Home - Rasfoiesc.com
Educatie Sanatate Inginerie Business Familie Hobby Legal
Meseria se fura, ingineria se invata.Telecomunicatii, comunicatiile la distanta, Retele de, telefonie, VOIP, TV, satelit




Aeronautica Comunicatii Constructii Electronica Navigatie Pompieri
Tehnica mecanica

Electronica


Index » inginerie » Electronica
» PROIECT DE DIPLOMA - Echipamente electrice pentru un post de transformare


PROIECT DE DIPLOMA - Echipamente electrice pentru un post de transformare




PROIECT DE DIPLOMA

Absolvent

Tema lucrarii:

Echipamente electrice pentru un post de transformare;

Probleme abordate in proiect:

  1. introducere – sinteza din literatura de specialitate
  2. prezentarea solutiei
  3. calcule de proiectare si verificare pentru sistemul de bare din secundarul transformatorului
  4. proiectarea instalatiei de distributie de joasa tensiune
  5. protectie impotriva electrocutarii
  6. bibliografie



1.Posturi de transformare si puncte de distributie

consideratii generale

In categoria posturilor de transformare (PT) sunt cuprinse toate constructiile si echipamentul electromecanic, menit sa transforme tensiunea la care se tranziteaza energia electrica, de la valori incluse in clasa retelelor electrice de medie tensiune la valori incluse in clasa retelelor elecrice de joasa tensiune, postul de transformare asigurand legatura intre cele doua clase de etele electrice.

Alimentarea receptoarelor in instalatiile electrice de joasa tensiune, implica prezenta unui post de transformare si a mai multor puncte de distributie.

Postul de transformare este o statie de transformare coboratoare, mica, cu o putere de pana la 2500 kVA,destinata alimentarii in joasa tensiune (pana la 1 kV inclusiv) a consumatorilor.

La un post de transformare:

-Energia electrica intra intr-o instalatie electrica de distributie de medie tensiune prin unul sau mai multe circuite de medie tensiune;

-Din instalatia de distributie, prin unul sau mai multe alte circuite de medie tensiune (obisnuit cel mult doua), energia electrica este trimisa la transformatoare coboratoare de medie pe joasa tensiune;

-Din transfomator, prin circuite de joasa tensiune, energia electrica este trimisa la instalatia electrica de distributie de joasa tensiune numita si tablou de distributie de joasa tensiune.

Un punct de alimentare este o statie de conexiuni de medie tensiune, (6-20kV) destinata alimentarii unor posturi de transformare.Este de multe ori combinata cu un post de transformare. Se instaleaza in general in retele urbane sau la consumatori industriali si se realizeaza in general in incaperi supraterane.

Ca urmare, prezenta unui post de transformare in aria geografica a unei asezari are doua implicatii:

- una determinata de prezenta fizica in spatiul construit;

- si o alta legata de rolul functional, respectiv asigurarea tranzitului de putere din reteaua electrica de medie tensiune catre cea de joasa tensiune.

Ansamblul definit ca post de transformare are deci doua componente principale respectiv:

- parte constructiva, reprezentata de suportul in care si pe care sunt sustinute componentele celeide a doua parti, adoptarea solutiei de realizare (supraterane, subterane sau aeriene), fiind determinata de considerente economice, arhitecturale, de spatiul disponibil, etc, respectiv

- echiparea elecro mecanica , constituita din materiale si aparate prin care este tranzitata energia electrica si accesoriile necesare acestui scop, adoptarea solutiei fiind determinata de considerente economice, solutie constructiva, dar in special de cerintele legate de continuitatea in alimentare.

Echiparea electro-mecanica a unui post de transformare, la randul sau este constituita din:

- circuite primare (principale) fiind cele parcurse de energia electrica tranzitata, respectiv cele expuse la tensiunea de serviciu si parcurse de curentii absorbiti de receptori;

- circuite secundare, desevesc circuitele primare, au tensiuni mai mici sau egale cu 220V, iar curentii sunt foarte mici, de regula sub 5A. Din aceasta categorie fac parte circuitele de comanda, semnalizare, protectie masura;

- instalatii auxiliare, din care fac parte serviciile proprii de curent alternativ si de curent continuu, instalatia de legare la pamant si cea de protectie impotriva loviturilor directe de trasnet.

Echipamentul aferent circuitelor primare indeosebi transformatoarele ) reprezinta partea principala a unui post de trasformare, ocupand spatiul cel mai mare.

Echipamentul aferent circuitelor secundare este montat pe panouri sau pupitre, ansamblul lor formand tabloul de comanda.

Legatura aparatelor cu care se realizeaza circuitele secundare cu aparatele circuitelor primare pe care le deservesc, se realizeaza cu cabluri de circuite secundare, pozate in canaluri speciale de cabluri.

Pentru partea de constructii, materialele de constructii a posturilor de transformare au evoluat continuu de la caramida, beton armat, beton autoclavizat, pana la carcase metalice sau din materiale plastice. La posturile de transformare amplasate in aer liber transformatoarele se amplaseaza la sol sau suspendate pe stalpi din lemn sau beton (posturi aeriene).

Datorita numarului foarte mare de posturi utilizate, din considerente economice, dar si de incadrare in ambientul urban, s-au conceput si realizat solutii tipizate sii dimensiuni reduse.

Posturile de transformare in constructie metalica (PTM) sunt destinate a functiona in exterior si se executa in mai multe variante, in functie de destinatie si puterea transformatorului si se racordeaza, aerian sau cu cablu, la cele doua retele; se instaleaza pe fundatii de beton, pe sine de cale ferara montate pe tranverse sau pe un teren consolidat. Aceste posturi de transformare au avantajul montarii si demontarii usoare, respectiv doar prin legarea respectiv, dezlegarea legaturilor la retele si manipularea intregului post cu macarale si mijloace de transport corespunzatoare.

Posturile de transformare metalice sunt formate din una sau mai multe cabine metalice din tabla de otel ambutisata, asamblate intre ele cu suruburi, in care se monteaza echipamentul electric, iar transformatorul de forta poate fi montat in interior, intre-o cabina metalica sau in exterior. Daca tansformatorul este montat in interior, cabina sa metalica are jaluzele in partea interioara si cea superioara, pentru asigurarea ventilatiei naturale.

Posturile de transformare in incaperi supraterane

Retelele electrice de joasa tensiune din mediul urban sunt alimentate obisnuit din posturi de transformare supraterane care se numesc din acest motiv posturi de transformare tip retea, iar consumatorii finali sunt alimentati din posturile de transformare tip abonat.

Posturile de transformare supraterane tip retea, pot avea cladire independenta sau pot fi inglobate intr-un spatiu edilitar, inclusiv in cladirea unei statii de conexiune de medie tensiune (punct de alimentare) .

Postul de transformare contine cel putin un transformator (in cazul distributiei fara rezerva) cu echipamentul primar si secundar aferent.

Tabloul general din postul de transformare

Tabloul general de joasa tensiune este prevazut la intrare cu intreruptor si separator, cuprinzand un sistem simplu sau dublu de bare , plecarile de joasa tensiune etc.

La tablourile generale se prevad intreruptoare generale automate cu protectie maximala in urmatoarele conditii:

in postul de transformare propriu, maneta intreruptorului automat de inalta tensiune nu este la dispoozitia consumatorului;

racordarea tabloului general al instalatiilor industriale cu puteri instalate peste 20kW se face direct la reteaua de joasa tensiune a furnizorului.

Interuptorul general automat al tabloului general se alege astfel incat sa nu declanseze la lipsa de tensiune cauzata de functionarea AAR-urilor din reteaua furnizorului.

Alegerea dispozitivelor din postul de transformare trebuie sa se faca in asa fel in cat sa se coreleze protectia de joasa tensiune (la consummator) , cu protectia instalatiei de inalta tensiune (de racord) , asigurandu-se in acest fel selectivitatea protectiei. Pentru aceasta caracteristicile de protectie ale aparatelor de inalta tensiune (sigurante fuzibile, intreruptoare automate) se transpun pe partea de joasa tensiune, raportand curentii corespunzatori diferitilor timpi de actionare.

In acest mod, se pot analiza caracteristicile de protectie ale aparatelor instalate la tensiuni diferite, luandu-se ca referinta valorile curentilor de joasa tensiune.

