TTI Test 2

Studiul unei reţele In care a apărut o nesimetrie, prin aplicarea metodei componentelor

simetrice este posibil in regimuri:

Permanente sinusoidale

Permanente nesinusiodale

Tranzitorii

Dată fiind alura caracteristicii u-i(tensiune-curent) a unei bobine neliniare intr-un circuit RLC

alimentat la tensiune de frecventa industirala

Puncte de funcţionare pe caracteristică inductiva pot sa apară numai pentru valori ale capacitații mai mici decât o valoare critică (Ccr)

Se poate afirma, fără a recurge la calcul, ca valoarea supratensiunii temporare de ferorezonanța, nu va depăși tensiunea maxim posibilă la bornele bobinei.

Întotdeauna indiferent de valoarea capacitații din circuit se pot găsi puncte de funcţionare separate pe caracteristica inductiva

Întotdeauna indiferent de valoarea capacitații din circuit se pot găsi puncte de funcţionare stabile pe caracteristica capacitiva.

Comparativ, diferența între un fenomen de rezonanță si uul de ferorezonanta intr-o retea este aceea ca:

Ferorezonanta apare in rețele cu inductanțe neliniare

Intr-o reţea reala, domeniul capacitaților care face posibilă apariția ferorezonanței este foarte larg

Intr-o reţea reala, domeniul capacitaților care face posibilă apariția rezonantei este îngust

Intr-o retea de înalta tensiune având Un mai mare sau egala cu 110 kV neutrul este:

Tratat prin legare directa la pământ.

Tratat prin bobina de stingere

Pastrat izolat in intreaga retea

Tratat aplicand solutia bobina de stingere+ resistor

Pricipalul beneficiu, pentru ansamblul unei reţele cu neutrul izolat, in cazul apariției unui

defect de izolaţie monofazat este acela ca:

Nu apare la locul defectului un arc intermitent, indiferent de valoarea curentului de defect.

Nu sunt solicitate suplimentar izolațiile fazelor neafectate de defect.

Funcţionarea normala a consumatorilor nu este afectata

Este uşor identificata linia pe care s-a produs defectul

Determinarea lungimii unei linii electrice de transport al energiei electrice ( constanta de

propagare fiind gamma= alpha + jbeta ) la care apare fenomenul de rezonanta la funcţionarea

în gol (Irez) si in cazul in care linia este alimentata de o sursa de putere infinita se face punând

condiţia:

Alpha Irez = pi/2

Beta Irez =pi/2

Beta Irez = pi

O linie electrica aeriana fără pierderi, cu sfârșitul in gol si alimentata de o sursa infinita ce

furnizează o tensiune treaptă egala cu 1 u.r., este reconectata pe o sarcina remanenta egala cu

+0.25 u.r. Supratensiunea la sfârșitul liniei va avea amplitudine egala cu:

1.25 u.r.

2.25 u.r

2.50 u.r.

Supratensiuni temporare de rezonanta apar numai in reţele având circuite echivalente formate

din elemente liniare RLC serie. Astfel, la rezonanta.

In reprezentare fazorială, curenții prin bobina si condensator sunt in opoziție de faza

Impedanța echivalenta a circuitului este determinata numai de valoarea rezistentei.

Frecventa proprie a circuitului devine egala cu frecventa tensiunii de alimentare.

Reactanțele bobinei si condensatorului sunt egale in modul

Pentru a menține curentul de defect monofazat mai mic de cat cel de scurtcircuit trifazat întro retea de înalta tensiune cu neutrul legat direct la pământ, raportul X0/X, trebuie sa fie

(rezistentele corespunzătoare impedanțelor fiind neglijabile).

Cuprins in intervalul [-2...1)

Mai mic decât 1

Mai mare sau egal cu 1

Daca o retea electrica are neutrul tratat prin bobina de stingere, acordul la rezonanta a

acesteia se face astfel încât reactanța bobinei:

Sa fie, in modul, egala cu cea a celor 3 capacitați faza-pământ ale liniei, conectate in paralel

Sa compensează identic reactanța capacitații faza-pământ a fazei pe care apare defectul monofazat

Sa fie, in modul, egala cu cea a celor 2 capacitați faza-pământ, conectate in paralel, aparținând fazelor (neafectate de defectul monofazat)

Viteza de propagare (v) a unui semnal electric pe o linie cu pierderi depinde de doi factori.

Aceştia sunt:

Constanta de faza (de defazaj)

Lungimea liniei

Constanta de atenuare

Pulsația (frecventa) semnalului

In circuite la tensiunea alternativa, cu elemente liniare RLC serie, la apariţia rezonanței.

Fazorii reprezentând tensiunea la bornele bobinei respectiv la bornele condensatorului vor fi egali in modul si in opoziție de faza.

Fazorii reprezentând tensiunea la bornele bobinei si t.e.m a sursei vor fi in faza(daca este neglijata căderea de tensiune pe rezistor)

Fazorii reprezentând tensiunea la bornele bobinei si t.e.m a sursei vor fi in cuadratura (decalați la pi/2) (daca este neglijata căderea de tensiune pe rezistor).

