Protectia Trafo Cu Relee Numerice

23
Staţii electrice de transformare şi conexiuni Ete44-34 2. BARE COLECTOARE – PUTEREA DE SCURTCIRCUIT – ALEGEREA APARATAJULUI ELECTRIC 2.1. Bare colectoare Barele colectoare reprezintă, în circuitele primare ale staţiilor electrice, calea de curent care primeşte şi distribuie energia în diferite circuite ale instalaţiei, constituind partea din circuitul primar prin care se leagă între ele diferitele echipamente. Din punct de vedere al execuţiei barele colectoare pot fi: rigide, flexibile sau capsulate, iar după locul de montaj: de interior sau de exterior. Barele colectoare pot fi formate din unul sau mai multe sisteme de bare, fiecare sistem putând fi format din una sau mai multe secţii. Barele colectoare trebuie să fie prevăzute cu cuţite de legare la pământ (CLP) pe fiecare sistem şi secţie. Legăturile la pământ ale elementelor barelor colectoare se vopsesc cu culoare neagră, exceptând îmbinările. Distanţele între faze şi între sistemele de bare se aleg conform normelor în vigoare. Izolaţia barelor se alege în concordanţă cu gradul de poluare a zonei. Atât conductoarele cât şi elementele de susţinere şi îmbinare a barelor colectoare sunt verificate la solicitări mecanice, electrodinamice şi termice, atât la proiectare cât şi în exploatare, ori de câte ori se schimbă condiţiile de calcul (puteri de scurtcircuit, circulaţii de puteri). Temperatura maximă de regim a barelor nu trebuie să depăşească 70 o C. In exploatarea curentă a barelor colectoare se va urmări: - încălzirea căilor de curent şi în special a îmbinărilor dintre diferitele elemente ale barelor, dintre barele colectoare şi cele de derivaţie, dintre barele de derivaţie şi echipamente; 51

Transcript of Protectia Trafo Cu Relee Numerice

Page 1: Protectia Trafo Cu Relee Numerice

Staţii electrice de transformare şi conexiuni Ete44-34

2. BARE COLECTOARE – PUTEREA DE SCURTCIRCUIT – ALEGEREA APARATAJULUI ELECTRIC

2.1. Bare colectoare

Barele colectoare reprezintă, în circuitele primare ale staţiilor electrice, calea de curent care primeşte şi distribuie energia în diferite circuite ale instalaţiei, constituind partea din circuitul primar prin care se leagă între ele diferitele echipamente.

Din punct de vedere al execuţiei barele colectoare pot fi: rigide, flexibile sau capsulate, iar după locul de montaj: de interior sau de exterior.

Barele colectoare pot fi formate din unul sau mai multe sisteme de bare, fiecare sistem putând fi format din una sau mai multe secţii.

Barele colectoare trebuie să fie prevăzute cu cuţite de legare la pământ (CLP) pe fiecare sistem şi secţie.

Legăturile la pământ ale elementelor barelor colectoare se vopsesc cu culoare neagră, exceptând îmbinările.

Distanţele între faze şi între sistemele de bare se aleg conform normelor în vigoare. Izolaţia barelor se alege în concordanţă cu gradul de poluare a zonei.

Atât conductoarele cât şi elementele de susţinere şi îmbinare a barelor colectoare sunt verificate la solicitări mecanice, electrodinamice şi termice, atât la proiectare cât şi în exploatare, ori de câte ori se schimbă condiţiile de calcul (puteri de scurtcircuit, circulaţii de puteri).

Temperatura maximă de regim a barelor nu trebuie să depăşească 70 oC.

