasornic, ce realizeazǎ întârzierea doritǎ a comenzii în circuitul de ieşire;

• relee cu temporizare electropneumaticǎ, la care sursa de energiemecanicǎ acţioneazǎ un ansamblu de întârziere cu fluid (gaz sau lichid), adesea de tip amortizor cu piston, comutaţie întârziatǎ în circuitul de ieşire fiind condiţionatǎ de deplasarea pistonului, ce depinde de deplasarea fluidului prin orificii speciale, convenabil calibrate;

• relee cu temporizare electrotermicǎ, care funcţioneazǎ pe seama regimului tranzitoriu de încǎlzire-rǎcire al unui element sensibil la valorile temperaturii, de tip termistor sau lamelǎ bimetal;

• relee cu temporizare prin inducţie, a cǎror funcţionare are la bazǎ procese tranzitorii ce au loc într-o înfǎşurare în scurtcircuit, care se adaugǎ înfǎşurǎrii de bazǎ, de curent continuu, ca circuit de intrare al unui releu electromagnetic;

• relee cu temporizare chimicǎ, a cǎror funcţionare se bazeazǎ pe evoluţia unei reacţii chimice controlate.

Relee de timp

Relee de timp cu temporizare electricǎ

Releu de pâlpâire cu temporizare electricǎ

Relee de timp

• Relee de timp cu temporizare electromecanicǎ

Releu de timp tip RTk-410 cu mecanism de ceasornic

Relee de timp

• Releu de scarǎ cu temporizare electromecanicǎ

Relee de timp

• Relee de timp cu temporizare electropneumaticǎ

Relee de timp

• Releu cu temporizare cu lichid conductor (mercur)

Relee de timp

• Relee de timp cu temporizare electrotermicǎ

Releu de scarǎ cu temporizare electrotermicǎ tip GL-6

Relee electronice

• Schema de principiu a unui releu electronic cu tranzistoare

Relee electronice • Releu electronic de timp cu temporizare electricǎ

Relee electronice • Releu electronic de pâlpâire RP-6

SCHEME TIPICE DE PROTECŢIE A

INSTALAŢIILOR ELECTRICE • Principalele tipuri de scheme de protecţie care se

întâlnesc în instalaţiile electrice, sunt:

• protecţia de curent;

• protecţia de tensiune;

• protecţia diferenţialǎ;

• protecţia direcţionalǎ;

• protecţia de distanţǎ.

• exigenţele sporite cu privire la siguranţa în alimentarea cu energie a consumatorilor, au propus trecerea de la reţele radiale de distribuţie a energiei electrice, la reţele buclate de distribuţie a energiei electrice


INSTALAŢIILOR ELECTRICE

• Schema bloc funcţionalǎ pentru scheme de protecţie digitale şi numerice



• Protecţia de curent


INSTALAŢIILOR ELECTRICE • Stabilirea valorilor curenţilor de pornire şi de revenire a protecţiei maximale

de curent


INSTALAŢIILOR ELECTRICE • Protecţia de curent sensibilǎ la componente simetrice

• Schemǎ de protecţie cu filtru de curent de secvenţǎ homopolarǎ

TC

o

TC

sTsSsRpTpSpR

n

I3

n

IIIIII

Transformator de secvenţǎ homopolarǎ



• Protecţie de curent de secvenţǎ inversǎ



• Filtru de curent de secvenţǎ inversǎ


INSTALAŢIILOR ELECTRICE • Protecţia de tensiune (minimala)


INSTALAŢIILOR ELECTRICE • Protecţia de tensiune sensibilǎ la componente simetrice

• homopolara componente simetrice

• inverse


INSTALAŢIILOR ELECTRICE • Filtru de tensiune de componentǎ simetricǎ inversǎ (FTSI) şi diagrama

fazorialǎ aferentǎ funcţionǎrii acestuia



• Protecţia diferenţialǎ (transversala sau longitudinala)

• Principiul protecţiei diferenţiale longitudinale (PDL)



• Protecţia diferenţialǎ longitudinalǎ (echilibrare curenti sau tensiuni)


