9 Curs Sisteme moderne de comand, control i protecii n SEE Capitolul 2

CAPITOLUL 2

Staii de transformare. Pri componente.

2.1 Noiuni introductive.

Energia electric att de necesar tuturor utilizatorilor este produs n centrale electrice, care sunt plasate din considerente ale agenilor primari (crbune sau hidrocarburi pentru centralele termoelectrice, cderi de ap pentru centralele hidroelectrice, vnt pentru centralele eoliene, mult lumin pentru centralele fotovoltaice,etc) n zone diferite de zonele n care sunt plasai consumatorii (n special n zonele urbane pentru consumatori mari, dar i n zone rurale).

Aceast energie produs de centralele electrice sufer mai multe transformri pentru a putea fi transportat cu pierderi minime la distane mari i distribuit consumatorilor finali. Cu ct tensiunea este mai mare cu att curentul este mai mic i prin urmare pierderile scad considerabil (pierderea de energie este direct proporional cu ptratul curentului electric).

Dac n centralele electrice energia este produs n general la nivel de medie tensiune i uneori chiar la joas tensiune (centrale fotovoltaice), atunci nivelul tensiunii trebuie mrit pentru a se efectua operaia de transport a energiei electrice pn la nivelul de 220, 400 sau chiar i la 750 kV. Odat ajuni n zona consumatorilor pentru a putea utiliza aceast energie este necesar a se efectua operaia invers de transformare, adic este necesar ca nivelul de tensiune s fie micorat la nivel de medie tensiune pentru a se efectua operaia de distribuie i n final s ajungem la joas tensiune pentru consumatorii finali.

Transformarea nivelurilor de tensiune are loc n staiile electrice de transformare, care sunt noduri ale sistemului electroenergetic i la care se racordeaz liniile electrice de transformare.

Prin staie electric de transformare se nelege ansamblul de instalaii electrice i construcii anexe, destinat conversiei energiei electrice i/sau conectrii a dou sau mai multe surse de energie electric ori a dou sau mai multe ci de curent.

Dac o staie electric realizeaz transfer de energie ntre puncte aflate la acelai nivel de tensiune, atunci acea staie conine numai instalaia de conexiuni de la acel nivel de tensiune, cldirile i instalaiile anexe i nu conine transformatoare de for sau autotransformatoare. n acest caz staia are caracter de staie de conexiuni.

Dac o staie electric realizeaz transfer de energie ntre puncte aflate la nivele de tensiune diferite, atunci acea staie, n afara instalaiilor de conexiuni de la acele nivele de tensiune, a cldirilor i instalaiilor anexe, mai conine transformatoare de for sau autotransformatoare, care fac legtura ntre acele nivele de tensiune. n acest caz staia respectiv are caracter de staie de transformare i conexiuni.

Dup locul de amplasare n cadrul sistemului electroenergetic, staiile electrice pot fi: - staii de evacuare; - staii de transfer; - staii de distribuie - staii cu funciuni multiple. Instalaiile electrice ale staiilor electrice sunt mprite n urmtoarele categorii: - circuite primare; - circuite secundare; - servicii proprii; - instalaii auxiliare.

10 Curs Sisteme moderne de comand, control i protecii n SEE Capitolul 2

2.2 Circuitele primare aferente staiilor electrice. Circuitele primare ale staiilor sunt parcurse de energia electric care circul ntre diversele

noduri ale sistemului electroenergetic. n aceast categorie a circuitelor primare sunt incluse i circuitele care nu sunt parcurse de fluxul principal de energie dar care sunt racordate n derivaie la diverse circuite primare pe care le deservesc, cum sunt transformatoarele de msur de tensiune sau ale descrctoarelor cu rezisten variabil.

Circuitele primare funcioneaz obinuit la tensiuni relativ ridicate i sunt parcurse de cureni mari n regim normal de funcionare cu excepia circuitelor legate n derivaie. n componena acestora intr : trasformatoarele de for i autotransformatoarele; ntreruptoarele; separatoarele; barele colectoare; bobinele de reactan; transformatoarele de msur de tensiune i curent; descrctoare cu rezisten variabile.