In exploatarea curentă a barelor colectoare se va urmări:

- încălzirea căilor de curent şi în special a îmbinărilor dintre diferitele elemente ale barelor, dintre barele colectoare şi cele de derivaţie, dintre barele de derivaţie şi echipamente;

- integritatea izolatoarelor de susţinere şi de trecere, urme ale conturnării – străpungerii;

- integritatea conductoarelor barei şi a ramificaţiilor, în special în jurul îmbinărilor; se va urmări dacă există urme de material topit, ciupituri, fire rupte sau desfăcute din conductorul multifilar;

- prezenţa unor obiecte sau materiale aruncate pe bare;

- integritatea şi strângerea îmbinărilor şi clemelor;

- gradul de corodare, în special conductoarele funie Ol-Al;

- starea stratului de unsoare de protecţie la izolatoarele de exterior acolo unde se aplică acest tratament;

- distanţa între faze, în special la exterior;

- starea elementelor de susţinere a barelor (stâlpi, rigle, ancore), să nu prezinte fisuri, înclinări, ancore rupte etc .

51

Page 2: Protectia Trafo Cu Relee Numerice

Ete44-34 Staţii electrice de transformare şi conexiuni

2.2. Calculul curenţilor de scurtcircuit

2.2.1. Consideraţii generale

Scurtcircuitele în instalaţiile electrice trifazate pot fi:- scurtcircuite trifazate (simetrice);- scurtcircuite bifazate fără punere la pământ;- scurcircuite bifazate cu punere la pământ;- scurtcircuite monofazate (numai la sistemele electrice cu neutrul pus la pământ)

Figura 2.1

Pentru alegerea aparatajului din centrale, staţii şi reţele este necesar să se determine următoarele valori ale curenţilor de scurtcircuit:

Isoc – curentul necesar pentru verificarea la stabilitate dinamică a aparatelor şi a pieselor conducătoare de electricitate;

I” şi I∞ – curentul de scurtcircuit tranzitoriu şi curentul de scurtcircuit stabilizat;

It şi St – curentul şi puterea de scurtcircuit după tsec

In reţelele de înaltă tensiune cu neutrul legat direct la pământ, mărimile menţionate mai sus capătă valorile cele mai mari în cazul scurtcircuitului trifazat.La o schemă electrică dată, la care se cunosc reactanţele şi rezistenţele ohmice ale elementelor schemei valoarea stabilizată a curentului de scurtcircuit trifazat este:

(2.1)

unde E este t.e.m.

In practică, în schema de calcul a curenţilor de scurtcircuit, se fac următoarele simplificări (fig.2.2):- se face abstracţie de toate elementele transversale ale schemei echivalente,

deoarece curenţii care se ramifică prin admitanţele liniilor şi a transformatoarelor influenţează foarte puţin asupra valorilor curenţilor de scurtcircuit;

- rezistenţele ohmice ale diferitelor elemente ale reţelei sunt neglijate de cele mai multe ori în comparaţie cu reactanţele corespunzătoare; acestea se iau în calcul numai dacă reprezintă mai mult de o treime din totalul reactanţelor adică:

(2.2.)

52

Page 3: Protectia Trafo Cu Relee Numerice

Staţii electrice de transformare şi conexiuni Ete44-34

Figura 2.2

Făcând simplificările menţionate, în schema de calcul intervin numai reactanţe.

Curentul de scurtcircuit trifazat este dat de relaţia:

(2.3.)

Schema echivalentă din figura 2 şi mărimile care intervin în relaţia de mai sus sunt toate raportate la o anumită tensiune a reţelei sau mai bine zis la o anumită înfăşurare a unuia din transformatoare.

Curentul determinat Isc reprezintă curentul real în punctul de scurtcircuit numai dacă schema echivalentă a fost raportată la tensiunea sectorului de reţea pe care a apărut scurtcircuitul. Curenţii reali din celelalte elemente ale reţelei se determină ţinând seamă de rapoartele de transformare ale transformatoarelor.

Pentru simplificarea calcului curenţilor de scurtcircuit se obişnuieşte ca această reactanţă să fie calculată în unităţi relative.

2.2.2. Metoda unităţilor relative

In metoda unităţilor relative, toate mărimile care intervin în calculul curenţilor de scurtcircuit X, I, U, S se raportează la nişte mărimi de bază.

Pentru raportarea la valorile de bază este necesar ca în prealabil să se aleagă două mărimi de bază.

Se obişnuieşte să se aleagă puterea de bază Sb şi tensiunea de bază Ub, rezultând apoi Ib

şi Xb.