INSTALAŢIILOR ELECTRICE • Protecţia diferenţialǎ longitudinalǎ (PDL) cu TSR

SCHEME TIPICE DE PROTECŢIE

A INSTALAŢIILOR ELECTRICE Releu pentru protecţia diferenţialǎ cu acţiune de frânare de tip RDS-3



• Protecţia diferenţialǎ transversalǎ



• Protecţia direcţionalǎ


INSTALAŢIILOR ELECTRICE • Schema monofilarǎ de principiu a protecţiei maximale direcţionale



• Caracteristica de acţionare a unui releu direcţional

)cos(IUKM rrrra

r


INSTALAŢIILOR ELECTRICE • Schema bloc a elementului sensibil din construcţia unui releu direcţional

static



• formatoare de funcţii ce realizeazǎ combinaţiile necesare:

IkUkE IU1 IkUkE IU2

)cos(IUkk2IkUkE IU

22

I

22

U1

)cos(IUkk2IkUkE IU

22

I

22

U2

Sumatorul realizeazǎ diferenţa acestor semnale redresate şi filtrate

2E1EE IkUk IU

)cos(Uk2E U IkUk IU

)cos(Ik2E I



• Semnalul de comanda pentru elementul sensibil al unui releu direcţional

static

Evoluţia realizǎrii releelor de

protecţie în ultimul secol

Schema de principiu a

declanşatorului electronic AEG

Structura unor relee numerice cu

mai multe CEM

Structura unor relee numerice (cu

un singur CEM)

Schema de principiu a unui releu numeric

SIGURANŢE FUZIBILE • Siguranţele fuzibile sunt cele mai rǎspândite elemente de

protecţie împotriva supracurenţilor, ele putând interveni atât pentru defecte de tip suprasarcinǎ, cât şi pentru defecte de tip scurtcircuit.

• Principalele pǎrţi componente ale unei siguranţe fuzibile sunt:

• elementul fuzibil, care este realizat ca un fir sau ca o bandǎ metalicǎ, din Cu, Al sau Zn;

• suportul ceramic sau din sticlǎ, electroizolant, în care este plasat elementul fuzibil, ansamblul reprezentând patronul fuzibil;

• suportul sau soclul electroizolant al siguranţei fuzibile, în care sunt plasate contactele fixe ale acesteia, între care este plasat patronul fuzibil ( soclul fiind cu legǎturi faţǎ, LF, cu legǎturi spate, LS sau cu legǎturi faţǎ de tip industrial, LFi);

• accesorii de prindere sau de racordare în circuitul protejat, eventual indicatorul de funcţionare.

SIGURANŢE FUZIBILE

• Principalii parametri nominali ai siguranţelor fuzibile sunt:

• - tensiunea nominalǎ, Un, cu aceeaşi valoare pentru patronul fuzibil şi pentru soclul siguranţei fuzibile, ce poate fi de 12 V, 24 V, 250 V 500 V, 660 V pentru circuitele de joasǎ tensiune de curent continuu sau de curent alternativ, respectiv de 10 kV, 20 kV, 35 kV pentru circuitele de înaltǎ tensiune.

• Tensiunea nominalǎ este legatǎ de lungimea elementului fuzibil, lf

• - curentul nominal, In, cu valori care pot sǎ fie diferite pentru soclu, Ins, respectiv pentru patronul fuzibil, Inp (mai mare pentru soclu) Curentul nominal al patronului, Inp, este definit ca valoare tipizatǎ maximǎ a curentului, pentru care, dacǎ parcurge un timp nelimitat circuitul, se garanteazǎ funcţionarea sigurǎ, fǎrǎ topirea fuzibilului.

SIGURANŢE FUZIBILE

• Valorile curenţilor nominali sunt de ordinul (6-1000) [A] pentru siguranţele de joasǎ tensiune şi respectiv (6-100) pentru siguranţele fuzibile de înaltǎ tensiune.

• Un alt parametru nominal îl reprezintǎ curentul de rupere al siguranţelor fuzibile, cu valori de pânǎ la 60 kA pentru siguranţele unipolare cu filet de joasǎ tensiune, între (25-100) kA pentru siguranţele fuzibile de mare putere de rupere de joasǎ tensiune de tip MPR, respectiv cu valoare 8,5 kA (putere de rupere de 500 MVA) pentru siguranţe fuzibile tubulare de înaltǎ tensiune (35 kV).

