cap. 5_procedee de tratare a neutrului retelelor electrice.doc
TRANSCRIPT
-
8/16/2019 Cap. 5_PROCEDEE DE TRATARE A NEUTRULUI RETELELOR ELECTRICE.doc
1/13
TRATAREA NEUTRULUI REŢELELOR ELECTRICE
PROCEDEE DE TRATARE
A NEUTRULUI RETELELOR ELECTRICE
Studii de caz
Din punct de vedere al tratării neutrului reţelele electrice pot fi cu!" neutrul izolat;#" neutrul tratat $pu% la pă&'nt prin inter&ediul unei (o(ine de %tin)ere*+," neutrul legat direct la pă&'nt"
Reţea cu neutrul izolat - o reţea al cărei neutru nu are nici o le)ătură %pecial făcută cupă&'ntul"Reţea compensată prin bobină de stingere - o reţea al cărei neutru e%te le)at la pă&'ntprintr.o (o(ină a cărei reactanţă are o a%tfel de valoare /nc't0 la o punere la pă&'nt0curentul inductiv de frecvenţă indu%trială care circulă /ntre punctul de defect 1i
(o(ină0 neutralizează practic co&ponenta capacitivă la frecvenţa reţelei a curentuluide defect"Reţea cu neutrul legat la pământ - o reţea al cărui neutru e%te le)at direct la pă&'nt $%auprintr.o i&pedanţă de valoare &ică0 care reduce o%cilaţiile tranzitorii 1i per&itetrecerea unui curent %uficient de &are pentru a a%i)ura %electivitatea protecţiei*"
Tabelul 2.1. Modul de tratare a neutrului
Caracteri%ticiNeutrulizolat
Neutrulco&pen%at cu
(o(ină
Neutrul pu%direct la pă&'nt
Neutrul pu% lapă&'nt prinrezi%tenţa devaloare &ică
Arcul provocat depunerea la pă&'nt Se auto%tin)e Se lic2idează prin RAR
Arc inter&itent 3o%i(il Nu e%te po%i(il3unere la pă&'nt
de duratăReţeaua poate fi e4ploatată cu
punerea la pă&'nt3rotecţia deconectează auto&at
faza defectăLic2idarea punerii
la pă&'ntE%te nece%ară o protecţie
%electivă co&ple4ăSe realizează cu %i%te&e uzuale de
protecţieSupraten%iunitranzitorii de
punere la pă&'ntf U5,2≤
!05Uf /n punctul de
defect
$!05.#06*Uf /n punctul dedefect
Supraten%iuni de
durată f U3≤ 705Uf $705.!0!*Uf
Influenţa a%upraliniilor de
teleco&unicaţiiNe/n%e&nată 8oarte &are Redu%ă
9ntinderea reţeleiDeo%e(it de
li&itatăLi&itată 3ractic fără re%tricţie
Tratarea neutrului poate fi apreciată 1i prin valoarea curenţilor de punere la pă&'nte4pri&ată prin raportul dintre curentul monofazat de punere la pământ )1(scI i curentul trifazat
de scurtcircuit )3(scI
25,!I
I)3(
sc
)1(sc ≤ reţele cu curenţi &ici de punere la pă&'nt+
!
-
8/16/2019 Cap. 5_PROCEDEE DE TRATARE A NEUTRULUI RETELELOR ELECTRICE.doc
2/13
TRATAREA NEUTRULUI REŢELELOR ELECTRICE
1);25,!(I
I
)3(sc
)1(sc ∈ reţele cu curenţi &ari de punere la pă&'nt+
1i la 1I
I
)3(sc
)1(sc > reţele cu curenţi foarte &ari de punere la pă&'nt"
:odul de tratare a neutrului generatoarelor %e rezolvă /n funcţie de %c2e&a de cone4iune a)eneratoarelor• )eneratoare (loc cu tran%for&atoare ridicătoare+• )eneratoare cu %i%te&e de (are la ten%iunea de producere+• )eneratoare de(it'nd direct pe reţele la con%u&atori"
"biecti#ul principal al tratării neutrului )eneratoarelor e%te ob$inerea unei protec$iisatisfăcătoare /n cazul punerii la pă&'nt% %ă %e li&iteze curenţii de punere la pă&'nt+% %ă %e li&iteze 1i eventualele %upaten%iuni"
2.1. Sisteme electrice cu neutrul izolat a* 8uncţionarea nor&ală a unei reţele cu neutrul izolat ca 1i dia)ra&a fazorială
core%punzătoare unei funcţionări cu %arcini %i&etrice e%te indicată /n fi)" #";"&n regim de a#arie0 c'nd una din faze e%te e%te pu%ă la pă&'nt $fi)" ;"6*% ten%iunea dintre faze 1i curenţii de %arcină nu %unt afectaţi+% ten%iunea fazelor %ănătoa%e cre1te cu 3 +% ten%iunea pe faza avariată devine zero $%.a pre%upu% rezi%tenţa arcului R - 7*"
Curenţii capacitivi nu &ai %unt %i&etrici0 curentul capacitiv rezultant diferă de zero0
/nc2iz'ndu.%e prin arcul punerii la pă&'nt" Curentul de punere la pă&'nt e%te' 3 p f c p C jU I I ω == $#"#*
9n cazul când arcul electric de punere la pământ al reţelei este instabil pot apare supratensiunima*ime de ordinul (3,2%3,5)Uf +