Coloana de alimentare a tablourilor generale este de regula prevazuta cu urmatoarele aparate de masura:

-contor de energie active

-Ampermetre montate pe fiecare faza, pentru a putea urmari nesimetria incarcarilor;

-Voltmeter pentru masurarea tensiunii, cu posibilitati de comutare pe cele trei faze.

Contoarele se racordeaza direct, la curenti sub 30A la alimentarea monofazata si sub 20A la alimentarea trifazata, fie prin intermediul transformatoarelor de masura, peste aceste limite indicate.

Ampermetrele se racordeaza prin intermediul transformatoarelor de masura. Pentru a face posibila o citire usoara a intensitatii curentului normal si a eventualelor supraincarcari se pune conditia:

2.Alegerea solutiei

La executia posturilor de transformare se cauta sa se foloseasca cat mai multe elemente prefabricate deoarece se realizeaza o executie industriala cu montare rapida ; prefabricatele pot fi refolosite la desfiintarea postului ; fiabilitatea in expluatare este mare si se pot schimba reletiv usor diverse echipamente.

Retelele de distributie in medie tensiune la posturile de transformare de realizeaza cu linii radiale ; alimenteaza separat fiecare receptor.

Se alege un post de transformare in incaperi supraterane, un post de transformare pentru retea realizate in cladire independenta (din panouri mari din BCA sau din zidarie).

Statia de transformare este alcatuita din doua instalatii electrice de distributie si un transformator de putere.Daca statia de transformare are doua nivele de tensiune, atunci transformatorul folosit are doua infasurari. Transformatorul este montat in exteriorul cladirii.

Echiparea electromecanica a postului de transformare este construita din :

circite primare ; cele parcurse de energia electrica tranzitata ;

circuite secundare ; ccircuite de comanda, semnalizare, protectie, masura ; sunt montate pe pupitre sau panouri, ansmblul lor formand tabloul de comanda.

circuite auxiliare ; instalatia de legare la pamant si cea de protectie impotriva loviturilor de trasnet.

Tablourile de distributie sunt parti componente ale instalatiei electrice care servesc concomitent la primirea si apoi distributia energiei electrice la diferiti consumatori

Tablou de distributie tip dulap, realizat in celule numite dulapuri,sunt destinate instalatiiilor electrice de distributie cu curenti nominali pana la 1000A.

Pentru asigurarea unei bune functionari si evitarea deteriorii echipamentului se folosesc aparate de protectie ce trebuie sa satisfaca anumite conditii :

selectivitate , adica deconectarea doar a echipamentului avariat;

sensibilitatea; adica sesizarea tuturor defectelor atunci cand se deosebesc doar cu putin de regimul de functionare normal;

rapiditatea ;doar o deconectare foarte rapida a elementelor avariate poate ramane fara urmari asupra functoinarii instalatiei neavariate;

siguranta; adica actionarea numai atunci cand este necesar.

3. Calcule de proiectare si verificare pentru sistemul de bare din secundarul transformatorului

Transformatorul

Transformatoarele sunt componente principale ale statiilor si posturilor de transformare.

Marimi si parametri ai unui transfomator sunt:

-Puterea nominala aparenta Sn =630kVA;

-Tensiunile nominale Un de linie, de inalta tensiune U1n=20kV ,si joasa tensiune U2n=0.4kV;

-Raportul de transfomare, K12;

-Parametrii electrici (ezistenta, reactanta, conductanta, susceptanta si impedanta);

-Tensiuni relative de scurtcicuit (usc=6%, in procente) si curentul de mers in gol (I0=2.4%, in procente);

-Pierderi active nominale la mersul in gol (ΔP0=1.250kW ) si in scurtcircuit (ΔPsc=8.2kW );

-Conexiunile infasurarilor Dyn5 si numerele lor caracteristice

MT/JT are infasurarea secundara conectata in stea cu neutrul accesibil, permitand dezvoltarea unei retele de distributie a consumatorului cu tensiunea 3x380/220 V sau 3x400/230 V. In cazul retelei cu tensiunile nominale 3x380/220 V, transformatorul este conceput sa furnizeze in secundar tensiunile 3x400/230 V. Se utilizeaza atat transformatoare in ulei, cat si transformatoare uscate, cu racire naturala libera.

Puterea aparenta nominala: 630KVA.

Determinarea unor marimi caracteristice in functionarea retelei (curenti de scurtcircuit si curenti de defect, caderi de tensiune) necesita cunoasterea impedantei interne a transformatorului.

Impedanta interna a transformatorului poate fi calculata precis pornind de la schema echivalenta completa a transformatorului monofazat. In cazul transformatorului considerat ca sursa de alimentare in reteaua de joasa tensiune, o metodologie de calcul simplificata , conform careia, transformatorul real poate fi considerat descompus intr-un transformator ideal a carui tensiune secundara ramane

constanta (atat timp cat tensiunea primara se mentine constanta, cazul retelei cu S ) si o impedanta ZT = RT + jXT. concentrata numai in infasurarea secundara a transformatorului ideal si legata in serie cu aceasta.

Considerand aceeasi putere aparenta ST pentru ambele infasurari ( primara si secundara ) , impedanta interna ZT si componentele ei RT si XT ( exprimate in W/faza ) pot fi determinate pe baza incercarii la scurtcircuit a transformatorului, conform figurii ( pentru o faza ), din care rezulta tensiunea de scurtcircuit pe faza Uscf ( sau, in procente, uscf %) si pierderile in scurtcircuit pe faza Pscf

Tensiunea de scurtcircuit usc% si pierderile in scurtcircuit Psc, pentru transformatorul trifazat, care rezulta din incercarea la scurtcircuit a transformatorului, sunt precizate in cataloage.

Reactanta inductiva echivalenta se exprima prin relatia:

Unde:

usc – tensiunea de scurtcircuit, in % ;

Rezistenta echivalenta a transformatorului se determina din puterea activa absorbita de transformator in regim de scurtcircuit si se exprima prin relatia:

In care:

Psc – pierderi nominale in infasurai, determinate de regimul de scurtcircuit, in kW;

Un – tensiunea nominala (de linie ) la care se raporteaza parametrii schemei , in kV;

Sn – puterea aparenta nominala a transformatorului , in kVA;

Notatiile au urmatoarele semnificatii:

RT – rezistenta pe faza a infasurarilor de inalta si joasa tensiune;

XT – reactanta inductive de dispersie pe faza;

Echipamentul primar este constituit dintr-un separator si un intreruptor de putere de medie tensiune care se aleg pornind de la tensiunea nominala primara U1 ( 20 kV) si de la curentul nominal primar :

Echipamentul secundar este constituit, in functie de schema utilizata, dintr-un un intreruptor de putere (automat) de joasa tensiune.

Echipamentul secundar se alege pornind de la tensiunea nominala secundara U20 ( 400 V) si de la curentul nominal secundar :

Curentul de scurtcircuit

Curentii de scurtcircuit produc in instalatiile electrice urmatoarele efecte:

- termice, care coduc la incalzirea puternica a conductoarelor, a conatactelor si a altor parti conductoare ale aparatelor, a infasurarilor transformatoarelor si prin aceasta la distrugerea izolatiei, la arderea si eventual sudarea contactelor aparatelor de comutatie;

- dinamice (mecanice), datorate efecului electrodinamic al curentilorr, care duc la indoirea barelor, deteriorarea aparetelor, bobinelor, etc.

Curentii de scurtcircuit apar in retea in urma contactului, printr-o impedanta neglijabila, intre diferitele conductoare active (faze, neutru) sau intre un conductor de faza si pamant (in retelele cu neutral legat la pamant), accidental sau ca urmare a unui defect de izolatie.

Cunoasterea valorilor curentilor de scurtcircuit este importanta pentru verificarea comportarii aparatajului de comutatie si de protectie si a conductoarelor de retea.

In calculul curentilor de scurtcircuit se recurge fregvent la metode aproximative, justificate si prin faptul ca datele si conditiile care stau la baza calculelor nu sunt exacte.

In instalatiile de joasa tensiune ale consumatorului se are in veder cazul cel mai defavorabil al scurtcircuitului trifazat simetric.Calculul curentului se face in ipoteza acoperitoare ca transformatorul de alimentare este conectat la o sursa de putere infinita, a carei tensiune ramane constanta in timpul procesului de scsurtcircuit. In acest caz, tensiunea de calcul este tensiunea secundara de mers in gol a transformatorului (400V) si raman de considerat numai impedantele transformatoului si ale liniilo electice pana la locul defectului.