Valorile de bază sunt alese arbitrar, dar pentru simplificarea calculului, acestea se aleg:- pentru Sb – 100 sau 1000 MVA- pentru Ub – valoarea nominală medie a tensiunii reţelei în care a apărut defectul,

(2.4)

53

Page 4: Protectia Trafo Cu Relee Numerice

Ete44-34 Staţii electrice de transformare şi conexiuni

Fiind alese Sb şi Ub din:

(2.5)

rezultă:

(2.6)

şi

(2.7)

Mărimile raportate la valorile de bază devin:

, , , (2.8)

Luând în consideraţie (2.7) şi (2.8) rezultă:

(2.9)

Inlocuind Ib cu expresia (2.6):

(2.10)

2.2.3. Calculul reactanţelor elementelor de reţea

Calculul reactanţelor în []

Neglijându-se rezistenţa ohmică, diversele reactanţe ale generatoarelor şi ale transformatoarelor din reţea, se deduc din tensiunea de scurtcircuit prin relaţia:

[] (2.11)

în care:usc este tensiunea de scurtcircuit dată în procente;Un şi Sn – tensiunea nominală în kV şi puterea aparentă în MVA

Rezultă formulele de calcul ale reactanţelor generatoarelor şi a transformatoarelor:

Rezultă din relaţia: ţinându-se seamă că şi ,

se deduce:

54

Page 5: Protectia Trafo Cu Relee Numerice

Staţii electrice de transformare şi conexiuni Ete44-34

(2.12)

(2.13)

în care:XG% = uG% este reactanţa procentuală a generatorului egală cu căderea de tensiune procentuală în generator la funcţionarea cu curent nominal;uT% - tensiunea procentuală de scurtcircuit a transformatorului, egală cu reactanţa procentuală de scurtcircuit;SGn şi STn – puterile nominale ale generatorului, respective ale transformatorului.

Intrucât t.e.m. ale generatoarelor, respectiv tensiunile la care funcţionează diferitele elemente constitutive ale reţelei (transformatoare, linii, reactoare etc.) sunt diferite, reactanţele respective se recalculează în raport cu tensiunea de referinţă aleasă arbitrar (de obicei tensiunea la care se produce defectul).

Faţă de această tensiune, impedanţele elementelor constitutive ale reţelei (în raport cu tensiunea de referinţă) se calculează cu ajutorul relaţiei:

(2.14)

în care K este raportul între tensiunea de referinţă şi tensiunea reală a elementului considerat.

După efectuarea calculului, curenţii obţinuţi se recalculează la tensiunea reală a elementului respective prin relaţia:

I = K I’ (2.15)

Tinând seamă de (2.12), (2.13) şi (2.14) rezultă:

pentru generatoare:- reactanţă directă:

(2.16)

- reactanţă inversă:

(2.17)

pentru transformatoare:

(2.18)

pentru transformatoare cu trei înfăşurări:Reactanţele relative ale înfăşurărilor unui transformator cu trei înfăşurări raportate la puterea nominală se pot calcula pe baza relaţiilor (fig. 2.3).

55

Page 6: Protectia Trafo Cu Relee Numerice

Ete44-34 Staţii electrice de transformare şi conexiuni

(2.19)

Figura 2.3

pentru linii

(2.20)

unde:

Calculul reactanţei în unităţi relative

Reactanţele relative generatorului şi transformatorului, folosind relaţiile (2.12), (2.13) şi (2.10) rezultă:

(2.21)

(2.22)

Dacă se alege Ub = UG = UT, se obţin reactanţele de bază:

(2.23)

(2.24)

Dacă în relaţiile (2.23), (2.24) se consideră puterea de bază egală cu puterile nominale ale generatorului şi transformatorului, se obţin reactanţele teoretice sau de calcul.

56

Page 7: Protectia Trafo Cu Relee Numerice

Staţii electrice de transformare şi conexiuni Ete44-34

(2.25)

Reactanţa relativă a liniei (aeriană sau în cablu) dacă se alege tensiunea de bază egală cu tensiunea sectorului de reţea pe care se consideră scurtcircuitul,

(2.26)

Reactanţa relativă a bobinei de reactanţă

Prin restrângerea schemei echivalente se obţine reactanţa relativă totală până la locul de scurtcircuit cu ajutorul căreia se calculează:

(2.27)

Curentul real de scurtcircuit este: (2.28)

In cazul unui scurtcircuit alimentat din mai multe surse, se calculează curentul de scurtcircuit pe fiecare ramură, curentul total fiind egal cu suma curenţilor debitaţi de fiecare sursă (figura 2.4).