Circuitele primare ale unei staii electrice sunt realizate fizic sub form de celule. Celula este o parte component a unei staii, care conine echipamente aparinnd unui singur circuit sau unui dispozitiv de legtur ntre diverse pri din staie sau unui dispozitiv de msurare sau protecie care constituie din punct de vedere constructiv i al spaiului pe care l ocup o unitate distinct. Numele celulei este dat de numele circuitului ale crui elemente alctuiesc celula.

n cele ce urmeaz se vor prezenta foarte pe scurt cele mai importante dintre echipamentele primare i care au legtur cu instalaiile de circuite secundare.

2.2.1 Transformatoarele i autotransformatoarele

Transformatoarele i autotransformatoarele din staiile de transformare au rolul de a cupla instalaii ale circuitelor primare care funcioneaz la niveluri de tensiune diferite, n scopul de a asigura transferul de energie ntre cele dou nivele de tensiune.

Din punct de vedere funcional, acestea sunt aparate statice cu dou sau mai multe nfurri cuplate magnetic, cu ajutorul crora se transform parametrii electrici (curent, tensiune) ai puterii electrice n curent alternativ, frecvena rmnnd neschimbat. Pentru a realiza un cuplaj magnetic ct mai stns, nfurrile sunt aezate pe un miez magnetic.

Din punct de vedere al circuitelor secundare, unitile de transformare sunt prevzute cu urmtoarele categorii de circuite secundare:

- Protecie, prin care se culeg date de la releele speciale (gaze i presiune), montate pe unitile de transformare i care sunt transmise ctre instalaia de protecie;

- Automatizare, prin care se realizeaz diverse regimuri de funcionare a instalaiilor de rcire a unitilor de transformare;

- Comand, prin care se realizeaz aciuni asupra comutatoarelor de reglaj sub sarcin n scopul reglajului de tensiune, asupra acionrii diverselor instalaii de rcire ulei (pompe i ventilatoare) sau asupra instalaiilor de stingere incendii aferente acestor uniti de transformare;

- Msur i supraveghere, prin care se obin informaii despre valorile curenilor din trecerile izolante, informaii asupra diverselor mrimi neelectrice cum ar fi temperatur n miez i ulei , coninut de gaze dizolvate i coninut de ap n ulei, precum i informaii despre starea echipamentelor de rcire i asupra poziiei comutatorului de reglaj sub sarcin;

- nclzire i iluminat pentru toate cofretelor aferente unitilor de transformare.

2.2.2 ntreruptoarele

ntreruptorul este echipamentul electric care trebuie s efectueze operaia de comutare (nchidere i deschidere) a circuitelor primare. Sarcina principal a acestuia este aceia de a restabili

11 Curs Sisteme moderne de comand, control i protecii n SEE Capitolul 2

sau ntrerupe curentul de sarcin n urma aciunii unui operator i de a ntrerupe curenii de scurtcircuit n mod automat ca urmare a aciunii unei protecii.

Funcia cea mai important a unui ntreruptor de nalt tensiune, dei nu cea mai frecvent, se rezum la deschiderea automat a circuitelor electrice n momentul apariiei scurtcircuitelor.

Prin urmare ntreruptorul este unul dintre echipamentele cele mai importante din cadrul celulelor, el asigurnd deschiderea circuitelor atunci cnd sunt strbtute de curenii de scurtcircuit, asigurndu-se astfel prevenirea i avarierea altor elemente de circuit. Este adevrat c decizia de declanare a ntreruprorului este efectuat de sistemele de protecie sau de ctre operator.

Pentru a-i putea ndeplini rolul, ntreruptoarele sunt prezzute cu diverse dispozitive de acionare.

Din punct de vedere al circuiteleor secundare ntreruptoarele sunt prevzute cu urmtoarele categorii de circiute secundare:

- Comand, prin care se realizeaz nchiderea sau deschiderea ntreruptorului; - Supraveghere, prin care se obin informaii despre diversele mrimi neelectrice cum ar fi

presiunea de azot sau hexaflorur de sulf (SF 6) , poziia ntreruprorului, ntreruperea circuitelor de declanare;

- nclzire i iluminat pentru cofretul dispozitivului de acionare.