• Echivalent curentului de rupere al siguranţei fuzibile, se precizeazǎ adesea puterea de rupere a acesteia, considerând curentul de rupere şi tensiunea de stingere a arcului electric de întrerupere, exprimatǎ în [kVA] sau [MVA].

• Un alt parametru nominal, important şi pentru calculul siguranţelor fuzibile, este puterea disipatǎ pe elementul fuzibil, ce poate avea valori maxime de zeci de W pentru curenţi nominali de 600 A, acestea fiind crescǎtoare cu valorile curentului nominal.

SIGURANŢE FUZIBILE

• Tipuri de caracteristici de caracteristici de protectie pentru SF

Cu privire la efectul de limitare pentru SF

SIGURANŢE FUZIBILE

• Funcţionarea siguranţelor fuzibile, etapele de funcţionare

• 1) încǎlzirea elementului fuzibil, de la temperatura de regim permanent,

eventual de la temperatura ambiantǎ dacǎ fenomenele încep din stare rece,

pânǎ la temperatura de topire(regimul termic se poate considera adiabatic )

2) topirea elementului, la temperatura constantǎ

lSdt)t(iS

l 2

sc

t

t

2

1

2

m

t

t

2 Kdt)t(j2

1

1ptop

t

to

o2 K)(1lnc

dt)t(j1

o

constantǎ K1, specificǎ siguranţelor fuzibile, numindu-se constanta Meyer

3) încǎlzirea materialului elementului fuzibil de la temperatura de topire, la

temperatura de volatilizare

3topv

t

t

2 K)(*1ln**

*cdt)t(j

3

2

SIGURANŢE FUZIBILE

• Se observǎ cǎ pentru toatǎ durata defectului, pentru intervalul de timp de la

t1 la t3, se poate scrie o relaţie de forma cer pune în evidenta constantele

dupǎ Rüdenberg :

321

t

t

2 KKKdt)t(j3

1

Tinând seama de faptul cǎ arcul electric în interiorul patronului fuzibil se

amorseazǎ deja între picǎturile de metal lichid provenite din elementul fuzibil,

se acceptǎ de obicei afirmaţia cǎ timpul prearc, tpa, în funcţionarea

siguranţelor fuzibile, cu semnificaţie deosebitǎ mai ales pentru construcţiile de

tip ultrarapid cu efect de limitare, corespunde sumei (K1+K2), putând fi definit de

o relaţie de forma:

2

2

2

121pa

j

K

j

Kt

SIGURANŢE FUZIBILE

• Etapele de funcţionare a siguranţelor fuzibile

SIGURANŢE FUZIBILE • Clasificarea şi construcţia siguranţelor fuzibile

• In raport cu tensiunea lor nominalǎ deosebim:

• siguranţe fuzibile de joasǎ tensiune, având valorile tensiunii nominale sub 1000 V;

• siguranţe fuzibile de înaltǎ tensiune, cu valori ale tensiunii nomonale mai mari de 1000 V.

• Dacǎ vorbim despre capacitatea de rupere a siguranţelor fuzibile, deosebim:

• siguranţe fuzibile cu micǎ capacitate de rupere, cu construcţie închisǎ sau deschisǎ a patronului fuzibil, folosite pentru autovehicole, pentru protecţia circuitelor de comandǎ, electronice sau de automatizare, respectiv pentru aparatura audio-video, curentul de rupere fiind sub 1 kA; ele pot fi amplasate în tuburi de sticlǎ sau pe suport ceramic;

• siguranţe fuzibile cu putere de rupere medie, folosite în instalaţiile electrice casnice sau industriale, pentru curenţi nominali sub 100 A, cu curent de rupere de valoare obişnuitǎ de 1 kA; cele mai cunoscute din aceastǎ categorie sunt siguranţele fuzibile unipolare cu filet, de joasǎ tensiune;

• siguranţe fuzibile cu pare putere de rupere, numite şi MPR, realizate la joasǎ tensiune pentru curenţi nominali de (60-1000) A, cu valori ale curentului de rupere crescǎtoare cu valorile curentului nominal, de la 25 kA la 100 kA; manevrerea acestora presupune de obicei utilizarea unui mâner de acroşare specializat în raport cu valoarea curentului nominal, având în vedere temperaturile de funcţionare ridicate.