E4pre%iile analitice ale ten%iunilor pe cele trei faze0 $faza C pu%ă la pă&'nt* c'nd /n %i%te&a apărut un %curtcircuit &onofazat0 %unt calculate pentru• Rezi%tenţa arcului !≠ R +• R ! - R # - R 7 - 7 1i rezi%tenţa arcului R - 7"
b) Din cauza pulsa$iei arcului electric /n punctul de defect al unei faze pu%ă la pă&'nt $fazaC* apar %upraten%iuni tranzitorii at't a%upra fazelor %ănătoa%e c't 1i /n faza defectă"
)1(1ma* d k V U U U n f f −+==∆
$#"+
m p
p1
-
+=
Cp ? capacitatea faţă de pă&'nt a fazelor0 [8]+
C& ? capacitatea dintre faze0 [8]+
@n. ten%iunea de depla%are a neutrului+
#
-
8/16/2019 Cap. 5_PROCEDEE DE TRATARE A NEUTRULUI RETELELOR ELECTRICE.doc
3/13
TRATAREA NEUTRULUI REŢELELOR ELECTRICE
)d1(- 3
21
)d1(- 3
21
Ua.
1
1
f n
−⋅−
−+⋅⋅=
a - 70 factorul de reducere+d1e t −=α− reprezintă atenuarea $dată de pierderile /n reţea* 1i are valoarea &a4i&ă de
• 70B pentru reţelele /n ca(lu+• 70
-
8/16/2019 Cap. 5_PROCEDEE DE TRATARE A NEUTRULUI RETELELOR ELECTRICE.doc
4/13
TRATAREA NEUTRULUI REŢELELOR ELECTRICE
mplitudinea supratensiunilor prelungite este de (2%3,5) Uf +
e* &n timpul opera$iilor de conectare a transformatoarelor cu neutrul nelegat directla pământ, n punctul neutru apar %upraten%iuni de co&utaţie 1i te&porare+
upratensiunile temporare apar n cazul scurtcircuitelor nesimetrice (monofazate)i n cazul conectării nesimultane a fazelor; amplitudinea acestor supratensiuninesimultane este sub Uf +
2.2. Sisteme electrice cu neutrul tratat a) 7obinele de stingere $co&pen%are* au rolul de a compensa curentul capaciti# de punere la
pământ0 a%tfel /nc't curentul produ% la locul de punere la pă&'nt %ă fie c't &ai &ic"Reactanţa (o(inei e%te re)la(ilă"Curentul la locul de punere la pă&'nt p I
' 813U 9III f 8 p
ω−ω=+=
Co&pen%area %e face de re)ulă cu un dezacord de $!7.!6*
/n %en%ul %upraco&pen%ării $IL
IC*"
radul de dezacord υ al bobinei de compensare se e*primă prin #aloareacurentului capaciti# al re$elei
)- 1(I
II
8 −=−
=υ
:radul de acord -
-
8/16/2019 Cap. 5_PROCEDEE DE TRATARE A NEUTRULUI RETELELOR ELECTRICE.doc
5/13
TRATAREA NEUTRULUI REŢELELOR ELECTRICE
ub acest aspect este indicat ca, gradul de dezacordare a(ile*+
% influenţe &a)netice, numite influen$e prin cupla9 inducti# caracteristiceregimurilor nesimetrice create de scurtcircuite monofazate i bifazate (cele maiimportante);
% influen$e cauzate de apari$ia unor le)ături conductive prin %ol, cunoscutesub denumirea de influen$e prin cupla> rezi%tiv+
d* &n cazul scurgerii curen$ilor prin pământ se pune problema limitării ten%iunii deatin)ere i a ten%iunii de pa% prin dimensionarea corectă a rezi%tenţei de punerela pă&'nt"
I=6>6 686=?I6 U @6U=?U8 IA"8=3+1 =UBII B6 A
3+1+1+Bate ini$iale
• linie de ,6 =@0 cu lun)i&ea de L-,7 =&+
• funcţionare /ntr.un sistem cu neutrul izolat+• punere la pământ a fazei +
6
-
8/16/2019 Cap. 5_PROCEDEE DE TRATARE A NEUTRULUI RETELELOR ELECTRICE.doc
6/13
TRATAREA NEUTRULUI REŢELELOR ELECTRICE
• linia e%te confecţionată din conductor de OL.Al.!#7 & 212!mm s = +• faze di%pu%e orizontal d 12-d 2!-d !1-;,#7 &&+• linia funcţionează fără fir de )ardă"
>ărimi calculate
curentul de punere la pă&'nt+ten%iunea &a4i&ă a neutrului+%upraten%iunea fazelor %ănătoa%e"
REI: DE A@ARIE $8aza C e%te pu%ă la pă&'nt*
a*
(*Reţele cu neutrul izolat /n re)i& de avarie $faza pusă la pământ*
a* %c2e&a reţelei+ (* dia)ra&a fazorială"
CC CBCB I I I −=C
CC CC I I I −=C
CC CCBC I I I +=unde C BC B U U U ,,
!C !B! I I I ,,
B
F
A
C
CC
CF
CA-C
p
,I
C7I CI
C7I
CU
UC
UF
UA
ICC
ICA
IC
ICF
CI
nu sunt afectate ten%iunile de linie 1i curenţii de %arcină
-
8/16/2019 Cap. 5_PROCEDEE DE TRATARE A NEUTRULUI RETELELOR ELECTRICE.doc
7/13
TRATAREA NEUTRULUI REŢELELOR ELECTRICE
faze %ănătoa%e!