2.2.3 Separatoarele

Separatoarele sunt echipamente electrice de comutaie care asigur, pentru motive de securitate, n poziia deschis, o distan de izolare vizibil n cadrul circuitelor primare din care fac parte. Separatoarele uzuale nu sunt echipate cu dispozitive speciale de stingere a arcului electric i prin urmare ele pot fi manevrate fr tensiune la borne sau cu o born sub tensiune, dar cu asigurarea c la bornele lor nu apare arc electric. Dac nu se ine cont de acest aspect exist posibilitatea ca prin nchiderea sau deschiderea contactelor principale ale separatoarelor s se produc arc electric i prin urmare echipamentul s se deterioreze. Exist situaii cnd separatoarele pot fi manevrate n sarcin, ns aceste cazuri trebuie atent studiate nainte de a trece la operaiile de comutare efective.

Separatoarele pentru a putea fi acionate sunt prezzute cu dispozitive de acionare electrice. Din punct de vedere al circuiteleor secundare separatoarele sunt prevzute cu urmtoarele

categorii de circuite secundare: - Comand, prin care se realizeaz nchiderea sau deschiderea separatorului; - Supraveghere, prin care se obin informaii despre poziia separatorului; - nclzire i iluminat pentru cofretul dispozitivului de acionare.

2.2.4 Transformatoare de msur

Pentru a putea monitoriza funcionarea elementelor de reea este nevoie s se cunoasc permanent valorile parametrilor electrici ai reelei (curent, tensiune, putere activ i reactiv, etc). Avnd n vedere c la nivele de tensiune ridicat i faptului c putem avea valori mari ale acestora chiar i la joas tensiune, este necesar ca msurarea acestor parametri s fie efectuat prin intermediul transformatoarelor de msur.

Transformatoarele de msur au rolul de a alimenta cu tensiune, respectiv curent, schemele de protecie.

n instalaiile aferente staiilor electrice avem de a face cu: transformatoare de tensiune, transformatoare de curent i transformatoare de msur mixte care au att rol de transformator de tensiune ct i de transformator de curent.

12 Curs Sisteme moderne de comand, control i protecii n SEE Capitolul 2

Din punct de vedere al circuitelor secundare, transformatoarele sunt prevzute cu urmtoarele categorii de circuite secundare:

- Protecie i automatizare, prin care se ofer date instalaiilor de protecie i automatizare; - Msur, prin care se ofer date instalaiilor de msurare a parametrilor electrici i ai energiei

electrice; - nclzire i iluminat pentru toate cofretele aferente transformatoarelor de msur.

2.2.4.1 Transformatoare de tensiune

Transformatoarele de tensiune sunt principial de dou tipuri: inductive i capacitive. a) transformatoare de tensiune inductive Principiul de funcionare al unui transformator de tensiune inductiv este asemntor cu al

unui transformator de for ns, spre deosebire de acesta, regimul de funcionare normal este apropiat de cel de mers n gol. n figura 2.1 se prezint schema de principiu a unui transformator de tensiune inductiv.

I1 I2

I3 U1

A N

TT a n

W

w

Fig. 2.1 Schema de principiu a unui transformator monofazat de tensiune inductiv

nfurarea primar este legat n paralel cu circuitele primare a cror tensiune trebuie

utilizat, iar circuitele secundare alimenteaz diversele aparate de msur i protecie. Principial, transformatorul de tensiune cuprinde un miez feromagnetic pe care sunt plasate

dou categorii de nfsurri: o nfsurare primar cu un numr de spire foarte mare W de seciune mic i una sau mai multe nfurri secundare cu numr mic de spire w de seciune mai mare.

Curentul de magnetizare al transformatorului de tensiune depinde de tensiunea reelei i de calitatea fierului, fiind independent de sarcina nfurrii secundare.

Transformatorul de tensiune nu trebuie s influeneze n nici un fel circuitele primare n care se monteaz. Datorit acestei condiii i analiznd figura 2.1 se poate pune cundiia ca:

21 II = (2.1) Aceast condiie este respectat dac curentul 3I este foarte apropiat de zero, adic este

neglijabil. Dac scriem ecuaia de funcionare a trasformatoarelor de msur putem scrie:

( )sZjXRw

WjXR

UI

++

++

=

212

2

121

13

(2.2)

unde:

1R este rezistena nfurrii primare;

12X este reactana de dispersie a nfurrii primare;

13 Curs Sisteme moderne de comand, control i protecii n SEE Capitolul 2

2R este rezistena nfurrii secundare;

21X este reactana de dispersie a nfurrii secundare;

W este numrul de spire al nfurrii primare; w este numrul de spire al nfurrii secundare;

sZ este sarcina secundar complex.