La producerea scurcircuitului, curentul are, in general, doua componenente: o componenta periodica ip (cu valoare efectiva Ip ) si o componenta aperiodica ia ,care se amortizeaza elativ repede, in functie de constanta de timp a circuitului.

Valoarea efectiva a componentei periodice a curentului de scurtcircuit, care serveste la verificarea termica a elementelor retelei, rezulta din tensiunea sursei de alimentare si impedanta de faza a retelei (determinate de rezistenta si de reactanta inductive) pe cale de curent, intre sursa de alimentare si locul defectului, inclusiv impedanata transformatorului:

In care:

U20 – tensiunea nominala de linie la barele de joasa tensiune a postului de transformare, in V (400V)

Ze – impedanta inductiva echivalenta

Verificarea elementelor retelei de stabilitate dinamica necesita calculul curentului de scurtcircuit de soc (de lovitura):

Obtinut prin multiplicarea amplitudinii curentului de scurtcircuit de durata cu facorul de soc (de lovitura) k care se determina in functie de factorul de putere al retelei scutrcircuitate (sau raportul dintre rezistenta si reactanta totale de scurtcircuit) :

In practica, ,asfel incat rezulta:

Protectie in primarul si secundarul transformatorului

Intreruptoarele automate asigura protectia impotriva suprasarcinilor, a curentilor de scurtcircuit de valori medii si a lipsei sau scaderii tensiunii de alimentare.

Intreruptorele automate de tip OROMAX sunt destinate conectarii si protectiilor liniilor, a motoarelor mari, a generatoarelor si transformatoarelor.Ele se caracterizeaza prin capacitate mare de inchidere si rupere, variante multiple de executie si posibilitate de utilizare in protectia selective a retelelor.Comanda de inchidere-deschidere se face prin intermediul electromagnetilor de comanda.

Utilizarea intreruptoarelor automate se evita pe cat se posibil din cauza ca ele prezinta urmatoarele neajunsuri:

-au un cost mare

- conduc la sectiuni mari ale conductelor electrice

- nu asigura selectivitatea la curentii de scurtcircuit.

Se alege in secundarul transformatorului un intreruptor OROMAX tip 1000A

cu urmatoarele caracteristici tehnice in functie de curentul nominal secundar ( I2=909.326A) si tensiunea nominala secundara (U20=400V):

-intreruptor OROMAX tip 1000A

-tensiunea nominala 500V

-curent limita dinamic 125kA

-curent limita termic 55kA , la tlt=1 s

Intreruptoarele automate OROMAX pentru (500-4000)A , au o mare capacitate de rupere, fiind utilizate pentru protectia liniilor, transformatoarelor si a generatoarelor electrice.

Se alege in primarul transformatorului un intreruptor SIEMENS 350A, cu ulei putin , in vid .

Alegerea sectiunii conductoarelor

Elementele conductoare servesc drept cale de curent pentru alimentarea receptoarelor sau punctelor de distributie de la sursa de energie.

Conductorul metallic este o cale de curent, formata din unul sau mai multe fire.

Drept material se recurge la cupru deoarece prezinta urmatoarele avantaje:

-conductivitate ridicata

-consum mai mic la aceiasi solitare termica ( aceiasi sarcina )

-cadere de tensiune mai mica pe retea conexiuni mai sigure ( prin lipire )

rezistenta mecanica mai mare

Barele neizolate, cu sectiune dreptunghiulara se folosesc drept:

-cale de curent pentru curenti intensi, pentru racordarea echipamentelor in retea, in zone inaccesibile personalului necalificat ca, de exemplu, legatura intre tabloul general si transformator, in postul de transformare sau conexiuni intre echipamente, in zone protejate.

Bare “colectoare” – in cadrul tablourilor de distributie, la care se racordeaza sosirea si plecarile, in cadrul schemelor radiale.

Cablul este un ansamblu de conductoare izolate ( separate din punct de vedere electric, dar solidare mecanic ), invelisuri si, eventual, ecrane.

Forma sectiunii este dreptunghiulara (conductoare cu sectiune dreptunghiulara

Sectiunea conductoarelor este determinate de :

-solicitarea termica, la trecerea curentului electric, astfel incat sa nu fie pusa in pericol durata de viata a izolatiei conductorului;

- caderea de tensiune admisibila in retea, pentru sarcini de durata si de scurta durata;

- solicitari electromagnetice datorate curentilor de scurtcircuit;

- impedanta maxima necesara pentru a permite functionarea protectiei, in caz de scurtcircuit si in cazul protectiei impotriva electrocutarii prin legare la nul.

  • densitate de curent maxim admisa in cupru Jmax= 3 [A/mm2]

Se alege sectiunea :

Campul de temperatura la conductoarele cu efect de capat

La coductoarele care cuprind o sectiune diminuata, puterea specifica este mai mare in zona cu sectiune diminuata decat in restul conductorului. Ca urmare un flux termic se va transmite din aceasta zona in masa conductorului.

Regimul permanent

Considerarea regimului permanent ofera o solutie particulara ; pentru conductorul are supratemperatura:

Cu:

- rezistivitatea la temperature de preincalfire, in

- coefficient de temperature al rezistivitatii, in ;

- transmisivitatea termica globala prin convectie si radiatie, in ;

- lungimea periferica a conductorului, in m ;

- aria sectiunii transversale, in ;

- putere specifica dezvoltata, in ;

Conditia:

Se verifica conditia.

Regimul de scurtcircuit

Conditia:

Se verifica conditia.

Ecuatia incalzirii la scurtcircuit ia forma:

- supratemperatura la scurtcircuit [grd];

- coeficient de temperatura mediu [grd-1];

- rezistivitatea conductorului la 0 grade ;

- caldura specifica volumica a conductorului la 0 grade ;

- temperature mediului ambiant ;

- temperature conductorului in regim nominal ;

- densitate de curent echivalenta

Se alege valori ale temperaturii in regim si temperaturii la scurtcircuit din tabel

Forte electrodinamice

In instalatii de producere si distributie a energiei electrice, pot apare curenti de scurtcircuit de valori intre 1KA si 700KA, in raport cu puterea surselor si locul in care apare scurtcircuitul. Acesti curenti determina forte electrodinamice , care se exercita asupra conductoarelor, supuse astfel unor solicitari de tipul forta taietoare si momente de incovoiere. Prin standardele de stat si cele internationale se prescriu pentru aparatele de comutatie si pentru instalatii valori ale curentului de stabilitate electrodinamica. Acesta este definit ca fiind cel mai mare current, masurat in valoare de varf (instantanee), pe care il suporta un aparat sau o instalatie care ar suferi deformatii mecanica inadmisibile. Din acest punct de vedere, curentii care produc forte electrodinamice cele mai mari in cazul scurtcircuitelor bipolare sunt curentii de lovitura. In cazul scurtcircuitelor tripolare este necesar sa se considere interactiunea intre curentul care parcurge o faza si inductia magnetica produsa de ceilalti doi curenti.

Un aspect important, in dimensionarea sistemelor de conductoare parcurse de curenti de scurtcircuit, il constituie faptul ca o bara, parcursa de curent nu poate fi considerata ca un sistem rigid. Bara are o masa si o elasticitate si de aceea este susceptibila, la aparitia unei excitatii, sa oscileze pe fregvente proprii (fundamentala si armonice). In cele din urma, fortele care actioneaza asupra barelor parcurse de curent determina solicitari in izolatoarele care suporta barele.

Forte exercitate intre conductoare filiforme

Forte electrodinamice exercitate intre conductoare a caror dimensiune transversala este neglijabila in raport cu lungimea lor si cu distanta intre conductoare.

a=0.505m - distanta intre axele conductoarelor

b=5mm - grosimea fiecarui conductor

l = 2.5m - lungimea conductorului

h – inaltimea conductorului

Forta intre conductoare de sectiune dreptunghiulara:

Unde functia de corectie este data de diagramele lui Dwight in functie de raportul

(a-b)/(b+h) si unde se ia drept parametru raportul b/h.

Pentru conductoare de lungime finite relatia se completeaza cu factorul de corectie   

Si astfel forta intre conductoarele de sectiune dreptunghiulara devine:

Forte electrodinamice produse de scurtcircuite tripolare

Fortele electrodinamice care apar in instalatii de curent alternativ sunt variabile in timp, ca urmare a faptului ca intensitatile curentilor sunt variabile in timp. Valorile cele mai mari ale fortelor electrodinamice sunt datorate curentilor de scurtcircuit; in regim nominal de functionare fortele electrodinamice sunt considerabil mai mici fata de cele ce apar in regim de scurtcircuit.