=C
B
U
U
U
R-7 $rezi%tenţa arcului electric*urentul capaciti# de punere la pământ
j
U "C f jU "C j I I f p f pc p
15,33
1!353!1!!!5512,!5!23
233
3D
=⋅
⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅=
=⋅⋅⋅⋅⋅⋅=⋅⋅==
−π
π ω
unde
Uf '.- ten%iunea pe fază a reţelei+
p'E - capacitatea faţă de pă&'nt a unei faze a reţelei $dintre fază 1i pă&'nt*+
EF-m1!!!5512,!1!!!GHG,!D5,!),!++++D,!( DD −− ⋅=⋅⋅=⋅==== sC B p C C C C C
s- capacitatea de %erviciu a liniei
EF-m1!!!GHG,!
2,D
H32!ln
1!GH,G2
ln
2 DD
!
! −−
⋅=⋅⋅
== π πε
r
d C
m s
d m- di%tanţa &edie )eo&etrică a di%tanţelor /ntre fazemmd d d d m H32!H32!H32!H32!
33312312 =⋅⋅=⋅⋅=
r #- raza e4terioară a conductorului liniei
mm2,D2
3D,12
2! ≅==
d
r
d - dia&etrul conductorului liniei
mm sd
3D,1212!HsH
d H
2
=⋅=⋅=⇒=π π
π
=ensiunea ma*imă a neutrului sau tensiunea de deplasare a neutrului
-.G3,H13
1!35!+2!,2
5,!J,!G5,!3
21
5,!G5,!3
21
J,!
)1(3
21
)1(3
21 3
1
1
=⋅
=⋅=⋅⋅⋅−
⋅⋅+⋅=
−⋅−
−+⋅= f f f n U U
d ak
d k
U aV
unde
a-70 . factor de reducere+
<
,777 ,777
;#;,;#;,
,777 ,777
-
8/16/2019 Cap. 5_PROCEDEE DE TRATARE A NEUTRULUI RETELELOR ELECTRICE.doc
8/13
TRATAREA NEUTRULUI REŢELELOR ELECTRICE
- 1- co&ple&entul coeficientului de cupla>
G5,!1!!!!J52,!1!!!5512,!
1!!!5512,!DD
D
1 ≅⋅+⋅
⋅=
+=
−−
−
m p
p
C C
C k
C m- capacitatea &utuală dintre faze
EF-m1!!!!J52,!1!!!GHG,!115,!)13,!+++1!,!(
DD −− ⋅=⋅⋅=⋅= sm C C
1%d - factor de a&ortizare $atenuare* a o%cilaţiilor0 datorită pierderilor /n reţea$1$d - 70
-
8/16/2019 Cap. 5_PROCEDEE DE TRATARE A NEUTRULUI RETELELOR ELECTRICE.doc
9/13
TRATAREA NEUTRULUI REŢELELOR ELECTRICE
Ten%iunile ce apar pe fazele %ănătoa%e la un %curtcircuit &onofazat pe (arele
%taţiei F"
Sc2e&a reală
:etoda de calcul utilizată metoda unită$ilor relati#e
⇒ folosete e*primarea impedan$elor (reactan$elor) sc0emei de calcul n unită$i relati#e
o Se ale) mărimile de bază
b-!77 :@A $puterea de (ază pe o fază*U b-#,7 =@ $ten%iunea de (ază ? ten%iunea &edie de linie la locul %curtcircuitului*
o alculul i&pedanţelor $reactan$elor * /n unităţi relative
2,!1!!
