Implementarea echipamentelor digitale de protecție si automatizare în stațiile electrice de transformare

Abstract

Scopul lucrării constă în analiza stării actuale a rețelei electrice existente și a stației de transformare, precum și în fundamentarea și propunerea unor soluții moderne de protecție și automatizare, cu accent pe creșterea eficienței, fiabilității și siguranței sistemului electroenergetic. În cadrul lucrării sunt analizate aspectele teoretice și practice privind funcționarea rețelelor electrice de distribuție, efectele defectelor asupra echipamentelor și cerințele funcționale ale sistemelor de protecție. O atenție deosebită este acordată utilizării echipamentelor digitale de protecție și automatizare, evidențiind avantajele acestora față de soluțiile clasice, precum rapiditatea de reacție, precizia ridicată și posibilitatea integrării în sisteme SCADA. Partea aplicativă a lucrării este axată pe studiul unei stații electrice de transformare, fiind analizată schema electrică existentă și arhitectura de protecție aferentă. Este prezentată implementarea releelor digitale de protecție, cu descrierea funcțiilor principale, a logicii programabile și a integrării acestora în sistemul de automatizare al stației. De asemenea, sunt analizate metodele de testare și verificare a sistemului de protecție, care asigură funcționarea corectă și selectivă a echipamentelor în condiții reale de exploatare. Pentru atingerea scopului propus, au fost stabilite următoarele obiective: -Analiza stării actuale a rețelelor electrice și a stației de transformare, cu identificarea principalelor deficiențe tehnice. -Evaluarea soluțiilor și tehnologiilor moderne de protecție și automatizare aplicabile în stațiile electrice. -Studierea documentației tehnice și a datelor reale de exploatare pentru fundamentarea soluțiilor propuse. -Elaborarea unor recomandări tehnice privind modernizarea sistemului de protecție și automatizare, în vederea creșterii fiabilității și siguranței alimentării cu energie electrică. Metodele de cercetare utilizate includ analiza documentației tehnice, studiul normelor și standardelor internaționale, analiza schemelor electrice, utilizarea software-ului de configurare a releelor digitale, precum și evaluarea tehnică și funcțională a soluțiilor propuse. Rezultatele obținute demonstrează că implementarea echipamentelor digitale de protecție și automatizare contribuie semnificativ la îmbunătățirea performanțelor sistemului electroenergetic, la reducerea timpilor de întrerupere și la creșterea nivelului de siguranță în exploatare.

The purpose of this thesis is to analyze the current state of electrical networks and electrical substations and to substantiate and propose modern digital protection and automation solutions, with a focus on improving the efficiency, reliability, and operational safety of power systems. The thesis addresses both theoretical and practical aspects related to the operation of electrical distribution networks, the impact of electrical faults on equipment, and the functional requirements of protection systems. Special attention is given to digital protection and automation equipment, highlighting their advantages over conventional solutions, such as fast response, high accuracy, flexibility, and integration into SCADA systems. The practical part of the thesis focuses on the study of an electrical substation, analyzing the existing electrical scheme and the associated protection architecture. The implementation of digital protection relays is presented, including the configuration of protection functions, programmable logic, and integration into the substation automation system. In addition, testing and verification methods of the protection system are analyzed to ensure correct and selective operation under real operating conditions. To achieve the stated objective, the following goals were established: -Analysis of the current condition of electrical networks and substations, with the identification of technical weaknesses. -Evaluation of modern protection and automation technologies applicable to electrical substations. -Analysis of technical documentation and operational data to support the proposed solutions. -Development of technical recommendations for the modernization of protection and automation systems to increase the reliability and safety of power supply. The research methods include the analysis of technical documentation, international standards, electrical schemes, configuration software for digital relays, as well as technical and functional evaluation of the proposed solutions. The results obtained demonstrate that the implementation of digital protection and automation equipment significantly improves power system performance, reduces outage durations, and increases operational safety.