Pentru a se obine o valoare ct mai mic pentru curentul 3I , din relaia 2.2 se observ c este

necesr ca impedana secundar sZ s aib o valoare foarte mare ( 3I este zero dac sZ este ). Acest lucru este posibil dac regimul de funcionare al transformatorului de tensiune este un regim foarte apropiat de regimul de mers n gol.

Orice regim apropiat de regimul de scurtcircuit (scurtcircuit n secundarul transformatorului de tensiune) este un regim nedorit i care poate duce la deteriorarea transformatorului de tensiune. De acea n secundarele transformatoarelor de tensiune se monteaz obligatoriu sigurane automate pentru protecia la scurtcircuit al secundarelor.

Pentru transformatorul de tensiune se pot defini relaii noi, precum i noi termeni:

- Raportul de transformare: w

W

u

Un

n

n

t == (2.3);

- Eroarea de tensiune: %100

=U

Uuntu (2.4);

- Eroarea de unghi care reprezint unghiul de defazaj dintre vectorul tensiunii primare i vectorul tensiunii secundare,rotit cu 180.

Transformatoarele de tensiune inductive pot fi bipolare, atunci cnd ambele borne ale nfurrii primare sunt legate la tensiunea primar i monopolare, atunci cnd doar o born este legat la tensiunea primar, iar cealalt born se leag direct la pmnt. De asemenea transformatoarele pot fi monofazate sau trifazate. Se menioneaz c transformatoarele de tensiune trifazate se fabric numai pentru medie tensiune.

b) Transformatoare de tensiune capacitive Transformatoarele de tensiune capacitive sunt acele transformatoare care au n conponen un

divizor de tensiune capacitiv cuplat la tensiunea reelei i un transformator de tensiune care se cupleaz la divizorul capacitiv. n figura 2.2 se prezint schema de principiu a unui transformator de tensiune capacitiv.

T inductiv

C

L

Born de nalt tensiune

C

C

L0

F ua xa ub xb a n

U

X

l1 l2

c1

r1

Fig. 2.2 Schema de principiu a unui transformator de tensiune capacitiv

14 Curs Sisteme moderne de comand, control i protecii n SEE Capitolul 2

Dup cum se oserv din figura 2.2 transformatoarele de tensiune capacitive se folosesc n construcie monofazat i monopolar.

Pentru transformatoarele de tensiune se pot defini mai multe mrimi caracteristici, cele mai importante fiind:

- Tensiunea primar nominal este tensiunea aplicat bornelor de faz ale nfsurrii primare

n condiii nominale de lucru (3

110 kV ; 3

220 kV; 3

400 kV);

- Tensiunea secundar nominal este tensiunea care se obine la bornele secundare atunci

cnd n primar se aplic tensiunea nominal primar (3

1.0 kV ; 1.0 kV);

- Raportul de transformare nominal este raportul dintre tensiunea nominal primar i cea secundar ;

- Clasa de precizie reprezint limitele erorilor pe care transformatorul trebuie s le respecte n condiii de funcionare normale. Clasele de precizie sunt diferite pe diversele nfsurri secundare, astfel nfurrile secundare de msur au clase de precizie de 0.1 ; 0.2 ; 0.5 , 1 iar cele de protecie pot avea i clase 3P sau 6P ;

- Sarcina nominal secundar nY reprezint sarcina nfurrii secundare principal (de

msur) pentru care sunt garantate clasele de precizie; - Puterea secundar nominal este puterea aparent exprimat n VA, absorbit de sarcina

nominal n regim nominal de funcionare. nfurrile de msur au puteri secundare nominale mai mici (5 - 120 VA), iar nfurrile secundare de protecie au puteri secundare nominale mai mari (30 1000 VA). Dac nfurrile de protecie alimenteaz terminale de protecie numerice, puterea secundar nominal poate s aib valori mici. Oricum alegerea transformatoarelor de tensiune se face innd cont de toi consumatorii care se leag pe o anumit nfurare.

n practic, transformatoarele de tensiune monofazate pot fi utilizate n diverse scheme de conexiune. n figura 2.3 se prezint schemele de conexiune ale transformatoarelor de tensiune monofazate.