1!!2,!
1!!
'KCCL1 =⋅=⋅==
'
bd '
!
! & ( &
=CCd* reactanţa %upratranzitorie lon)itudinală+
$pentru tur(o)eneratoare >.3!!1!! ≤≤ ! MV ⇒
!G,1+)+'6 itoriesupratranzt+e+m+
K5,1JM
CC
=
=
r u
&d *+
12,!1!!
1!!
1!!
12
1!!
'KL2 =⋅=⋅==
nT
b scT
!
! u ( &
!G,!J,!23!
1!!1!!H2,!
221L
3 ≅=⋅=⋅⋅==b
bl
U
! l & ( &
o ?eactan$a totală %e o(ţine pe (aza unor tran%for&ări 1i tran%fi)urări %erie.
paralel %ucce%ive
H,!*1 =∑
(*
Sc2e&a de calcul de%ecvenţă directă
a*∼
FA
S)-!77 :@A
4#-70!6
ST-!77 :@A
u%c-!#H
4!-70;# Ω=&
l-!77 =&4
7-#4
!
UL-#,7 =@
ST-;7 :@A
u%c-!7H
FA
-
8/16/2019 Cap. 5_PROCEDEE DE TRATARE A NEUTRULUI RETELELOR ELECTRICE.doc
10/13
TRATAREA NEUTRULUI REŢELELOR ELECTRICE
∑ =++= H,!!G,!12,!2,!1 &
15,!1!!
1!!
1!!
15
1!!
'K2L =⋅=⋅= '
b '
!
! & (
∑ =++= 35,!!G,!12,!15,!*2
1D,!15G,!23!
1!!1!!H2,!22
2212!L ≅=⋅⋅⋅=⋅⋅=⋅⋅=
b
b
b
bl
U
! l &
U
! l & (
25,!H!
1!!
1!!
1!
1!!
'KL =⋅=⋅=nT
b scT
!
! & (
13,!25,!1D,!12,!
25,!)1D,!12,!(! ≅
++
⋅+=∑ &
onform sc0emelor de calcul din fig+ b, c i d au rezultat reactan$ele raportate la putereanominală a sursei, reduse fa$ă de locul de scurtcircuit+
Con%ider'nd rezi%tenţa arcului zero $R-7*0 la un %curtcircuit &onofazat⇒
supratensiunile pe fazele sănătoase
-.3H,112GH5,!H,!35,!13,!
35,!35,!13,!13,!
3
23!33
22
12!
222!
2! =⋅=
+++⋅+
⋅⋅=++
+⋅+⋅== f f B U
& & &
& & & &U U U
@aloarea o(ţinută %e /ncadrează /n datele din ta(elul ,"!"
MODUL DE TRATARE A NEUTRULUI
?=6?I=II @6U=?U8 IA"8=Arcul provocat de punerea la pă&'nt Se auto%tin)e
!7
c* 35,!*2 =∑Sc2e&a de calcul de
%ecvenţă inver%ă
70#6
70!# 70!B
d* 13,!*! =∑
Sc2e&a de calcul de%ecvenţă 2o&opolară
-
8/16/2019 Cap. 5_PROCEDEE DE TRATARE A NEUTRULUI RETELELOR ELECTRICE.doc
11/13
TRATAREA NEUTRULUI REŢELELOR ELECTRICE
Arc inter&itent 3o%i(il3unerea la pă&'nt de durată Reţeaua poate fi e4ploatată cu punerea la pă&'ntLic2idarea punerii la pă&'nt E%te nece%ară o protecţie %electivă co&ple4ăSupraten%iuni tranzitorii de punere lapă&'nt
≤ #06 Uf
Supraten%iuni de durată f U3 ⋅≤Influenţa a%upra liniilor deteleco&unicaţii
Ne/n%e&nată
Intinderea reţelei Deo%e(it de li&itată
Ten%iunea dintre fazele %ănătoa%e
-.,21DD3,1H,!35,!13,!
35,!213,!
3
23!3
23
12!
2! =⋅=++
⋅+⋅⋅=
+++
⋅= f f B U & & &
& &U U
8:"?I=> NI /?":?> B6 8U8 &@ 8I>7OU8 .IU8 7I /6@=?U
=UBII B6 A
!!
zone pentruintroducerea datelorinitiale
Batelecalculate
buton pentrucalcul
Benumirea problemei
-
8/16/2019 Cap. 5_PROCEDEE DE TRATARE A NEUTRULUI RETELELOR ELECTRICE.doc
12/13
TRATAREA NEUTRULUI REŢELELOR ELECTRICE
!#
-
8/16/2019 Cap. 5_PROCEDEE DE TRATARE A NEUTRULUI RETELELOR ELECTRICE.doc
13/13
TRATAREA NEUTRULUI REŢELELOR ELECTRICE
!,