Figura 2.4

Dacă scurtcircuitul este alimentat de mai multe surse prin acelaşi element de reţea (fig. 2.5), curentul de scurtcircuit se calculează punând în paralel sursele înseriate cu elementul comun . Contribuţia fiecărei surse se determină considerând schema echivalentă iniţială.

57

Page 8: Protectia Trafo Cu Relee Numerice

Ete44-34 Staţii electrice de transformare şi conexiuni

Figura 2.5

Scurtcircuit alimentat de un generator echivalent de putere infinită

Dacă generatorul echivalent al unei centrale sau al unui sistem electric are o putere relativ mare, reactanţa XG este mică în comparaţie cu reactanţa de scurtcircuit Xsc de la bornele generatorului şi până la locul de scurtcircuit. Atunci când reactanţa generatorului reprezintă numai 5 – 10% din Xsc, ea poate fi neglijată în calculele practice. In acest caz se consideră în mod convenţional că generatorul este de putere infinită, adică are o reactanţă nulă XG = 0, iar tensiunea sa electromotoare este egală cu tensiunea la borne.

In aceste condiţii, relaţiile (2.3) şi (2.27) devin:

(2.29)

In cazul când tensiunea de bază este egală cu tensiunea la bornele generatorului, relaţia (2.29) devine:

(2.30)

şi curentul de scurtcircuit

(2.31)

Curentul de scurtcircuit calculat cu relaţiile (2.29) sau (2.31) reprezintă curentul de scurtcircuit de regim permanent, care se stabileşte la sfârşitul regimului tranzitoriu, după ce s-au amortizat oscilaţiile apărute în primele momente.Pentru verificarea instalaţiilor este necesar să se determine nu numai curentul de scurtcircuit de regim permanent dar şi curentul de scurtcircuit din primele momente ale regimului tranzitoriu.In figura 2.6 este reprezentată curba de variaţie a valorilor instantanee ale curentului de scurtcircuit trifazat, alimentat de un generator de putere infinită.

58

Page 9: Protectia Trafo Cu Relee Numerice

Staţii electrice de transformare şi conexiuni Ete44-34

In partea stângă sunt reprezentate valorile instantanee ale curentului şi tensiunii înainte de apariţia scurtcircuitului. La apariţia scurtcircuitului, impedanţa pe care debitează generatorul scade brusc la valoarea Xsc.

Valoarea eficace a curentului înainte de apariţia scurtcircuitului va avea o variaţie în decursul procesului tranzitoriu şi se va stabili la valoarea eficace IK dată de relaţia (2.29) sau (2.31). Curentul de scurtcircuit în timpul procesului tranzitoriu poate fi descompus în două componente: una periodică ip şi alta aperiodică ia.

Din însumarea acestor componente rezultă curentul total de scurtcircuit i. Valoarea eficace Ip şi amplitudinea ip.max a componentei periodice a curentului de scurtcircuit sunt date de relaţiile:

(2.32)

Componenta aperiodică se amortizează după o curbă exponenţială exprimată prin relaţia:

(2.33)

în care:Ta este constanta de timp a amortizării componentei aperiodice;ia0 – valoarea iniţială a componentei aperiodice.

Constanta de timp a componentei aperiodice depinde de inductanţa şi de rezistenţa reţelei şi se exprimă prin relaţia:

(2.34)

Figura 2.6

59

Page 10: Protectia Trafo Cu Relee Numerice

Ete44-34 Staţii electrice de transformare şi conexiuni Valoarea iniţială a componentei aperiodice depinde de momentul în care apare scurtcircuitul; are valoare maximă când scurtcircuitul se produce în momentul în care valoarea instantanee a tensiunii generatorului trece prin zero. Aceasta se explică prin faptul că, curentul de scurtcircuit este pur inductiv şi deci valoarea sa instantanee este maximă atunci când valoarea instantanee a tensiunii trece prin zero.