SIGURANŢE FUZIBILE

• Siguranţele fuzibile se mai clasificǎ şi dupǎ principiul constructiv, deosebind:

• - siguranţe unipolare cu filet;

• - siguranţe miniaturǎ;

• - siguranţe tubulare;

• - siguranţe cu sau fǎrǎ material de umpluturǎ;

• - siguranţe cu sau fǎrǎ efect de limitare;

• - siguranţe fuzibile cu legǎturi faţǎ, cu legǎturi spate sau cu legǎturi faţǎ de tip industrial;

• - siguranţe fuzibile închise sau deschise.

• Un alt criteriu de clasificare ar putea fi alura caracteristicii de protecţie t(I), în raport cu care deosebim:

• siguranţe fuzibile lente;

• siguranţe fuzibile rapide;

• siguranţe fuzibile lent-rapide;

• siguranţe fuzibile ultrarapide.

SIGURANŢE FUZIBILE de JT

• Siguranţe fuzibile de joasǎ tensiune siguranţele unipolare cu filet

1-corp ceramic

2-element fuzibil

3-capac metalic

4-capac metalic

5-indicator

Ansamblu siguranţǎ fuzibilǎ de joasǎ tensiune


• Siguranţe fuzibile miniaturǎ

Siguranţe fuzibile auto curenţi nominali de la 0,5 A la 30 A


• Siguranţǎ fuzibilǎ unipolarǎ cu mâner

Exemplu de siguranţǎ unipolarǎ cu mâner ce se realizeazǎ pentru circuite de joasǎ

tensiune, Un = 500 V şi pentru curenţi nominali de In = 100-500 A.

SIGURANŢE FUZIBILE de JT • Siguranţele fuzibile unipolare cu mare putere de rupere, de tip MPR, larg

folosite în instalaţiile electrice de joasǎ tensiune, pentru tensiuni nominale de

pânǎ la 500 V, respectiv pentru curenţi nominali de (100-630) A în curent

alternativ şi 250 A sau 400 A în curent continuu, având curentul de rupere

de 10 kA

Aspectul unor siguranţe de tip MPR reale

SIGURANŢE FUZIBILE de IT • Cele mai rǎspândite tipuri de siguranţe fuzibile de înaltǎ tensiune, de 3-35

kV şi pânǎ la 7,5 A, cu puterea de rupere de 300 MVA, sunt cele realizate cu

elementul fuzibil ca un fir, înfǎşurat eventual pe un suport sau ca o spiralǎ,

folosind ca material de umpluturǎ nisip de cuarţ de granulaţie finǎ, cu

conţinut de cuarţ de pânǎ la 99,5%,

Siguranţǎ fuzibilǎ de înaltǎ tensiune, 20 kV

SIGURANŢE FUZIBILE de IT

• Siguranţǎ fuzibilǎ de înaltǎ tensiune cu coarne

Pentru tipodimensiunile de tensiune nominalǎ 35 kV, curentul de lucru este de

maximum 7,5 A, cu o valoare a curentului de întrerupere de 60

SIGURANŢE FUZIBILE de IT

Siguranţǎ fuzibilǎ de exterior cu material de umpluturǎ de 115 kV

Tendinţe moderne în construcţia şi realizarea

siguranţelor fuzibile • Principala tendinţǎ a fost aceea de a creşte puterea de rupere a

siguranţelor fuzibile. In acest scop, elementele fuzibile, realizate iniţial din materiale uşor fuzibile dar cu rezistivitate electricǎ mare, staniu sau plumb, au fost înlocuite cu materiale precum cupru sau argint, cu rezistivitate electricǎ scǎzutǎ, ceea ce, la un curent nominal dat, a permis reducerea secţiunii transversale a fuzibilului şi deci şi cantitatea de vapori metalici care intervenea la întrerupere. Ca o consecinţǎ fireascǎ, ştiut fiind cǎ prezenţa vaporilor metalici favorizeazǎ dezvoltarea arcului electric prin fenomene de ionizare termicǎ, arcul electric de întrerupere va putea fi stins mai uşor sau, dezvoltându-se mai puţin permite obţinerea unor puteri de rupere mai mari.