Asemenea forte apar in cazul transportului si distributiei de energie in sistem trifazat; scurtcircuitul este realizat intre cele trei conductoare active ale sistemului.

Pentru conductoare dispuse in acelasi plan se prezinta amplasarea conductoarelor si conventia de semn pentru fortele care se exercita asupra conductorului median, respective asupra conductorului lateral

Valoarea instantanee maxima a fortei ce se exercita asupra conductorului median:

Cu rezulta factor de lovitura si se obtine astfel forta maxima ce se exercita asupra conductorului median :

Factor de corectie:

Forta ce se exercita in regim permanent intre doua conductoare :

Forta maxima ce se exercita asupra conductorului median :

forta ce se exercita in regim permanent

In regim permanent , iar expresia fortei devine:

Iar valoarea maxima instantanee:

Forta maxima asupra conductorului lateral:

Forta maxima pozitiva in regim permanent:

Forta maxima negativa in regim permanent:

In figura e prezentata diagrama fortei instantanee ce se exercita asupra conductorului median, in regim tranzitoriu pe primele 30ms de la producerea scurtcircuitului,ca si diagrama corespunzatoare in regim permanent, in functie de multipli ai produsului

Solicitari dinamice in bare si izolatoare

Conductoarele electrice sub forma de bare cu sectiune transversala finite, ca si izolatoarele care sustin conductoarele, constituie sisteme mecanice elastice, in masura in care nu sunt supuse la solicitari ce depasesc limita elastica. Aceste sisteme oscileaza pe fregventele proprii, in regim tranzitoriu, ori de cate ori sunt excitate de forte electrodinamice.

Conductoarele electrice de sectiune finite sunt considerate bare elastice incastrate sau rezemate la extremitati. Fortele de exercitatie ale acestor bare sunt forte electrodinamice.

Se verifica barele si izolatoarele (clasa B )din punct de vedere mecanic, stiind ca curentul de scurtcircuit trifazat (valoare efectiva) este de 15.155kA.

- efort unitar admisibil

Fota maxima ce se exercita asupra conductorului median, in regim tranzitoriu, ne da solicitarea statica maxima:

Fregventa fundamentalei oscilatiei proprii:

- densitate de volum ;

- aria sectiunii ;

– modul de elasticitate ;

- moment de inertie ;

- lungimea barei .

Raportul dintre fregventa fundamentala si fregventa curentului:

Forta dinamica in regim tranzitoriu care solicita izolatorul:

Factori de forta si solicitare. Fortele electrodinamice exercitate intre conductoare parcurse de curent sunt supuse unor solicitari de incovoiere.

Se definesc:

- factorul de forta

- factorul de solicitare dinamica

- forta taietoare dinamica

- forta taietoare statica

- solicitare dinamica

- solicitare statica

Rezulta functie de rapoartele:

Efortul unitar de intindere la solicitarea dinamica:

In care :

Unde:

Solicitari admisibile

Solicitarea unei bare nu trebuie sa depaseasca solicitarea admisibila, in cadrul deformatiei elastice. Avand in vedere regimul tranzitoriu al fortelor electrodinamice si o cat mai buna folosire a materialului, se admite ca solicitarea maxima sa fie mai mica , cel mult egala , cu dublul solicitarii , car produce deformatia permanenta de 0.2% , adica:



Aceasta relatie este valabila in afara domeniului de rezonanta. In domeniul rezonantei , factorul de solicitare maxim ce poate fi considerat este:

Pentru alegerea si dimensionarea izolatoarelor se ia in considerare factorul de forta , care corespunde factorului de solicitare maxim.

Un isolator este supus unui efort de incovoiere de forta care se exercita pe intervalul dintre doua izolatoare. Solicitarea izolatorului se verifica in sectiunile de incastrare in armature.

Verificarile experimentale arata ca izolatorul se rupe la aceiasi valoare a fortei, indiferent daca aceasta este statica sau dinamica. Ca urmare verificarea izolatorului se efectueaza la forta dinamica.

Pentru cupru:

Izolatorul clasa B admite o forta maxima de incovoiere

Conditia:   

;

Se verifica conditia

Deci:

Verificare:

;

Si:

;

Se verifica din punt de vedere mecanic barele si izolatoarele.

4.PROIECTAREA INSTALATIEI DE JOASA TENSIUNE

Instalatii electrice de joasa tensiune

Instalatiile electrice de joasa tensiune realizeaza distributia energiei electrice la receptoare indeplinind astfel scopul final al intregului process de producere , transport si distributie a energiei electrice.

Retelele elelctrice de joasa tensiune sunt constituite din totalitatea coloanelor si circuitelor de utilaj sau recptor. Prin coloana se denumeste ansamblul elementelor conductoare de curent, care alimenteaza un tablou de distributie, iar prin circuit ansamblul elementelor conductoare de curent care alimenteaza unul sau mai multe receptoare (circuit de utilaj).

In cadrul retelelor de joasa tensiune se pot face urmatoarele grupari:

retele de alimentare, care leaga barele de joasa tensiune ale posturilor de transformare la punctele de disstributie (tablouri) , cuprinzand totalitatea coloanelor electrice;

retele de distributie, care fac legatura intre punctele de distributie si receptoare sau utilaje, incluzand totalitatea circuitelor de receptor, respective utilaj

punctele de alimentare sunt reprezentate, in cazul instalatiilor electrice de joasa tensiune, de tablourile de distributie care pot fi:

tablouri generale, primind energia electrica de la postul de transformare sau direct din reteaua furnizorului;

tablouri principale, alimentate dintr-un tablou general si care distribuie energia electrica la tablouri secundare;

tablouri secundare, la care energia electrica se distribuie la receptoare si utilaje.

Instalatiilor de joasa tensine le este specific si un anumit echipament electric. De obocei echipamentul electric se monteaza concentrat, in vecinatatea punctelor de alimentare (in TD) putand fi insa amlasat si pe traseul coloanelor (cazul magistralelor din bare capsulate) sau al unor circuite (aparate de conectare).

Dimensinarea punctelor de distributie si a posturilor de transformare

Punctele de distributie si transformatoarele de alimentare trebuie dimensionate astfel incat sa corespunda puterii cerute de receptoarele alimentate, in aval de punctul din retea considerat.

Pentru punctele de distributie trebuie determinat curentul de calcul al sosirii (comun si pentru barele colectoare) iar pentru posturile de transformare – puterea ceruta in secundarul transformatorului.

Punctele de distributie a energiei electrice in cadrul retelelor de joasa tensiune ale consumatorului pot fi:

- tablouri de distributie ;

- sisteme integrale de bare de distributie ;

- bare de distributie alimentate din tablouri de distributie

Tablourile de distributie sunt echipamente electrice prefabricate continand, dupa
caz :

- circuite de putere ('forta'), constituite dintr-o sosire, un sistem de bare ('bare colectoare') si o serie de plecari ;

- circuite de comanda, semnalizare, masura.

Ca executie, se intalnesc tablourile te tip panou, dulap, cu sertare debrosabile, din cutii echipate etc.

Barele de distributie sunt elemente prefabricate care contin un sistem de 'bare colectoare' protejate intr-un invelis protector, prevazute cu posibilitatea racordarii altor bare de distributie sau tablouri de distributie (cazul canalelor magistrale, pentru distributia exclusiv in bare) sau unor circuite individuale (cazul barelor de distributie, pentru distributia in bare sau distributia mixta : bare si tablouri de distributie).

Schemele electrice ale punctelor de distributie (circuitele de putere) se intocmesc ca scheme monofilare in care se precizeaza elementele caracteristice ale sosirii si plecarilor (cabluri, aparataj), deseori cu mentionarea expresa a circuitelor (destinatie, numerotare, caracteristici electrice).

Se proiecteaza instalatia de alimentare cu energie electrica a unui consumator industrial, care este un atelier de prelucrari mecanice, in care in mod normal nu se dezvolta substante care pot forma atmosfera exploziva.