Variaţia curentului de la iso la ip.max. (i = iso - ip.max.) şi deci şi a fluxului magnetic, dă naştere unei t.e.m. de autoinducţie, care la rândul ei, va produce un curent egal şi de sens contrar.

Iao = ip.max. - iso (2.35)

Curentul produs de t.e.m. de autoinducţie este un curent tranzitoriu (componenta aperiodică), care se amortizează după o curbă exponenţială, conform relaţiei (2.33). Dacă înaintea apariţiei scurtcircuitului instalaţia funcţiona în gol iso =0, iar scurtcircuitul se produce în momentul în care U = 0, atunci valoarea iniţială a componentei aperiodice capătă valoarea maximă:

(2.36)

In acest ultim caz, curentul total capătă valoarea maximă.Valoarea maximă a curentului de scurtcircuit se realizează în prima jumătate de perioadă

, când componenta periodică atinge valoarea maximă şi este de

acelaşi sens cu componenta aperiodică (vezi fig. 2.6). Această valoare maximă instantanee se numeşte valoarea de şoc a curentului de scurtcircuit şi se exprimă prin relaţia:

(2.37)în care IK este valoarea eficace a componentei periodice a curentului de scurtcircuit.Coeficientul de şoc al curentului de scurtcircuit poate fi determinat considerând o valoare medie a constantei de amortizare.Valoarea medie a constantei de amortizare pentru liniile de înaltă tensiune poate fi luată Ta = 0,05 s, pentru care rezultă valoarea medie a coeficientului de şoc Kşoc = 1,8.

In aceste condiţii valoarea curentului de şoc devine: (2.38)

Determinarea curentului de şoc este necesară pentru verificarea la eforturile electrodinamice care se exercită asupra diferitelor elemente ale instalaţiei în primele momente la apariţia curentului de scurtcircuit.Pentru verificarea la încălzire a conductoarelor este necesar să se determine şi valoarea eficace a curentului de scurtcircuit în regim tranzitoriu. Această valoare eficace este variabilă şi tinde către valoarea eficace a componentei aperiodice. Valoarea eficace a curentului de scurtcircuit se determină pentru fiecare perioadă în parte, făcându-se media pătratică a componentelor periodice şi aperiodice:

(2.39)

Componenta aperiodică a curentului de scurtcircuit se calculează făcând aproximaţia că aceasta rămâne constantă în decursul unei perioade.Pentru Kşoc = 1,8 se obţine

Işoc = 1,52 IK (2.40)

2.2.4. Calculul curenţilor de scurtcircuit cu ajutorul curbelor de calcul

60

Page 11: Protectia Trafo Cu Relee Numerice

Staţii electrice de transformare şi conexiuni Ete44-34

In practică, calculul curenţilor de scurtcircuit se face cu ajutorul curbelor ridicate experimental pentru două tipuri caracteristice de generatoare: turbogeneratoare cu poli înecaţi şi hidrogeneratoare cu poli aparenţi.

Aceste curbe stabilesc dependenţa dintre curentul eficace Ipt* şi reactanţa Xcalc pentru diferite momente t = 0; t = 0,1 s; t = 0,2 s… t = (figura 2.7, figura 2.8).

Figura 2.7

Curbele pentru determinarea componentei periodice a curentului de scurtcircuit trifazat, alimentat de un generator cu poli înecaţi (turbogenerator prevăzut cu RAT).

61

Page 12: Protectia Trafo Cu Relee Numerice

Ete44-34 Staţii electrice de transformare şi conexiuni

Figura 2.8

Curbele pentru determinarea componentei periodice a curentului de scurtcircuit trifazat, alimentat de un generator cu poli aparenţi (hidrogenerator prevăzut cu RAT).

Din aceste curbe rezultă, în funcţie de valoarea Xcalc, valorile eficace ale componenţei periodice la diferite intervale de timp: t = 0; t = 0,1 s; t = 0,2 s … t = .