• Creşterea puterii de rupere a siguranţelor fuzibile a validat şi alte soluţii constructive, cum ar fi preferinţa pentru construcţii închise de siguranţe fuzibile, utilizarea materialelor granuloase de umpluturǎ, dintre care cel mai cunoscut este nisipul de cuarţ, asociat şi cu un efect de limitare a curentului de defect întrerupt de siguranţa fuzibilǎ, utilizarea mai multor fire fuzibile subţiri în locul unui singur conductor de diametru mare, preferinţa pentru cǎi de curent de secţiune transversalǎ de secţiune dreptunghiularǎ pentru realizarea elementelor fuzibile la curenţi nominali mari etc.

• Temperaturi le de topire mai mari decât ale materialele folosite anterior pentru materiale de tip Cu sau Ag, au generat un alt dezavantaj, creşterea temperaturii de funcţionare a acestor noi siguranţe fuzibile, ce pot deveni sursǎ termicǎ pentru restul instalaţiei.


siguranţelor fuzibile • Pentru scǎderea temperaturii de funcţionare a siguranţelor fuzibile s-a

încercat în primul rând ameliorarea condiţiilor rǎcire în funcţionarea acestora, dar rezultatele nu au fost cu mult mai bune.

• Efecte favorabile a avut şi utilizarea materialelor de umpluturǎ, pe seama conductibilitǎţii termice mari a „omidei de nisip” rezultate din vaporii metalici şi materialul de umpluturǎ la întreruoerea curenţilor de defect.

• Scǎderea temperaturii de funcţionare a siguranţelor fuzibile a fost concludentǎ prin folosirea „efectului metalurgic”, care constǎ în plasarea pe elementul fuzibil a unei picǎturi de eutectic plumb-cadmiu sau plumb-staniu, care are proprietatea de a trece în fazǎ lichidǎ la temperaturi de (250-300)°C, mult mai mici decât temperatura de topire a cuprului de exemplu, care este de 1083°C, sau a argintului care este de 960°C. Dupǎ topirea picǎturii de material eutectic, este aceea de a realiza trecerea în fazǎ lichidǎ a materialului metalic suport, chiar dacǎ temperatura acestuia este inferioarǎ temperaturii sale de topire, ceea ce corespunde funcţionǎrii unor asemenea siguranţe fuzibile la temperaturi mai scǎzute.

• Existǎ şi soluţii care asigurǎ un efect similar, numit „efect metalurgic chimic”, prin plasarea, în zona medianǎ a elementului fuzibil, a unei pastile speciale, care conţine substanţe chimice, ce reacţioneazǎ, la o temperatura datǎ, cu materialul fuzibilului, rezultând compuşi cu rezistivitate electricǎ mare, încǎlziri locale importante şi topirea acestor compuşi, asigurându-se funcţionarea siguranţei fuzibile la temperaturi mai mici decât temperatura de topire a materialului suport.


siguranţelor fuzibile • scǎderii timpului de funcţionare pentru siguranţele fuzibile, acest timp

de „rǎspuns” constituindu-se adesea într-un criteriu de performanţǎ pentru

siguranţele fuzibile.

• In acest scop s-au realizat elementele fuzibile cu secţiune transversalǎ

îngustatǎ în zona medianǎ, cu istmuri şi decupǎri

Tendinţe moderne în construcţia şi

realizarea siguranţelor fuzibile • limitarea supratensiunilor care se manifestǎ la întreruperea cu

siguranţe fuzibile

• -limitarea lungimii elementului fuzibil (62 mm la JT)

• -realizarea elementului fuzibil în trepte

• - limitarea supratensiunilor cu eclator suplimentar


realizarea siguranţelor fuzibile

• Soluţie cu douǎ siguranţe fuzibile şi eclator pentru limitarea supratensiunilor


realizarea siguranţelor fuzibile • Sigurante fuzibile speciale

• Semnalǎm faptul cǎ direcţiile de cercetare în domeniul siguranţelor fuzibile sunt foarte diverse şi semnalǎm chiar realizarea unor siguranţe fuzibile cu fazǎ lichidǎ, care nu necesitǎ înlocuirea patronului fuzibil dupǎ întrerupere. Elementul fuzibil este din K sau Na, metale alcaline care trec în fazǎ lichidǎ la temperaturi în jurul a 100°C, dar fiind foarte active din punct de vedere chimic, se impune a fi utilizate într-o incintǎ etanşǎ, vidatǎ sau cu gaz inert.