R S T

A X

a x

a)

r t

R S T

A X A X

a x

r s

a x

t

R S T

X X X

A A A

a1 a1 a1

r s t n

a2 a2

h n

x1 x1 x1 x2 x2 x2

a2

b) c)

Fig. 2.3 Schemele de conexiune ale transformatoarelor de tensiune monofazate a) legarea la tensiunea compus ; b) legtura n V ; c) trei transformatoare monofazate.

2.2.4.2 Transformatoare de curent

Transformatoarele de curent sunt realizate pentru a reduce valorile curenilor primari la valori

mai mici de ordinul amperilor, pentru ca acestia s poat strbate circuitele i echipamentele secundare (contoare, aparate de msur, protecii i automatizri). Spre deosebire de cele de

15 Curs Sisteme moderne de comand, control i protecii n SEE Capitolul 2

tensiune, nfurarea primar a transformatoarelor de curent se leag n serie cu circuitul al crui curent trebuie msurat. n figura 2.4 se prezint schema de principiu a unui transformator de curent.

I1

U1

A

U2

TC

P1 P2

s1 s2

I2

W

w

Fig. 2.4 Schema de principiu a unui transformator de curent

Principial, transformatorul de curent cuprinde un tranformator toroidal la care primarul este

format din circuitul primar cu numr mic de spire W (de obicei una sau dou) de seciune mare i mai multe secundare cu numr mare de spire w de seciune mic.

Transformatoarele de curent nu trebuie s influeneze n nici un fel tensiunea din circuitul primar, adic cderea de tensiune: UUU = 21 (2.5) trebuie s fie ct mai mic posibil, teoretic s fie 0.

Cderea de tensiune este egal cu tensiunea din relaia urmtoare:

( ) 12122

1211 IZjXRw

WjXRU s

++

++= (2.6)

unde mrimile au semnificaia din relaia 2.2. Pentru ca aceasta s fie minim este necesar ca sZ s fie 0.

Pe de alt parte dac nfurarea secundar este deschis, atunci ntregul curent primar servete pentru magnetizare ceea ce implic apariia unui flux exagerat n miezul de fier i se produce o nclzire a acestuia peste limitele admisibile i determin deteriorarea transformatorului. n aceste condiii la bornele secunadare apare o tensiune care poate atinge valori periculoase pentru personalul de exploatare.

Prin urmare nfurrile secundare ale transformatoarelor de curent trebuie s funcioneze n regim de scurtcircuit. Este interzis funcionarea acestora n gol. Dac o anumit nfurare nu este folosit aceasta se va sunta la bornele secundare ale transformatorului. Din motive de securitate a personalului este obligatoriu ca una dintre borne s fie legat la pmnt.

Pentru transformatorul de curent se pot defini relaii noi, precum i noi termeni:

- Raportul de transformare: W

w

i

Inc == (2.7)

de unde rezult c numrul de spire secundare este mult mai mare dect numrul de spire primare ;

- Eroarea de curent: %100

=I

Iinci (2.8) ;

- Eroarea de unghi care reprezint unghiul de defazaj dintre vectorul curentului primar i cel secundar;

- Eroarea compus. Pentru transformatoarele de curent se pot defini mai multe mrimi caracteristici, cele mai

importante fiind:

16 Curs Sisteme moderne de comand, control i protecii n SEE Capitolul 2

- Curentul primar nominal este curentul primar pentru care este determinat regimul nominal (5, 10, 40, 200, 300, 400, 600, 800, 1000, 1200 A );

- Curentul secundar nominal este curentul care se stabilete prin secundarul legat n scurtcircuit atunci cnd prin primar trece curentul nominal primar (1 sau 5 A);

- Raportul de transformare nominal este raportul dintre curentul primar nominal i cel secundar;

- Clasa de precizie reprezint limitele erorilor pe care transformatorul trebuie s le respecte n condiii de funcionare normale. Clasele de precizie sunt diferite pe diversele nfsurri secundare, astfel nfurrile secundare de msur au clase de precizie de 0.1 ; 0.2 ; 0.5 , 1 , 3 i 5 iar cele de protecie au clase 5P sau 10P ;