Caracteristicile utilajelor ce se gasesc in atelierul de prelucrari mecanice sunt urmatoarele:

Denumire

n

tip motor

P[kW]

In [V]

[%]

cosφ

Ip/In

strung

ASI 132S-38-6

freza

ASI 132S-38-4

ventilator

ASI 225M-60-4

agregat de sudura

ASI 160M-42-4

compresor

MIB 2-355L100-8

polizor

ASI 132M-38-4

Cuptor de rezistenta

ASI 90L-24-6

pod rulant M1

ASI 160-42-6

M2

ASI 160M-42-6

M3

ASI 90L-24-6

Sarcinile de calcul sunt sarcini care se iau in considerare la alegerea elementelor retelei. Se stabilesc pentru fiecare circuit de receptor sau pentru fiecare linie/punct de distributie, care alimenteaza n receptoare.

Sarcina electrica a unei retele se exprima uzual prin puterea active P, urmand a fi convertita ulterior, tinand seama de factorul de putere al sarcinii, in valori ale intensitatii curentului I.

Puterea active instalata Pi, este puterea nominala a receptoarelor (alimentate la tensiunea nominala Un si fregventa nominala fn ) in serviciu permanent de functionare.

Puterea instalata totala reprezinta suma puterilor instalate ale tuturor receptoarelot care pot functiona simultan.

Calculul puterii cerute

; ; ;

Strung: ; ;

Freza ; ; ;

Cuptor cu rezistenta ; ; ;

Ventilator ; ; ;

Agregat de sudura ; ; ;

Compresor ; ; ;

Polizor ; ; ;

Pod rulant ; ; ;

Motor1 ;

Motor2 ;

Motor3 ;

Calculul puterii active cerute totale:

Calculul puterii reactive cerute totale:

Calculul puterii aparente totale:


Calculul puterii reactive pentru bateria de condensatoare:


Calcalul puterii aparente a pransformatorului tinand cont si de bateria de condensatoare:

Determinarea puterii trtansformatorului:

Compensarea puterii reactive in reteaua de distributie

In domeniul energiei electrice, una din caile de conservare a resurselor energetice o reprezinta imbunatatirea factorului de putere si gospodarirea judicioasa a energiei reactive in sistemul elecrtoenergetic. Un factor de putere rididcat reduce circulatia de putere reactiva din centralele electrice spre consumatori, micsorand pierderile de energie electrica pana la un nivel minim determinat de consumul tehnologic propriu. Se obtine astfel o crestere a randamentelor instalatiilor de transport, transformare si distributie a energiei electrice, a sigurantei de functionare si o mai buna utilizare a retelei electrice prin reducerea puterii aparente cu care este incaracata.

In regim sinusoidal trifazat expresiile puterilor sunt afectate de termenul ,U iind tensiunea de linie (intre conductoarele de faza), iar I curentul printr-un conductor de linie.

Puterile active, reactiva si aparenta satisfac relatiile (evidente din “triunghiul puterilor” sau “triunghiul impedantei”)

Factorul de putere este intotdeauna subunitar, intrucat P<S. In regim sinusoidal rezulta evident ;problema imbunatatirii factorului de putere este de fapt problema reducerii puterii reactive absorbite de consummator din retea.

Mijloace generale de reducere e factorului de putere:

a)     motoare electrice

b)     transformatoare electrice

Pentru retele de distributie industriale la care se poate aproxima existenta unui factor de putere mediu , puterea reactiva a condensatoarelor pentru obtinerea unui factor de putere neutral este circa 50% din puterea active a consumatorului .

Calculul bateriei de condensatoare

Puterea Qb a bateriei de condensatoae se determina astfel incat , la o anumita putere active P data , absorbita sub un factor de putere , sa se obtina factorul de putere imbunatatit

este defazajul dintere tensiune si curent la bornele dipolului.

.

Deoarece transformatorul nu respecta conditiile impuse, se introduce o baterie de condensatoare.

Deci, transformatorul respecta conditiile initiale.

Circuitul bateriei de condensatoare

Circitul unei baterii de condensatoare de joasa tensiune cuprinde: cablul de legatura, aparate de comutatie, aparate de protectie si aparate de masura.

Alegerea elementelor circuitului de putere se face plecand de la curentul nominal:

Pentru curenti de valori mari, bateria se poate imparti in mai multe circuite in paralel, in care caz curentul nominal de calcul se determina in functie de puterea reactiva a fiecarui circuit in parte.

Trebuie avut in vedere ca in circuit pot apare suprasarcini, prin cresterea fregventei retelei sau atunci cand tensiunea de alimentare contine armonici superioare.

Trebuie luat in considerare curentul de varf la conectarea sarcinii capacitive.

Conductoarele de alimentare trebuie dimensionate pentru un curent de calcul:

Se alege o sectiune a conductorului :

3x95+1x50mm2 ; Ima=245A

Contactoarele si intreruptoarele se aleg in functie de capacitatea de comutare a puterii reactive, indicate in cataloagele de produs.

Relee/declansatoarele termice si electromagnetice din circuit se regleaza la:

Sigurantele fuzibile vor avea curentul nominal al elementului de inlocuire:

Se alege siguranta tip cutit cu urmatoarele valori:

Deoarece circiutul se v-a imparti in mai multe circuite

Nr circuite=2

Se alege releul termic cu urmatoarele caracteristici:

- curentul nominal (de serviciu ) este curentul nominal al lamelei bimetalice

- curentul nominal al unui bloc de relee termice

Se alege o siguranta fuzibila tip cutit cu urmatoarele caracteristici”

- curentul nominal al elementului de inlocuire (fuzibil)

- curentul nominal al soclului

Se alege un contactor tip LC1- D95 cu caracteristicile:

- curent termic

- curent de serviciu (utilizare)

Capacitatea condensatoarelor bateriei in retele triazate depinde de modul de conectare: in stea sau triunghi. La aceiasi putere reactiva, conexiunea in triunghi necesita capacitate de tri ori mai mici decat conexiunea in stea, dar solicitarea dielectrica a acestora este de ori mai mare. In instalatiile de joasa tensiune , unde solicitarea dielectrica nu este o problema esentiala, se utilizeaza practic numai conexiunea in triunghi.

De unde:

Intrucat la deconectarea de la retea, la trecerea naturala a curentului prin valoarea zero, condensatoarele raman incarcate la valoarea de varf a tensiunii retelei, reprezentand pericol de electrocutare, se prevad rezistente de descarcare Rd montate in paralel cu condensatoarele C, care asigura, dupa deconectere, scaderea tensiunii la bornele condensatoarelor la o valoare admisibila Ua intr-un timp . Valoarea rezistentei de descarcare se obtine din ecuatia procesului tranzitoriu de descarcare. Unele normative impun : si Ua=40A

Pentru fiecare circuit se aleg module de 20kVAR ; n = 5

Dat fiind consumul minim de putere active in rezistentele de descarcare ( ) acestea se mentin, de regula, conectate permanent in paralel cu bateria. In retelele trifazate se recomanda montarea rezistentelor de descarcare in triunghi, in vederea asigurarii descarcarii condensatoarelor inclusive la intreruperea unei rezistente.

Calculul caderii de tensiune pe transformator

  • fara compensare

  • cu compensare

Alegerea sectiunii conductorului de linie

a)pentru sarcina constanta, de durata

Se alege acea sectiune pentru care incarcarea, exprimata prin curentul de calcul al circuitului, este inferioara curentului maxim admisibil corespunzator, in conditii reale de exploatare. In acest scop se folosesc tabele cu valori ale curentului maxim admisibil si cu factorii de corectie respective

b)in prezenta sarcinilor de varf-supracurenti functionali

sectiunea determinata anterior trebuie sa fie mai mare decat raportul dintre curentul de varf (pornire) si densitatea admisibila a curentului de varf.

Alegerea sectiunii conductorului neutru

Pana la 16mm2 inclusiv, sectiunea conductoarelor respective se ia egala cu sectiunea conductorului de linie. Incepand cu 25mm2 , se alege valoarea normalizata cea mai apropiata de jumatate din sectiunea conductorului de linie.

Pierderi de tensiune in retele de joasa tensiune

Trecerea curentului electric prin elementele retelei face ca tensiunea in lungul liniei sa scada pe masura indepartarii de extremitatea de alimentare, atingand valoarea minima la extremitatea de utilizare.

Este necesara evaluarea pierderilor de tensiune in retele si analizarea lor in legatura cu abaterile de tensiune admisibile.

Pierderile de tensiune se evalueaza pe traseul cuprins intre transformator si bornele receptorului. In acest traseu intervin secundarul transformatorului si portiuni de retea.

Pierderea de tensiune totala se determina separate de transformator si pe fiecare portiune cu sectiune constanta, iar in final se insumeaza valorile obtinute, exprimate in procente.