• La curentul nominal din circuit, temperatura de funcţionare provoacǎ trecerea materialului fuzibilului în fazǎ lichidǎ, cu calitǎţi de conducţie comparabile cu cele corespunzǎtoare fazei solide. In situaţii de defect însǎ, intervine încǎlzirea acestui material, ce trece în fazǎ de vapori suprasaturanţi, pentru care rezistivitatea electricǎ creşte, asigurând un efect de limitare a curentului de defect. De asemenea, pe seama presiunii crescute se poate comanda deconectarea, dupǎ care, prin rǎcire, intervine succesiv condensarea vaporilor metalici, trecerea din fazǎ lichidǎ în fazǎ solidǎ, cu posibilitatea de a relua ciclul de funcţionare descris



• siguranţe fuzibile termice, folosite în cazul consumatorilor electrocasnici de

micǎ putere (filtre de cafea, uscǎtor de pǎr, etc.), ce folosesc un aliaj uşor

fuzibil, care la creşterea temperaturii asigurǎ deschiderea unui contact şi

întreruperea circuitului în caz de defect, impunându-se apoi înlocuirea

patronului fuzibil



• Pentru situaţiile în care înlocuirea patronului fuzibil nu

este posibilǎ sau pune probleme majore (pentru

utilizǎri aerospaţiale sau în industria nuclearǎ), s-au

realizat siguranţe fuzibile, numite desigur impropriu

astfel, de tip resetabil.

• Acestea folosesc pe calea de curent un element

termoplastic cu coeficient de temperaturǎ pozitiv, de

tip termistor, care-şi creşte mult valoarea rezistenţei

proprii la depǎşirea unei anumite valori a temperaturii,

astfel încât asigurǎ limitarea supracurenţilor din

circuitul respectiv; dupǎ deconectare,

• prin rǎcire, un asemenea element revine la

funcţionare normalǎ, deci se reseteazǎ

LIMITATOARE DE CURENT

• Modul de funcţionare a limitatorului de curent de curent continuu


• Schema de principiu a unui circuit cu limitator de curent

LIMITATOARE DE CURENT • Tehnica utilizǎrii limitatoarelor de curent, numite adesea şi

limitatoare de curent de avarie, s-a extins mai ales pentru reţele de distribuţie de medie sau de înaltǎ tensiune, în care întâlnim douǎ categorii de asemenea dispozitive:

• limitatoare de curent care îşi modificǎ parametrii, (impedanţa), fǎrǎ comutaţie, dintre acestea semnalând bobinele de reactanţǎ, dispozitivele semiconductoare sau rezistenţele neliniare de tip varistor;

• limitatoare de curent care îşi modificǎ parametrii prin comutaţie rapidǎ, care funcţioneazǎ pe seama deschiderii contactului al unui aparat de comutaţie, la comanda generatǎ pe seama defectului, contact ce permite astfel includerea în circuitul cu defect a unui rezistor (a unei impedanţe) ce realizeazǎ limitarea curentului de defect.

• Existǎ de asemenea posibilitatea de a realiza limitatoare de curent folosind fenomenul de rezonanţǎ într-un circuit L-C derivaţie.