De pe curba corespunzătoare t = 0 se determină curentul supratranzitoriu , iar de pe curba corespunzătoare t = se determină curentul permanent scurtcircuit I.

Folosind curbele, se poate determina curentul de scurtcircuit Ipt* după un timp oarecare t şi de asemenea puterea de scurtcircuit corespunzătoare.

62

Page 13: Protectia Trafo Cu Relee Numerice

Staţii electrice de transformare şi conexiuni Ete44-34

Pentru folosirea acestor curbe este necesar ca reactanţa relativă totală să fie calculată luând puterea de bază egală cu puterea nominală a generatorului echivalent care debitează pe scurtcircuit.In cazul când reactanţele relative sunt calculate cu putere de bază oarecare, atunci se pot determina reactanţele de calcul cu ajutorul relaţiei:

(2.47)

Dat fiind faptul că s-au ales ca mărimi de bază puterea nominală şi tensiunea nominală a generatorului, rezultă relaţiile:

(2.48)

sau

2.3. Puterea de scurtcircuit

Se defineşte în mod convenţional: (2.49)

unde Skt, Ikt sunt puterea de scurtcircuit şi curentul de scurtcircuit la un timp t.Puterea de scurtcircuit este o noţiune convenţională, deoarece ea rezultă din înmulţirea curentului de scurtcircuit cu tensiunea medie a sectorului de reţea pe care a apărut scurtcircuitul.

Tinând seamă că întrerupătorul taie curentul de scurtcircuit după ce s-a amortizat componenta aperiodică, din relaţia (2.49) rezultă puterea de rupere:

(2.50)

Pentru ca să apară în unităţi relative, ţinând seamă că:

)

astfel că rezultă:

şi înlocuind rezultă

63

Page 14: Protectia Trafo Cu Relee Numerice

Ete44-34 Staţii electrice de transformare şi conexiuni

(2.51)

Alegând Ub = Umed se obţine:

(2.52)

şi

(2.53)

In calculul curenţilor de scurtcircuit, în vederea alegerii echipamentul unei staţii interconectate, se întâlneşte de multe ori cazul în care nu este cunoscută puterea de scurtcircuit pe una din barele sistemului.

In acest caz se determină mai întâi reactanţa de scurtcircuit a sistemului, folosind relaţia (2.53) şi apoi se calculează curenţii de scurtcircuit la fel ca mai înainte.

2.4. Alegerea aparatajului electric

In proiectarea instalaţiilor electrice din centrale şi staţii, într-o primă etapă, se alege schema de conexiuni, cu indicarea în principiu a tuturor aparatelor necesare (întrerupătoare, separatoare, transformatoare de măsură etc.).

In etapa următoare se alege tipul constructiv al fiecăruia dintre aceste aparate.

Alegerea se face, de regulă, din cadrul sortimentului produs în serie de fabrica constructoare şi constă în verificarea corespondenţei dintre performanţele garantate şi respectiv solicitările la care este supus aparatul în exploatare.

Instalaţiile electrice se construiesc de tip exterior sau interior. Instalaţiile interioare sunt protejate împotriva intemperiilor.

La tensiuni înalte staţiile se realizează în special de tip exterior. In acest caz trebuie să se aibă în vedere la alegerea aparatelor, de condiţiile de mediu, umiditate, precipitaţii, poluare, supratensiuni de trăznet etc. la care sunt supuse aparatele electrice.

Stabilitatea electrodinamicăStabilitatea aparatelor la solicitările mecanice datorate curenţilor de scurtcircuit se verifică în ipoteza scurtcircuitului trifazat, care este defectul cel mai periculos din acest punct de vedere.

Condiţia care trebuie verificată este: (2.54)

în care:işoc este curentul de şoc la care se alege aparatul;id - valoarea de amplitudine a curentului de stabilitate dinamică pe care

constructorul îl garantează că poate fi suportat de aparat fără nici un fel de deteriorări ale acestuia.