Sarcina de varf provoaca o pierdere de tensiune suplimentara in retea, cu atat mai importanta, cu cat puterea receptorului este mai mare, are loc o scadere brusca a tensiunii din retea. Pierderea de tensiune suplimentara, datorata exclusive pornirii, se calculeaza avandu-se in vedere urmatoarele:

-elementele retelei care determina pierderile de tensiune sunt rezistentele si reactantele inductive evaluate de la transformator pana la locul lor de racordare a motorului, inclusive rezistenta si reactanta transformatorului;

-se admite ca tensuiunea la barele de medie tensiune ale postului de ttransformare se mentine constanta;

-tensiunea la bornele motorului care porneste Up este diferenta dintre tensiunea in gol la barele de joasa tensiune ale postului de transformare si pierderile de joasa tensiune in retea (

Alegerea si verificarea sectiunii conductoarelor de alimentare



strung

a) alegerea sectiunii conductoarelor cu criteriu termic

  • determinarea curentului de calcul; ;

  • Alegerea sectiunii conductoarelor:

b) verificarea sectiunii conductoarelor cu criteriul densitatii admise de curent

  • determinarea curentului de pornire:

  • determinarea densitatii de curent pentru fiecare tip de consumator

c)verficarea sectiunii conductoarelor cu criteriul caderii admise de tensiune

  • verificarea sectiunii conductoarelor in regim normal de functionare

se verifica conditia

  • verificarea sectiunii conductoarelor in regim de pornire

Nu se verifica conditiase mareste sectiunea conductorului

  • Se mareste sectiunea conductorului

  • determinarea densitatii de curent pentru fiecare tip de consumator

  • verificarea sectiunii conductoarelor in regim normal de functionare

se verifica conditia

  • verificarea sectiunii conductoarelor in regim de pornire

  • nu se verifica conditia Se mareste sectiunea conductorului
  • Se mareste sectiunea conductorului

  • determinarea densitatii de curent pentru fiecare tip de consumator

  • verificarea sectiunii conductoarelor in regim normal de functionare

se verifica conditia

  • verificarea sectiunii conductoarelor in regim de pornire

se verifica conditia

freza

a)     alegera sectiunii conductoarelor cu criteriu termic

  • determinarea curentului de calcul;

  • Alegerea sectiunii conductoarelor:

b) verificarea sectiunii conductoarelor cu criteriul densitatii admise de curent

  • determinarea curentului de pornire:

  • determinarea densitatii de curent pentru fiecare tip de consummator

c) verficarea sectiunii conductoarelor cu criteriul caderii admise de tensiune

  • verificarea sectiunii conductoarelor in regim normal de functionare

se verifica conditia

  • verificarea sectiunii conductoarelor in regim de pornire

nu se verifica conditia

  • Se mareste sectiunea conductorului

  • determinarea densitatii de curent pentru fiecare tip de consummator

  • verificarea sectiunii conductoarelor in regim normal de functionare

se verifica conditia

  • verificarea sectiunii conductoarelor in regim de pornire

nu se verifica conditia

  • Se mareste sectiunea conductorului

  • determinarea densitatii de curent pentru fiecare tip de consummator

  • verificarea sectiunii conductoarelor in regim normal de functionare

se verifica conditia

  • verificarea sectiunii conductoarelor in regim de pornire

nu se verifica conditia

  • Se mareste sectiunea conductorului

  • determinarea densitatii de curent pentru fiecare tip de consummator

  • verificarea sectiunii conductoarelor in regim normal de functionare

se verifica conditia

  • verificarea sectiunii conductoarelor in regim de pornire

se verifica conditia

cuptor cu rezistenta

a)     alegera sectiunii conductoarelor cu criteriu termic

  • determinarea curentului de calcul;

  • Alegerea sectiunii conductoarelor:

b) verificarea sectiunii conductoarelor cu criteriul densitatii admise de curent

  • determinarea curentului de pornire:

  • determinarea densitatii de curent pentru fiecare tip de consummator

c) verficarea sectiunii conductoarelor cu criteriul caderii admise de tensiune

  • verificarea sectiunii conductoarelor in regim normal de functionare

se verifica conditia

  • verificarea sectiunii conductoarelor in regim de pornire

se verifica conditia

ventilator

a)     alegera sectiunii conductoarelor cu criteriu termic

  • determinarea curentului de calcul;

  • Alegerea sectiunii conductoarelor:

b) verificarea sectiunii conductoarelor cu criteriul densitatii admise de curent

  • determinarea curentului de pornire:

  • determinarea densitatii de curent pentru fiecare tip de consummator

b)     verficarea sectiunii conductoarelor cu criteriul caderii admise de tensiune

  • verificarea sectiunii conductoarelor in regim normal de functionare

se verifica conditia

  • verificarea sectiunii conductoarelor in regim de pornire

nu se verifica conditiase mareste sectiunea

  • Alegerea sectiunii conductoarelor:

  • determinarea densitatii de curent pentru fiecare tip de consummator

  • verificarea sectiunii conductoarelor in regim normal de functionare

se verifica conditia

  • verificarea sectiunii conductoarelor in regim de pornire

nu se verifica conditia

  • Alegerea sectiunii conductoarelor:

  • determinarea densitatii de curent pentru fiecare tip de consummator

  • verificarea sectiunii conductoarelor in regim normal de functionare

se verifica conditia

  • verificarea sectiunii conductoarelor in regim de pornire

se verifica conditia

agregat de sudura

a)     alegera sectiunii conductoarelor cu criteriu termic

determinarea curentului de calcul;

  • Alegerea sectiunii conductoarelor:

b) verificarea sectiunii conductoarelor cu criteriul densitatii admise de curent

  • determinarea curentului de pornire:

  • determinarea densitatii de curent pentru fiecare tip de consummator

Nu se verifica conditia

  • Alegerea sectiunii conductoarelor:

  • determinarea densitatii de curent pentru fiecare tip de consummator

se verifica conditia

  • verificarea sectiunii conductoarelor in regim normal de functionare

se verifica conditia

  • verificarea sectiunii conductoarelor in regim de pornire

nu se verifica conditiase mareste sectiunea

  • Alegerea sectiunii conductoarelor:

  • determinarea densitatii de curent pentru fiecare tip de consummator

  • verificarea sectiunii conductoarelor in regim normal de functionare

se verifica conditia

  • verificarea sectiunii conductoarelor in regim de pornire

se verifica conditia

Compresor

a)     alegera sectiunii conductoarelor cu criteriu termic

  • determinarea curentului de calcul;

  • Alegerea sectiunii conductoarelor:

b) verificarea sectiunii conductoarelor cu criteriul densitatii admise de curent

  • determinarea curentului de pornire:

  • determinarea densitatii de curent pentru fiecare tip de consummator

c)     verficarea sectiunii conductoarelor cu criteriul caderii admise de tensiune

  • verificarea sectiunii conductoarelor in regim normal de functionare

se verifica conditia

  • verificarea sectiunii conductoarelor in regim de pornire

se verifica conditia

polizor

a)     alegera sectiunii conductoarelor cu criteriu termic

  • determinarea curentului de calcul;

  • Alegerea sectiunii conductoarelor:

b) verificarea sectiunii conductoarelor cu criteriul densitatii admise de curent

  • determinarea curentului de pornire:

  • determinarea densitatii de curent pentru fiecare tip de consummator

nu se verifica conditia

  • Alegerea sectiunii conductoarelor:

  • determinarea densitatii de curent pentru fiecare tip de consummator

se verifica conditia

d)     verficarea sectiunii conductoarelor cu criteriul caderii admise de tensiune

  • verificarea sectiunii conductoarelor in regim normal de functionare

se verifica conditia

  • verificarea sectiunii conductoarelor in regim de pornire

se verifica conditia

pod rulant:

a)     alegera sectiunii conductoarelor cu criteriu termic

  • determinarea curentului de calcul;

  • Alegerea sectiunii conductoarelor:

b) verificarea sectiunii conductoarelor cu criteriul densitatii admise de curent

  • determinarea curentului de pornire:

  • determinarea densitatii de curent pentru fiecare tip de consummator

e)     verficarea sectiunii conductoarelor cu criteriul caderii admise de tensiune

  • verificarea sectiunii conductoarelor in regim normal de functionare

se verifica conditia

  • verificarea sectiunii conductoarelor in regim de pornire

nu se verifica conditia

  • Alegerea sectiunii conductoarelor:

  • determinarea densitatii de curent pentru fiecare tip de consummator

  • verificarea sectiunii conductoarelor in regim normal de functionare



se verifica conditia

  • verificarea sectiunii conductoarelor in regim de pornire

se verifica conditia

Alegera sectiunii conductoarelor pentru tablouri

T1

a)Alegerea sectiunii cu criteriu termic

  • Determinarea curentului de calcul ;

  • Alegerea sectiuniic conductoarelor pentru tablourile secundare :

;

b) verificarea sectiunii conductoarelor cu criteriul densitatii admise de curent

  • determinarea curentului de pornire pentru fiecare tablou:
  • Determinarea densitatii de current pentru fiecare tablou:

c)Verificarea sectiunii conductoarelor tablourilor de forta cu criteriul caderii admise de tensiune

  • verificarea sectiunii conductoarelor tablourilor in regim normal de functionare

se verifica conditia

  • verificarea sectiunii conductoarelor tablourilor in regim de pornire

nu se verifica conditiase mareste sectiunea

  • Alegerea sectiunii conductoarelor:

  • verificarea sectiunii conductoarelor tablourilor in regim normal de functionare

se verifica conditia

  • verificarea sectiunii conductoarelor tablourilor in regim de pornire

nu se verifica conditia

  • Alegerea sectiunii conductoarelor:

  • Determinarea densitatii de current pentru fiecare tablou:

  • verificarea sectiunii conductoarelor tablourilor in regim normal de functionare

se verifica conditia

  • verificarea sectiunii conductoarelor tablourilor in regim de pornire

nu se verifica conditia

  • Alegerea sectiunii conductoarelor:

  • Determinarea densitatii de current pentru fiecare tablou:

  • verificarea sectiunii conductoarelor tablourilor in regim normal de functionare

se verifica conditia

  • verificarea sectiunii conductoarelor tablourilor in regim de pornire

se verifica conditia

T2

a)Alegerea sectiunii cu criteriu termic

  • Determinarea curentului de calcul ;

  • Alegerea sectiuniic conductoarelor pentru tablourile secundare :

b) verificarea sectiunii conductoarelor cu criteriul densitatii admise de current

  • determinarea curentului de pornire pentru fiecare tablou:

  • Determinarea densitatii de current pentru fiecare tablou:

c)Verificarea sectiunii conductoarelor tablourilor de forta cu criteriul caderii admise de tensiune

  • verificarea sectiunii conductoarelor tablourilor in regim normal de functionare

se verifica conditia

  • verificarea sectiunii conductoarelor tablourilor in regim de pornire

nu se verifica conditia

  • Alegerea sectiuniic conductoarelor pentru tablourile secundare :

  • determinarea curentului de pornire pentru fiecare tablou:

  • verificarea sectiunii conductoarelor tablourilor in regim normal de functionare

se verifica conditia

  • verificarea sectiunii conductoarelor tablourilor in regim de pornire

se verifica conditia

5.Protectia circuitelor electrice

Protectia electrica a elementelor de circuit este asigurata prin doua functii:

detectarea situatiei anormale din circuit, realizata de elemente specifice (cum sunt releele sau declansatoarele) sau de catre sigurante fuzibile (care realizeaza si deconctarea circuitului);

intreruperea circuitului, efectuata ca urmare a unei detectii fie prin aparatul care realizeaza detectia (cazul sigurantelor fuzibile), fie prin aparate de comutatie mecanica (contactoare, intreruptoare de putere) comandate de catre dispozitivul de protectie.

Aparate de protectie la suprasarcina

Protectia la suprasarcina se realizeaza prin:

relee sau declansatoare termice, associate sau incorporate in aparate de comutatie;

prin sigurante fuzibile alese in mod conventional, in anumite circuite.

Releul realizeaza inchiderea sau deschiderea anumitor circuite prin intermediul contactelor lui, care sunt inseriate in aceste circuite.

Releele si declansatoarele termice sunt constituite pe baza unei lamele bimetalice incalzite de curentul din circuitul protejat.

Alegerea curentului nominal al lamelei (curentul de serviciu) se face in functie de curentul admisibil al receptorului si conductorului circuitului.

Alegerea curentului nominal al blocului de relee se face conform tabelului de corespondenta intre curentii nominali ai lamelei si blocului.

Aparate de protectie impotriva scurtcircuitelor

Protectia in cazul scurtcircuitelor se obtine cu ajutorul sigurantelor fuzibile.

Sigurantele fuzibile prezinta urmatoarele avantaje:

au o contructie simpla si un cost scazut;

au efect limitator intrerupand curentul de scurtcircuit inante ca acesta sa atinga valoarea maxima (curentul prezumat) in prima semiperioada; din acest motiv instalatiile protejate cu sigurante fuzibile nu se verifica la stabilitate termica, iar verificarea la stabilitate dinamica se face la cea mai mare valoare instantanee a curentului care parcurge siguranta-curentul limitat taiat;

indeplinesc si un rol de separator.

Ca dezavantaje ale sigurantei fuzibile se mentioneaza:

necesitatea inlocuirii patronului cu element fuzibil la fiecare defect, ceea ce, pe de alta parte, conduce la timpi mari de repunere in functiune a instalatiei dupa eliminarea defectului;

“imbatranirea” termica a elementului fuzibil, ca urmare a suprasarcinilor din retea sau a unor scurtcircuite care au fost eliminate prin topirea altor sigurante consecutive de curenti nominali mai mici;

Posibilitatea intreruperii unei singure faze, producand functionatea motoarelor in doua faze si, deci, suprasarcini ale acestora;

Imposibilitatea unui reglaf al curentului de actionare, realizandu-se o protectie “bruta”;

Curenti nominali limitati in mod fregvent la 630A.

Protectia la scaderea tensiunii de alimentare

Deconectarea echipamentelor alimentate, in cazul disparitiei sau scaderii sub o anumita limita a tensiunii de alimentare, se realizeaza prin:

sensibilitatea contactoarelor electromagnetice la valoarea tensiunii de alimentare a bobinei;

relee sau declansatoare specializate.

Contactorul este un aparat cu o singura pozitie de repaus, care poate sa inchida, sa suporte si sa intrerupa curenti in conditii normale ale circuitului (inclusive cele de suprasarcina).

Circiutul unui motor (regim AC-3) necesita un contactor specific puterii motorului comandat, comfort tabelului cu caracteristici ale contactoarelor.

Circuitul de incalzire rezistiv (regim AC-1) necesita un contactor specific cuentului de calcul

Alegerea si verificarea aparatelor de comutatie si protectie a)Alegerea si verificarea echipamentelor de comutatie si protectie pentru partea de medie tensiune

T 1

  • Alegerea sigurantei fuzibile

T 2

  • Alegerea sigurantei fuzibile

strung

  • alegerea si verificarea sigurantelor fuzibile

Se aleg 12 sigurante fuzibile tip cutit

Alegerea contactorului

Regim AC-3

se allege contactor tip LC1 D09 avand:

Alegerea releului termic

Freza

alegerea si verificarea sigurantelor fuzibile

Se aleg 12 sigurante fuzibile tip cutit

Alegerea contactorului

Regim AC-3

se alege contactor tip LC1 D12 avand:

Alegerea releului termic

Ventilator

alegerea si verificarea sigurantelor fuzibile

Se aleg 12 sigurante fuzibile tip cutit

Alegerea contactorului

Regim AC-3

se alege contactor tip LC1 D95 avand:

Alegerea releului termic

Agregat de sudura

alegerea si verificarea sigurantelor fuzibile

Se aleg 12 sigurante fuzibile tip cutit

Alegerea contactorului

Regim AC-3

se alege contactor tip LC1 D25 avand:

Alegerea releului termic

Compressor

alegerea si verificarea sigurantelor fuzibile

Se aleg 12 sigurante fuzibile tip cutit

Alegerea contactorului

Regim AC-3

se alege contactor tip LC1 D95 avand:

Alegerea releului termic

Polizor

alegerea si verificarea sigurantelor fuzibile

Se aleg 12 sigurante fuzibile tip cutit

Alegerea contactorului

Regim AC-3

se alege contactor tip LC1 D18 avand:

Alegerea releului termic

Pod rulant

alegerea si verificarea sigurantelor fuzibile

Se aleg 12 sigurante fuzibile tip cutit

Alegerea contactorului

Regim AC-3

se alege contactor tip LC1 D50 avand:

Alegerea releului termic

Cuptor cu rezistenta

alegerea si verificarea sigurantelor fuzibile

Alegerea contactorului

Regim AC-1

se alege contactor tip LC1 D95 avand:

5.Electrosecuritatea in instalatiile electrice

Efectele curentului electric reprezinta un mare pericol pentru organismului uman..

