Sistema di protezione nel sistema elettrico

Questa sezione del nostro sito web copre quasi tutto ciò che riguarda il sistema di protezione nei sistemi elettrici, inclusi i numeri standard dei cavi e dei dispositivi, i modi di connessione alle barriere terminali, i codici di colore nei cavi multiconduttore, le regole da seguire e quelle da evitare durante l'esecuzione. Copre inoltre i principi vari relè di protezione dei sistemi elettrici e schemi, compresi schemi speciali di protezione dei sistemi elettrici come relè differenziali, protezione contro i guasti a terra limitati, relè direzionali e relè di distanza, ecc. Sono forniti anche dettagli sulla protezione dei trasformatori, protezione delle turbine, linee di trasmissione e la protezione di banchi di condensatori. Copre quasi tutto ciò che riguarda la protezione dei sistemi elettrici.
I test degli apparati di manovra, degli trasformatori strumentali come il test dei trasformatori di corrente, dei trasformatori di tensione o trasformatori di potenziale e dei relè di protezione associati sono spiegati in dettaglio.
Sono inclusi e spiegati anche i circuiti di chiusura e apertura, indicazione e allarme diversi per gli interruttori automatici.

Obiettivo della protezione dei sistemi elettrici

L'obiettivo della protezione dei sistemi elettrici è isolare la parte difettosa del sistema elettrico dal resto del sistema attivo, in modo che la parte rimanente possa funzionare in modo soddisfacente senza danni gravi dovuti alla corrente di guasto.
In realtà, l'interruttore automatico isola la parte difettosa dal resto del sistema sano e questi interruttori si aprono automaticamente in caso di guasto a causa del segnale di trip proveniente dal relè di protezione. La filosofia principale della protezione è che nessuna protezione dei sistemi elettrici può impedire il flusso di corrente di guasto attraverso il sistema, ma può solo prevenire la continuazione del flusso di corrente di guasto disconnettendo rapidamente il percorso del cortocircuito dal sistema. Per soddisfare questa rapida disconnessione, i relè di protezione devono avere i seguenti requisiti funzionali.

Sistema di protezione nei sistemi elettrici

Discutiamo ora del concetto di base del sistema di protezione nei sistemi elettrici e della coordinazione dei relè di protezione.

Nell'immagine è mostrata la connessione di base del relè di protezione. È abbastanza semplice. Il secondario del trasformatore di corrente è collegato alla bobina di corrente del relè e il secondario del trasformatore di tensione è collegato alla bobina di tensione del relè. Ogni volta che si verifica un guasto nel circuito del ramo, una corrente secondaria proporzionale del TC fluisce attraverso la bobina di corrente del relè, aumentando quindi il mmf di quella bobina. Questo aumento di mmf è sufficiente per chiudere meccanicamente il contatto normalmente aperto del relè. Questo contatto del relè si chiude effettivamente e completa il circuito della bobina di trip a corrente continua, quindi la bobina di trip viene alimentata. Il mmf della bobina di trip inizia il movimento meccanico del meccanismo di trip dell'interruttore automatico e, in definitiva, l'interruttore automatico viene tripizzato per isolare il guasto.

Requisiti funzionali del relè di protezione

Affidabilità

Il requisito più importante per i relè di protezione è l'affidabilità. Rimangono inattivi per molto tempo prima che si verifichi un guasto; ma se si verifica un guasto, i relè devono rispondere immediatamente e correttamente.

Selettività

Il relè deve essere operato solo in quelle condizioni per le quali i relè sono commissionati nel sistema elettrico. Potrebbero esserci alcune condizioni tipiche durante un guasto per le quali alcuni relè non dovrebbero essere operati o operati dopo un ritardo definito, quindi il relè di protezione deve essere sufficientemente capace di selezionare la condizione appropriata per cui sarebbe operato.

Sensibilità

L'equipaggiamento di protezione deve essere sufficientemente sensibile in modo da poter essere operato in modo affidabile quando il livello delle condizioni di guasto supera appena il limite prefissato.

Velocità

I relè di protezione devono operare alla velocità richiesta. Deve essere fornita una corretta coordinazione tra i vari relè di protezione dei sistemi elettrici in modo che un guasto in una parte del sistema non disturbi la parte sana. La corrente di guasto potrebbe fluire attraverso una parte della parte sana poiché sono connessi elettricamente, ma i relè associati a quella parte sana non dovrebbero essere operati più rapidamente dei relè della parte difettosa, altrimenti potrebbe verificarsi un'interruzione indesiderata del sistema sano. Inoltre, se il relè associato alla parte difettosa non viene operato in tempo a causa di un difetto o per altri motivi, allora solo il relè successivo associato alla parte sana del sistema deve essere operato per isolare il guasto. Pertanto, non dovrebbe essere troppo lento, il che potrebbe causare danni all'equipaggiamento, né troppo veloce, il che potrebbe causare un'operazione indesiderata.

Elementi importanti per la protezione dei sistemi elettrici

Apparati di manovra

Comprende principalmente interruttori automatici a olio in massa, interruttori automatici a minimo olio, interruttori automatici a SF6, interruttori automatici a getto d'aria e interruttori automatici a vuoto, ecc. Vengono impiegati diversi meccanismi di azionamento come solenoide, molla, pneumatico, idraulico, ecc. nell'interruttore automatico. L'interruttore automatico è la parte principale del sistema di protezione nei sistemi elettrici e isola automaticamente la parte difettosa del sistema aprendo i suoi contatti.

Equipaggiamento di protezione

Comprende principalmente relè di protezione dei sistemi elettrici come relè di corrente, relè di tensione, relè di impedenza, relè di potenza, relè di frequenza, ecc. in base al parametro di funzionamento, relè a tempo definito, relè a tempo inverso, relè a gradini, ecc. secondo la caratteristica di funzionamento, logicamente come relè differenziali, relè di sovralimentazione, ecc. Durante un guasto, il relè di protezione fornisce il segnale di trip all'interruttore automatico associato per aprire i suoi contatti.

Batteria della stazione

Tutti gli interruttori automatici dei sistemi elettrici sono a corrente continua (DC). Poiché la corrente continua può essere accumulata nelle batterie e, in caso di totale mancanza di alimentazione in entrata, gli interruttori automatici possono ancora essere operati per ripristinare la situazione grazie all'energia della batteria di stazione. Quindi, la batteria è un altro elemento essenziale del sistema elettrico. A volte viene definita come il cuore della sottostazione elettrica. Una batteria di sottostazione elettrica o semplicemente una batteria di stazione, contenente un numero di celle, accumula energia durante il periodo di disponibilità dell'alimentazione AC e scarica al momento in cui i relè operano, in modo che l'interruttore automatico pertinente venga tripizzato al momento della mancanza dell'alimentazione AC in entrata.

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