Stabilitatea termică în regim de scurtcircuit

64

Page 15: Protectia Trafo Cu Relee Numerice

Staţii electrice de transformare şi conexiuni Ete44-34

Condiţia de verificare a stabilităţii termice prin metoda curentului echivalent termic ( Iet) este:

, (2.55)

în care I1t reprezintă valoarea efectivă a curentului constant de stabilitate termică pe care constructorul îl garantează că poate fi suportat de aparat timp de 1 secundă, fără ca temperaturile admisibile ale părţilor componente ale aparatului să fie depăşite, nici pe durata trecerii curentului, nici ulterior.

Curentul echivalent termic Iet – reprezintă curentul alternativ cu valoare efectivă constantă care în timp de 1 secundă are acelaşi efect termic ca şi curentul de scurtcircuit care solicită echipamentul în intervalul de timp până la deconectarea defectului.

Durata defectului td – reprezintă timpul din momentul apariţiei defectului şi până la stingerea arcului pe toate cele trei faze de către întrerupător.

In cazuri în care fabrica indică pentru aparate curentul de stabilitate termică Itt

corespunzător unei durate de timp t diferită de 1 secundă, dacă această durată nu depăşeşte 10 secunde, curentul de stabilitate termică de 1 secundă se determină cu relaţia:

(2.56)

în care termenul 1 s asigură omogenitatea relaţiei.

CONDITII SPECIFICE ÎNTRERUPĂTOARELOR

Capacitatea de rupere la scurtcircuit reprezintă cel mai mare curent de scurtcircuit pe care întrerupătorul trebuie să fie capabil să-l întrerupă în condiţiile de utilizare şi de funcţionare prescrise, într-un circuit în care tensiunea de restabilire la frecvenţa reţelei corespunde tensiunii nominale.

Capacitatea nominală de rupere la scurtcircuit se exprimă prin valorile garantate la momentul separării contactelor pentru cele două componente ale curentului de rupere:

- valoarea efectivă a componentei periodice Ipr;

- procentajul componentei sale aperiodice par (determinat prin raportarea componentei aperiodice la valoarea maximă ).

Valorile procentajelor standardizate pentru întrerupătoare cu tensiuni peste 1 kV, de obicei corespund unei amortizări a componentei aperiodice cu o constantă de timp de 45 ms. şi pot fi determinate cu relaţia:

(2.57)

în care ts este durata minimă din momentul stabilirii curentului de scurtcircuit până în momentul separării contactelor întrerupătorului.

65

Page 16: Protectia Trafo Cu Relee Numerice

Ete44-34 Staţii electrice de transformare şi conexiuni

Intr-un circuit în care la momentul ts componenta periodică are valoarea efectivă Ipts, procentajul componentei aperiodice este

(2.58)

In acest caz capacitatea de rupere a întrerupătorului se verifică prin următoarele două condiţii:

Ipts Ipr (2.59) şi

pa par (2.60)

Conform condiţiei (2.60) constanta de timp cu care se amortizează componenta aperiodică a curentului de scurtcircuit din instalaţie trebuie să fie cel mult egală cu 45 ms.

Capacitatea de rupere la scurtcircuit este garantată în condiţiile în care tensiunile care se restabilesc la bornele fiecărui pol al întrerupătorului nu depăşesc valorile care ar putea provoca reaprinderea arcului electric.

Condiţia de verificare (2.59) se mai utilizează uneori sub forma:

(2.61)

în care - este puterea de scurtcircuit simetrică definită prin valoarea componentei periodice la care trebuie întreruptă la momentul ts al separării contactelor şi tensiunea care se restabileşte ulterior, după stingerea arcului la toţi polii) iar

(2.62)

reprezintă puterea de rupere simetrică a întrerupătorului.

Tensiunea de restabilire la frecvenţa reţelei Ur este valoarea efectivă a armonicii de tensiune fundamentale care se restabileşte la bornele întrerupătorului după stingerea arcului la toţi polii. Valoarea acesteia să nu depăşească tensiunea nominală a întrerupătorului şi deci tensiunea maximă de serviciu Ums a reţelei.

Capacitatea de închiderea pe scurtcircuitSe verifică prin condiţia:

işoc 2,5 Ipr (2.63)

care, de regulă, coincide cu condiţia pentru verificarea stabilităţii electrodinamice a întrerupătorului.

66