- Sarcina nominal secundar nZ reprezint sarcina nfurrii secundare principal (de

msur) pentru care sunt garantate clasele de precizie; - Puterea secundar nominal este puterea aparent exprimat n VA, absorbit de sarcina

nominal n regim nominal de funcionare. nfurrile de msur au puteri secundare nominale mai mici (15 - 60 VA), iar nfurrile secundare de protecie au puteri secundare nominale mai mari (30 60 VA). Dac nfurrile de protecie alimenteaz terminale de protecie numerice, puterea secundar nominal poate s aib valori mici ;

- Coeficientul de saturaie n reprezint raportul dintre curentul primar de saturaie i curentul primar nominal. Valorile coeficientului de saturaie sunt standardizate. Valorile alese difer n funcie de tipul nfsurrii (msur sau protecie). nfurrile de msur au coeficientul de saturaie n

17 Curs Sisteme moderne de comand, control i protecii n SEE Capitolul 2

P1

P2

s1

s2

P1

P2

s1

s2

P1

P2

s1

s2

Ti

Si

RiRI SI TI

P1

P2

s1

s2

P1

P2

s1

s2

Ti

RiRI SI TI

a) b)

P1

P2

s1

s2

P1

P2

s1

s2

P1

P2

s1

s2

Ti

RiRI SI TI

P1

P2

s1

s2

P1

P2

s1

s2

TiRi

RI SI TI

c) d)

Si-

Si Ti-

Ri- -

P1

P2

s1

s2

P1

P2

s1

s2

P1

P2

s1

s2

RI SI TI

P1

P2

s1

s2

e) f)

03i

P1

P2

s1

s2

P1

P2

s1

s2

g)

P1

P2

s1

s2

03i 0i = Si-

Fig. 2.6 Schemele de conexiune ale transformatoarelor de curent a) stea complet ; b) stea incomplet ; c) triunghi stea ; d) diferenial ;

e)filtru de secven homopolar ; f) serie ; g) paralel

2.3 Circuitele secundare aferente staiilor electrice Circuitele electrice secundare deservesc circuitele electrice primare i se caracterizeaz prin

faptul c nu sunt parcurse de fluxul principal de energie care circul ntre diversele noduri ale sistemului. Tensiunile cu care aceste circuite lucreaz n mod curent sunt n special tensiuni continue la valori n general de 220 V, iar curenii care strbat aceste circuite au valori foarte mici n regim normal (1 sau 5 A).

18 Curs Sisteme moderne de comand, control i protecii n SEE Capitolul 2

Avnd n vedere c n timpul exploatrii, echipamentele primare sunt sub infuena unor perturbaii care abat parametrii de la valorile prescrise, trebuie intervenit pentru readucerea lor la valorile normale. De asemenea , n anumite situaii, chiar n condiiile unor valori normale ale parametrilor, apare necesitatea modificrii voite a configuraiei reelei electrice de transport i distribuie. Toate operaiile de urmrire a parametrilor, de intervenie de ctre operator sau dispozitive automate asupra echipamentelor primare, n vederea readucerii parametrilor la valorile normale sau de modificare a configuraiei reelei, se realizeaz prin intermediul circuitelor secundare.

n exploatare, circuitele secundare se constituie n urmtoarele grupe de funcii: - Protecie, prin care se asigur scoaterea din funciune n regim automat al elementelor de

reea ca urmare a unor defeciuni sau regimuri anormale de funcionare; - Automatizare, prin care se efectueaz anumite aciuni prin care se restabilete o anumit

schem de reea sau atunci cnd se intervine asupra unor elemente de reea pentru restabilirea unor anumii parametri ai reelei electrice;

- Comand, prin care se realizeaz n mod voit de ctre operatori, local sau de la distan acionarea diverselor echipamente primare sau se realizeaz aciuni asupra comutatoarelor de reglaj sub sarcin ale transformatoarelor i/sau autotranformatoarelor;

- Msur i supraveghere, prin care se obin informaii despre valorile curenilor, tensiune, frecvenei, puterilor activ i reactiv i energii active i reactive precum i informaii asupra strii diverselor echipamente primare i altor instalaii. Prin intermediul acestor circuite se obin de asemenea informaii despre starea echipamentelor de protecie i despre modul n care acestea au funcionat la anumite evenimente.

