cap. 5_procedee de tratare a neutrului retelelor electrice.doc

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+

!


2/13


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+

#


3/13


)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


4/13


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 -


5/13


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


6/13


• 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


7/13


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


8/13


- 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


9/13


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


10/13


∑ =++= 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


11/13


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


12/13


!#


13/13


!,

cap. 5_procedee de tratare a neutrului retelelor electrice.doc

Documents