• Limitator de curent cu comutaţie


• Limitator de curent cu circuit L-C derivaţie

1CL

LLj

Cj

1Lj

Cj

1Lj

LjXoo

2

o

1

o

o

o

o

1ech

Limitator de curent rezonant cu circuit L-C

derivaţie • Variaţia reactanţei echivalente, Xech, cu pulsaţia sursei de alimentare

oo

2

oCL

1

Limitator de curent rezonant cu circuit

L-C derivaţie • La întervenţia unui defect de tip scurtcircuit, ca o legǎturǎ accidentalǎ între

punctele M-N, elementele care sesizeazǎ defectul vor comanda

modificarea valorilor Lo sau Co, în sensul scǎderii lor

,CL

1

CL

1 2

*

ooo

*

o

2*

o

Lo* < Lo , Co* < Co

Limitator de curent rezonant cu circuit L-C

derivaţie • Soluţii pentru comanda limitatorului rezonant de curent de tip L-C derivaţie

Limitator de curent rezonant cu circuit

L-C derivaţie

Limitator rezonant de curent de tip L-C cu comutaţie

APARATE ELECTRICE DE IT • Domeniul de înaltǎ tensiune se referǎ astfel la tensiuni

nominale mai mari decât 1000 V, ajungându-se în prezent la realizarea unor linii de transport a energiei electrice avvând tensiunea nominalǎ de 765 kV.

• Construcţia aparatelor electrice de înaltǎ tensiune defineşte subdomenii ale tensiunilor nominale, care evidenţiazǎ tipodimensiuni specifice, cum sunt:

• subdomeniul de medie tensiune, pânǎ la valori ale tensiunii nominale de (20-35) kV;

• subdomeniul de înaltǎ tensiune pânǎ la valori ale tensiunii nominale de 110 kV;

• subdomeniul de foarte înaltǎ tensiune, cu valori ale tensiunii nominale de 200 kV, 400 kV şi 765 kV.

• Principalele tipuri de aparate electrice de înaltǎ tensiune ce vor fi prezentate în cele ce urmeazǎ sunt descǎrcǎtorele, separatoarele, întrerupǎtoarele şi bobinele de reactanţǎ.

APARATE ELECTRICE DE IT

• Aparate electrice pentru protecţia împotriva supratensiunilor(descarcatoare)

• Supratensiunile care apar în instalaţiile electrice pot fi:

• supratensiuni de comutaţie, datorate regimurilor tranzitorii de conectare-

deconectare a circuitelor cu ajutorul aparatelor electrice de comutaţie;

• supratensiuni atmosferice, de tipul loviturǎ de trǎsnet–descǎrcare electricǎ

atmosfericǎ de foarte înaltǎ tensiune, cu manifestǎri electrice, luminoase şi

sonore, care are loc între doi nori sau între un nor şi pǎmânt (obiecte de pe

pǎmânt).

• Principalele tipuri de descǎrcǎtoare întâlnite în instalaţiile electrice de înaltǎ

tensiune sunt:

• eclatorul cu coarne;

• descǎrcǎtorul tubular cu fibrǎ, DTF;

• descǎrcǎtorul cu rezistenţǎ variabilǎ, DRV;

• descǎrcǎtorul cu oxizi metalici (ZnO).


Cu privire la funcţionarea descǎrcǎtoarelor


• Specificaţiile principale ale unui descǎrcǎtor sunt:

• tensiunea nominalǎ, care se alege în funcţie de tensiunea de serviciu a liniei

şi de coeficientul de punere la pǎmânt, valorile tensiunii nominale fiind cu

puţin mai mari decât tensiunea fazelor sǎnǎtoase la un defect de tip punere

la pǎmânt monofazatǎ;

• tensiunea de amorsare pentru undǎ tipizatǎ de supratensiune de 1,2/50 µs;

• tensiunea rezidualǎ, care se manifestǎ la borne în timpul descǎrcǎrii,

inferioarǎ tensiunii nominale a liniei, de dorit cât mai apropiatǎ de aceasta;

• tensiunea de amorsare pe frontul undei 1,2/50 µs.