Mai nou odat cu apariia echipamentelor de protecie numerice a aprut o nou funcie important care se realizeaz la nivelul staiei i anume funcia de comunicare. Atunci cnd o s descriem echipamentele numerice se vor prezenta date i despre aceast funciune important.

n practic circuitele secundare reprezint totalitatea circuitelor i echipamentelor secundare i pot fi mprite n mai multe categorii:

- Circuite de curent, care pornesc de la secundarele transformatoarelor de curent, trec intermediar prin diverse iruri de cleme i ajung n final la echipamentele secundare de msur, protecie i comand-control;

- Circuite de tensiune, care pornesc de la secundarele transformatoarelor de tensiune trec intermediar prin diverse iruri de cleme i ajung n final la echipamentele secundare de msur, protecie i comand-control;

- Circuite de protecie i automatizare, care realizeaz schemele de protecie i automatizare din dulapurile de protecie i automatizare i care ajung n toate dispozitivele de acionare ale echipamentelor comutabile n sarcin sau pe scurtcircuit;

- Circuite de comand, care se realizeaz n dulapurile de comand i care ajung n toate dispozitivele de acionare ale echipamentelor comutabile din staia electric;

- Circuite de semnalizare, care se realizeaz n toate dispozitivele de acionare a echipamentelor comutabile i ajung n dulapurile de semnalizare;

- Circuite de blocaj, care se realizeaz ntre dispozitivele de acionare ale tuturor echipamentelor primare comutabile.

19 Curs Sisteme moderne de comand, control i protecii n SEE Capitolul 2

2.4 Serviciile proprii Serviciile proprii ale staiilor electrice se mpart n servicii de curent alternativ i n servicii de

curent continuu. Serviciile proprii constituie un consumator deosebit al sistemelor electroenergetice, de ele

depinznd buna funcionare a staiilor i centralelor sistemului electroenergetic. Consumatorii de servicii proprii se alimenteaz n parte n curent alternativ la tensiunea de

400/230 V (cu excepia unor consumatori la care, din considerente de tehnica securitii muncii se impune folosirea unor tensiuni mai mici) i n parte n curent continuu, tensiunile posibile fiind 24 V, (48/60) V, 110 V, 220 V.

Din categoria consumatorilor de servicii proprii care se alimenteaz n curent alternativ, se pot meniona: instalaiile de rcire ale transformatoarelor i autotransformatoarelor, instalaiile de reglaj ale transformatoarelor i autotransformatoarelor, instalaiile de ncrcare ale bateriilor de acumulatoare, instalaiile de ventilaie ale bateriilor de acumulatoare, dispozitivele de acionare ale ntreruptoarelor i separatoarelor, instalaiile de aer comprimat, instalaiile de stingere a incendiilor.

Din categoria consumatorilor de servicii proprii care se alimenteaz n curent continuu se pot meniona: anumite dispozitive de acionare ale ntreruptoarelor, separatoarelor, contactoarelor, protecii, automatizri, blocaje, semnalizri, instalaii de telecomand, telecomunicaii, iluminatul de siguran.

n ceea ce privete schemele de alimentare a SP, exist mai multe variante, ideea de la care se pornete fiind aceea ca alimentarea s se efectueze de la dou surse independente, care pot furniza fiecare ntreaga putere cerut de consumatorii de SP. Cele dou surse pot funciona permanent conectate ca surse normale, sau pot funciona una normal conectat iar cealalt normal deconectat. n ipoteza c cele dou surse sunt permanent conectate, cele dou secii de bare (fig. 2.7) pot funciona fie separat, fie cuplate ntre ele, i aceasta dependent de nivelul curenilor de scurtcircuit i de stabilitatea echipamentului de comutaie la scurtcircuit.

Drept surse de alimentare ale SP ale unei staii se pot folosi: - secie sau un sistem de bare colectoare de M.T. din staia respectiv sau de la o staie

apropiat; - o secie sau un sistem de bare colectoare de J.T. din staia electric respectiv sau de la o

central sau staie apropiat; - o linie de M.T. din zona staiei; - nfurarea de M.T. (10-20 kV) a unui transformator sau autotransformator de

interconexiune a reelelor de 110 ; 220 ; 400 kV; - un grup electrogen. n staiile importante ale SEN (staii de 400 kV sau 220 kV noduri de reea) se prevede o a

treia surs de alimentare grup electrogen.