Priza de pamant multipla

Este alcatuita din mai multi electrozi legati in paralel, constituie solutia uzuala, obtinanadu-se rezistente echivalente ale prizei mici cu un consum minim de material, precum si o nivelare a distributiei potentialelor in zona de montare.

Solul se considera omogen, cu rezistivitatea constanta .Densitatea de curent scade rapid cu cresterea distantei.

Rezistenta de dispersie a prizei de pamant , pentru un electrod cilindric cu diamtrul d si lungimea , ingropat vertical in pamant se calculeaza cu expresia:

Pentru situatii uzuale, chiar la valori medii ale rezistivitatii solului, aceasta rezistenta este mult prea mare in raport cu cerintele de functionare ale instalatiei

Rezistenta echivalenta a prizei multiple, formata din n electrozi identici, neglijand rezistenta conductoarelor de legatura, este data de relatia”:

In care u<1 este factorul de utilizare care ia in considerare cresterea rezistentei de dispersie a electrozilor. Valoarea factorului de utilizare scade la cresterea numarului de electrozi si la micsorarea distantei dinttre acestia. Factorii de utilizare se gasesc tabelati pentru structurile practice. Se recomanda ca distanta dintre electrozi sa fie cat mai mare (peste dublul lungimii electrodului) pentru a evita efectul de ecranare reciproca dintre electrozi.

Legarea la pamant ca protectie

Legarea la pamant este o masura tehnica de protectie contra atingerii indirecte.

Toate elementele dintr-o instalatie (masele), care pot intra accidental sub tensiune, se racordeaza la o instalatie de legare la pamant, fie individual, fie colectiv.

Toate elementele conductive, iin particular carcasele metalice ale echipamentelor electrice, care pot intra accidental sub tensiiune si care pot fi atinse de catre personal, sunt legate la pamant prin una sau mai multe prize de protectie in paralel, iar neutrul este legat la pamant la transformator printr-o priza de exploatare.

La aparitia unui defect (punere la carcasa) la echipamentul a carui carcasa metalica este legata la o priza de pamant cu rezistenta Rp, se stabilecte un curent de defect Id .

Tensiunea prizei de pamant de protectie se calculeaza cu relatia:

Tensiunea de contact in cazul cel mai defavorabil, cand omul se gaseste in zona de potential nul este:

Daca tensiunea de contact este adusa sub limita admisibila (de exemplu, 50V ), tensiunea de contact in cazul prizei de pamant de exploatare va fi mult peste limita periculoasa (220-50=170V ), deci legarea la pamant nu poate asigura tensiuni de contact acceptabile in toate punctele retelei.

Pentru aputea fi folosita ca protectie principala protectia prin legare la pamant trebuie sa asigure si eliminarea prezentei tensiunii de contact, deci sa deconecteze rapid echipamentul defect.

Deconectarea circuitului defect se poate realiza prin functionarea aparatelor de protectie la supracurent deja existente in circuit (sigurante fuzibile sau intreruptor automat). In acest scop curentul de punere simpla la pamant trebuie sa fie suficient de mare pentru a sensibiliza protectia si pentru a asigura intreruperea in timpul maxim admis, in functie de valoarea tensiunii de contact. Valorile necesare sunt:

- curentul nominal al sigurantei fuzibile

Pentru factorul k se adopta valori de cel putin k=6 pentru si k=8 pentru

Obtinerea acestor valori necesita rezistente mici ale prizelor de pamant, care nu se pot realiza intotdeauna in mod economic. Pentru a realiza concomitant si limitarea tensiunii de contact la valori admisibile, rezistenta prizei de pamant de protectie ar trebui sa fie:

La retelele cu neutrul legat la pamant, legarea la pamant se foloseste ca protectie suplimentara, protectia principala fiind, legarea la nul.

Rezistenta de dispersie a prizei de pamant:

Tensiunea prizei de pamant de protectie:

Rezistenta echivalenta a prizei:

Numarul de electrozi legati in paralel:

electrozi

Pentru factorul k se adopta valori de cel putin

curentul de punere simpla la pamant:

curentul de punere simpla la pamant trebuie sa fie suficient de mare pentru a sensibiliza protectia si pentru a asigura intreruperea in timpul maxim admis. Obtinerea acestei valori necesita rezistente mici ale prizelor de pamant, care nu se pot realize in mod economic.

Deci, priza nu poate sa satisfaca descarcarea. Legarea la pamant nu poate fi asigurata economic.

Legarea la pamant se foloseste ca protectie suplimentara, protectia principala fiind, legarea la nul.

Instalatia de legare la nul

Toate elementele conductive (masele) susceptibile a intra accidental sub tensiune se leaga la neutral transformatorului de alimentare, prin conductoare de protectie PE speciale.

In functie de sistemul de alimentare, conductoarele PE pot fi distincte pe tot trraseul retelei sau partial.

Sistemul partial a capatat o larga utilizare. Functiile conductorului neutru si de conductor de protectie sunt realizate de acelasi conductor PEN pe portiunea de retea de la transformator la ultimul tablou de distributie. In circuitele terminale alimentate de la ultimul tablou secundar , conductoarele de protectie PE sunt separate de eventualele conductoare de nul; legarea la bara de nul a tabloului se realizeaza individual pentru fiecare echipament. Legarea la pamant se executa individual la fiecare tablou de distributie. Conductoarele de protectie se executa din cupru (impedanta redusa)

Conditia necesara pentru functionarea protectiei este mentinerea continuitatii conductorului de protectie pe tot traseul retelei sale.

Pentru a sigura protectia si in eventualitatea intreruperii retelei conductoarelor de protectie se prevede o protectie de rezerva. Se obtine prin legarea repetata la pamant ( prize cu rezistenta Rn ) a conductoarelor respective, care face ca protectia sa devina echivalenta cu legarea la pamant.de asemenea, elementele constructive legate la nul, in circuitele terminale, se pot lega suplimentar la instalatia de legare la pamant care este, de regula, instalatia la care se racordeaza bara de nul a tabloului sau canalului de bare de alimentare a ecipamentelor.

Curentul de defect este determinat de impedanta totala a circuitului transformator-conductoarele de linie-conductoarele de nul ale retelei, fiind dat de relatia:

In care intervin rezistentele R si reactantele inductive X corespunzatoare tuturor tronsoanelor retelei, in care:

este tensiunea de mers in gol, pe faza, a transformatorului de alimentare;

rezistenta si reactanta transformatorului;

rezistenta si reactanta conductorului de linie;

rezistenta si reactanta conductoarelor PE si PEN;

reactanta buclei faza-nul (0.12 . .0.15) pentru cabluri

Acest curent de defect asigura protectia circuitului, deci, legarea la nul este eficienta ca protectie principala.

Legarea la nul de protectie se recomanda ca protectie principala pentru utilaje fixe si mobile din reteaua de joasa tensiune cu neutrul legat la pamant.

Utilizarea protectie de legare la nul, impune prevederea unei masuri suplimentare de protectie care poate fi:

-legarea carcaselor metalice la pamant, prin intermediul instalatiei de legare la pamant la care se racordeaza tabloul de distributie respectiv;

-izolarea amplasamentului omului, prin pardoseli si izolarea de protectie a elementelor conductive din zona de manipulare;

-protectia prin deconectare automata la aparitia curentilor de defect periculosi, care sa elimine defectul in timpul specificat.

BIBLIOGRAFIE:

1) Comsa D.,Dinculescu P.,Sora I. : ‘Utilizari ale energiei electrice si instalatii electrice’

2) Comsa D.,Darie S.,Maier V.,Chindris M., : ‘Proiectarea instalatiilor electrice industriale’

3) Dinculescu P. : ‘Instalatii electrice industriale de joasa tensiune’

4) Hortopan G. : ‘Aparate electrice de comutatie,volumul I:Principii”

5) Canescu I. : ‘Aparate electrice de joasa tensiune’

6) Hazi A.,Hazi Ghe. :’Statii si posturi de transformare’

Instalatia de legare la pamant

electrozi

Instalatia de legare la nul

Acest curtent asigura protectia circuitului








Politica de confidentialitate





Copyright © 2021 - Toate drepturile rezervate