• curentul nominal, cu valori nominalizate de 5kA si 10 kA

• curentul de însotire sau de scurgere (de valoare mare si de durata f. mica)


• Tipuri constructive de descǎrcǎtoare

Eclator cu coarne Descarcator tubular cu fibra (DTF)

APARATE ELECTRICE DE IT • Descarcatoare cu rezistenta variabila: tip DRVS si DRVM

• Caracteristica U(I) pentru discurile de carborund (SiC)

APARATE ELECTRICE DE IT • Separatoare de înaltǎ tensiune

• Separatoarele de înaltǎ tensiune se regǎsesc de obicei între aparatele electrice de comutaţie, deşi realizeazǎ doar separarea vizibilǎ într-n anumit circuit, cu efecte favorabile pentru siguranţa personalului, acestea manevrându-se doar la gol, înaintea întrerupǎtorului la conectare, respectiv dupǎ întrerupǎtor la deconectare

• Funcţiile separatoarelor în circuitele de înaltǎ tensiune sunt:

• separarea vizibilǎ a unui circuit, cu nivel de izolaţie corespunzǎtor, pentru a face posibilǎ intervenţia personalului specializat ce realizeazǎ lucrǎri de intervenţie, reparaţie sau revizie;

• deconectarea curenţilor de valori mici (transformatoare sau linii la gol);

• comutarea sub tensiune, dar fǎrǎ sarcinǎ, a circuitelor de înaltǎ

tensiune


• Principalele variante de separatoare de înaltǎ tensiune sunt:

• separatoare tip cuţit;

• separatoare rotative;

• separatoare basculante;

• separatoare de tip pantograf;

• separatoare de secţionare şi de scurtcircuitare;

• separatoare de sarcinǎ.

• Separatoarele de înaltǎ tensiune sunt denumite prin indicarea parametrilor nominali , a variantei constructive şi respectiv a locului de montare. Astfel STI 10/00 semnificǎ separator tripolar de interior de 10 kV şi 400 A, iar SMP 110/1250 se refrerǎ la un separator monopolar de exterior cu cuţit de punere la pǎmânt de 110 kV şi 1250 A.

APARATE ELECTRICE DE IT • Separatoarele de tip cuţit sunt specifice instalaţiilor de medie tensiune,

realizându-se pentru tensiuni nominale de 10 kV, 20 kV şi 35 kV, pentru

curenţi nominali de 200 A, 400 A 630 A şi 800 A, în variante mono sau

tripolare

APARATE ELECTRICE DE IT • Separatoarele rotative de înaltǎ tensiune se realizeazǎ pentru funcţionare

în condiţii de interior sau în condiţii de funcţionare de exterior, la tensiuni nominale de 35-380 kV, pentru conectarea-deconectarea prin rotaţie în plan orizontal (la medie tensiune), sau în plan vertical (la înaltǎ şi foarte înaltǎ tensiune), cǎci acestea se pot amplasa pe o suprafaţǎ mai redusǎ

APARATE ELECTRICE DE IT • Separatoarele basculante se construiesc pentru utilizǎri de interior sau

de exterior, în variantǎ trifazatǎ, pentru tensiuni nominale de pânǎ la 35

kV. Aceste separatoare se caracterizeazǎ printr-un gabarit redus şi de

eliminarea pericolului de autodeschidere în regim de defect, dar prezintǎ

dezavantaje legate de funcţionarea în condiţii de exterior, datoritǎ

depunerilor de gheaţǎ sau chiciurǎ

APARATE ELECTRICE DE IT • Pentru realizarea unor manevre speciale în instalaţiile de înaltǎ tensiune se

utilizeazǎ şi separatoare de secţionare dar şi separatoare de punere la

pǎmânt şi de scurtcircuitare

APARATE ELECTRICE DE IT • Separatoare de sarcinǎ

• Acestea se construiesc pentru tensiuni nomonale sub 30 kV, pentru curenţi

nominali de pânǎ la 630 A, respectiv pentru puteri de rupere de 10-50 MVA

• - separatoarele de sarcinǎ cu autocompresie, SPTI;

• - separatoarele de sarcinǎ cu camerǎ (de stingere) platǎ, STIS.


• Intrerupǎtoare de înaltǎ tensiune

• Intrerupǎtoarele automate de înaltǎ tensiune

sunt cele mai importante şi mai complexe

aparate electrice de comutaţie, care asigurǎ

conectarea-funcţionarea-deconectarea

circuitelor de înaltǎ tensiune în condiţii

normale, dar şi deconectarea în regim de

defect.

Intrerupǎtoare de înaltǎ tensiune

RELEE ELECTROMAGNETICE

Documents

Transcript of RELEE ELECTROMAGNETICE