20 Curs Sisteme moderne de comand, control i protecii n SEE Capitolul 2

Sursa 1 Sursa 2

TSP 1 TSP 2

Bar 1 Bar 2

Fig 2.7 Schema de alimentare SP

n aceast situaie din urm se poate creea a treia secie de bare i anume bara de siguran

(fig 2.8).

Sursa 1 Sursa 2

TSP 1 TSP 2

Bar 1 Bar 2

G Diesel

Fig 2.8 Schem de alimentare SP cu surs de siguran

n staiile electrice exist i consumatori ai serviciilor proprii de curent continuu, care au o

importan deosebit n regimul normal de funcionare a instalaiilor primare i sunt vitali n regimul de avarie al acestora.

Consumatorii serviciilor proprii de curent continuu din staiile electrice sunt, prin natura lor, foarte diveri, iar din punctul de vedere al solicitrii sursei de alimentare exist:

a) Consumatori de durat n regim permanent, care pentru sursa de alimentare reprezint o sarcin permanent att n regim normal de funcionare ct i n regim de avarie. Dintre acetia fac parte: releele de protecie conectate permanent, releele intermediare conectate permanent, lmpi de semnalizare, indicatoare de poziie, relee de blocaj, iluminatul de siguran conectat permanent, invertoare pentru alimentarea consumatorilor vitali de curent alternativ cnd acetia sunt cuplai permanent etc.

b) Consumatori de durat n regim de avarie, care n regimul normal de funcionare sunt alimentai de la sursa serviciilor proprii de curent alternativ, dar sunt comutai pe sursa de alimentare cu curent continuu pe toat durata lipsei tensiunii de curent alternativ. Dintre acetia fac parte: iluminatul de siguran comutabil, invertoarele pentru alimentarea consumatorilor vitali de curent alternativ care se comut pe sursa de curent continuu la avarie etc.

21 Curs Sisteme moderne de comand, control i protecii n SEE Capitolul 2

c) Consumatori de scurt durat, care intr n funciune la anumite manevre comandate manual sau automat. Aceti consumatori pot intra n funciune att n regim normal de funcionare a instalaiilor primare ct i n regim de avarie. Dintre acetia fac parte: bobinele de acionare ale ntreruptoarelor, releele de comand ale separatoarelor, releele auxiliare de comand, dispozitivele optice i acustice de semnalizare i alarmare etc.

Sursa de alimentare cu curent continuu este o baterie de acumulatori care funcioneaz n regim tampon cu un redresor de serie unitar RUT (redresor cu aplicaie universal, care folosete pe parte de redresare numai tiristori, deci este complet comandat).

n realitate, bateria de acumulatori asigur alimentarea consumatorilor numai pe perioada cderii totale a surselor de curent alternativ. Avnd n c redresorul se alimenteaz de la reeaua de curent alternativ, rezult c n regim normal de funcionare i consumatorii serviciilor proprii de curent continuu, intr n categoria consumatorilor de curent alternativ.

Puterea consumatorilor serviciilor proprii de curent continuu este mult mai mic dect ai celor de curent alternativ.

n figura 2.9 se prezint o fereastr n care sunt redate modul de organizare a serviciilor proprii de curent alternativ i curent continuu dintr-o staie electric de IT.

Fig 2.9 Fereastr de monitorizare a serviciilor interne ale unei staii electrice de IT

22 Curs Sisteme moderne de comand, control i protecii n SEE Capitolul 2

2.5 Instalaiile auxiliare Instalaiile auxiliare din staiile electrice sunt formate din urmtoarele categorii de instalaii: - instalaiile de rcire ale transformatoarelor i autotransformatoarelor; - instalaiile de reglaj ale transformatoarelor i autotransformatoarelor; - instalaiile de ncrcare ale bateriilor de acumulatoare; - instalaiile de stingere a incendiilor; - bateria de acumulatori; - instalaia de legare la pmnt; - instalaia de protecie mpotriva loviturilor directe de trznet; - instalaiile de invertoare; - instalaiile de aer condiionat; - instalaiile grupurilor electrogene. Toate aceste instalaii au o foarte mare importan pentru funcionarea n condiii de siguran

a staiilor electrice, de aceea ele trebuie proiectate cu grij, ntreinute pe perioada de funcionare, exploatate n condiii optime i nu n ultimul rnd monitorizate n timp.