Teoretic, in cazul unei linii aeriene fără pierderi, alimentate de o sursa de tensiune alternativa

funcționând la 60 Hz si având putere infinita, rezonanta apare, la funcţionarea liniei in gol, la

o distanta fata de sursa egala cu:

1250 km

5000 km

3000 km

1500 km

La bornele unui condensator având capacitatea C, conectat la sfârșitul unei linii lungi, de

impedanța caracteristica Z0 sosește o treapta de tensiune cu amplitudinea de 100 kV. La

momentul t=0, (imediat ce unda ajunge la sfârșitul liniei ) tensiunea la bornele condensatorului

va fi egala cu U0 kV, iar la sfârșitul regimului tranzitoriu (t tinde la infinit), nivelul tensiunii

va atinge (in acelaşi punct ) valoarea Uinf kV, adică:

U0 = 0 kV; Uinf = 200 kV

U0 = 100 kV; Uinf = 100 kV

U0 = 200 kV; Uinf = 0 kV

Masurile prin care se poate evita apariţia de supratensiune temporare intolerabile la

funcţionarea liniilor in gol sunt următoarele:

Limitarea lungimii (nesecționate ) acestora

Conectarea si deconectarea acestora cu întreruptoare cu închidere controlata sau cu rezistenta de preinserție

Utilizata de bobine de compensare transversala dispune in anumite puncte, identificabile prin calcul

Intr-o retea formata de linii aeriene, neutrul este tratat cu bobina de stingere. Rolul acesteia

este acela de a:

De a asigura condiţii pentru deconectarea reţelei in caz de defect monofazat

Împiedica apariţia unui arc intermitent la locul defectului

Limita supratensiunile temporare pe fazele sănătoase

Așa-numita regula a lui Petersen permite studiul propagării in circuite mixte linie lunga

(caracterizata de Zc)- elemente concentrat (considerat a fi, pentru simplificare, un rezistor cu

rezistența R).

Cu avantajul ca schema echivalenta este una cu parametrii concentrați

Inlocuind unda de tensiune cu o sursă echivalentă cu t.e.m egală cu amplitudinea acesteia

Astfel încât, in cazul in care excitația este de tip unda de curent, circuitul echivalent este un circuit paralel Zc-R, alimentat de o sursa ideala de curent

Cu dezavantajul ca fenomenele de propagare in sine ( transmisii/reflexii) nu mai pot fi studiate

In cazul a 3 linii înseriate (in ordinea 1-2-3), sursa fenomenului de propagare fiind in linia 1,

supratensiunea care ajunge in linia 3:

Crește in trepte, cu un pas de timp egal cu 2x timpul de propagare cea mai mică

Crește în trepte, cu un pas de timp egal cu timpul de propagare pe linia 2

Crește în tmp, cu un pas de timp egal cu timpul de propagare pe linia 2

Crește în trepte, prima treaptă având si amplitudinea cea mai mare

O linie electrică fără pierderi este parcursă de o supratensiune cu amplitudinea de 100kV. La

capătul său este conectat un rezistor, având rezistența R. Prezența acestuia în punctul de

racord face ca valoarea amplitudinii tensiunii in acest punct să devină egală cu 150 kV. Dacă.

In paralel cu rezistorul R se mai montează unul absolut identic, amplitudinea supratensiunii

in punctul de racord devine egală cu:

160 kV

120 kV

75 kV

La punerea la pământ într-o retea cu neutrul izolat, diagrama fazoriala tensiunilor curenților

arata ca:

Fazorul rezultatei curentului de defect este în fază cu cel al tensiunii neutru-pământ.

Unghiul dintre fazorul curenților capacitivi ai fazelor neafectate este de 30 grade electrice.

Fazorul rezultatei curentului de defect este perpendicular pe cel al tensiunilor neutru-pământ

Unghiul dintre fazorul curenților capacitivi ai fazelor neafectate este de 60 de grade electrice.

In cazul rețelelor având Un mai mare sau egal cu 110 kV nu există opțiuni privind tratarea

neutrului. Astfel, acesta este legat la pământ:

Direct, la toate transformatoarelor

Prin rezistor (cu rezistență de valoare redusă)

Direct (dar selectiv, deci un neapărat la toate transformatoarele) pentru a menține raportul X0/X+ (neglijând rezistentele) in limite precizate

Prin bobina de stingere

Dacă, din considerente tehnice, o retea electrica are neutru tratat prin bobina de stingere.

Nivelul supratensiunilor temporare pe fazele neafectate ca fi practic identic cu cel înregistrat in cazul unei reţele cu neutrul izolat

Rolul de baza al acesteia, pe durata unui defect de izolaţie monofazat, este acela de a împiedica apariţia unui arc la locul de defect

Nivelul supratensiunilor temporare pe fazele neafectate va fi substanțial redus fata de cel înregistrat in cazul unei reţele cu neutrul izolat

Pe o linie lunga cu pierderi, transmiterea unui semnal nesinusiodal este distorsionata:

Datorita faptului ca viteza de propagare depinde de frecventa

Daca lungimea de unda a semnalului depășește lungimea fizica a liniei

Datorită faptului că atenuarea nu este nulă.

Într-o rețea de ÎT cu neutrul izolat punerea la pământ netă a unei faze determină:

Punerea sub tensiune a neutrului, intre acestea si pământ diferența de potențial fiind egala cu tensiunea faza-pământ a reţelei.

Întotdeauna, indiferent de valoarea curentului de defect, apariţia unui arc electric intermitent la locul de defect

Micșorarea curenților capacitivi prin capacitățile fazelor ramase neafectate.

Pentru studiul unui regim de defect se aplica metoda componentelor simetrice, reţelele de

secvența fiind conectate pe baza condițiilor existente la locul de defect astfel:

In paralel, in cazul defectelor monofazate

In serie, in cazul defectelor monofazate

In scurtcircuit si izolate intre ele in cazul defectelor trifazate (simetrice).

Avantajele utilizării soluției de tratare a neutrului cu bobina de stingere + rezistor (știind

modul de conectare in regim permanent si la defect a acestora) sunt:

Bobina reduce nivelul supratensiunilor temporare pe fazele neafectate

La defect monofazat trecător, bobina împiedica apariţia arcului intermitent la locul de defect

Impedanța celor doua elemente conectate în paralel asigura limitarea curentului de defect

Daca defectul monofazat persista, prin conectarea rezistorului este identificata si deconectata linia cu defect.

Intr-un circuit mixt linie lunga (fără pierderi) – rezistor ( cu Zc=300 ohm si rezistor, R=200

ohm) este prezent cazul real al unei propagări a unei unde de tensiune cu amplitudinea de

500 kV. Pentru studiu se utilizează schema echivalenta Peterson cu ajutorul căreia se deduc:

Curentul in circuitul echivalent = 2.5 kA tensiunea la bornele rezistorului = 500 kV

Curentul in circuitul echivalent = 1 kA tensiunea la bornele rezistorului = 200 kV

Curentul in circuitul echivalent = 2 kA tensiunea la bornele rezistorului = 400 kV

Impedanța caracteristica ( Zc) respectiv constanta de propagare a unei linii lungi sunt

caracterizate astfel:

Constanta de propagare : mărime reala daca linia este fără pierderi

Zc mărime reala daca linia este fără pierderi

Constanta de propagare: mărime complexa, indiferent daca linia este cu sau fără pierderi

Constanta de propagare: mărime complexa daca linia este fără pierderi

Zc : mărime complexa daca linia este cu pierderi

Pentru a menține supratensiunile temporare de pe fazele neafectate la un nivel acceptabil

pentru izolații, in cazul unui defect monofazat într-o retea cu neutrul legat direct la pământ

(ignorând alte consecințe ), raportul X0/X+ (rezistentele corespunzătoare impedanțelor fiind

neglijate) trebuie sa fie:

Situat numai in intervalul [o...1)

Oricum, mai mare decât 3

Oricum, mai mic decât 3

Pentru deconectarea unei baterii de condensatoare dintr-o stație electrica proiectantul poate

alege intre un întreruptor rapid, cu SF6 si altul de tip IUP (cu ulei puţin ), ambele având

aceeaşi curenți nominali. Opțiunea sa va fi pentru întreruptorul.

Rapid

Lent (cu ulei puţin)

Nu prezinta importanta tipului de întreruptor ales ci doar curentul sau nominal

La conectarea unei linii lungi (fără pierderi si fără sarcina permanenta) in gol apar

supratensiuni datorita fenomenelor de propagare. La sfârșitul liniei, factorii de propagare/

de transmisie respectiv reflexie (alpha respectiv beta) pentru unda de tensiune iau valorile:

Alpha = 2, beta = 1

Alpha = 1 beta = 1

Alpha = 0 beta = -1

. La deconectarea unui circuit inductiv având o inductanța de 50 Hz si o capacitate parazita la

borne de 5nF, valoarea instantanee a curentului (tăiata) este de 5 A iar tensiunii, in acelaşi

moment, de 20kV. Ca urmare, energia rămasa înmagazinata in inductanța este:

Egală cu 125 Ws

Egală cu cea stocată în capacitate

Egală cu 625J

Mai mare comparativ cu cea stocata in capacitate

In cazul rețelelor cu neutrul izolat ( daca este adoptata justificat aceasta soluție):

Factorul de defect la pământ (c0 )tinde, in cazul unui defect monofazat, către sqrt(3) u.r.

Cedarea izolaţiei unei faze este un scurtcircuit monofazat

Curentul de defect are valoarea relativa mica si identificarea locului de defect este dificila

TTI Test 2

More Quizzes