Upload
roxana
View
235
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
7/21/2019 Cap 5 Final Slideuri Rev 2014
1/18
5. Subansambluri folosite n compunereaschemelor de circuite primare
5.1. Defin iii. Terminologie. Reprezentri
Circuit primar- circuit cu rol pur energetic, care servetela transportulenergiei cu ajutorul curentului electric.
Circuite secundare - circuite care au rolul de a contribui la bunafuncionare a circuitelor primare.Au urmtoarele funcii:
msur, semnalizare, blocaj,
comand, protecie i automatizare.
Moduri de reprezentare a circuitelor:1. scheme multifilare- se reprezint toateconductoarele; se folosesc
pentru scheme de montaj;2. scheme monofilare- se reprezint o singur faza circuitului.
2.1. Scheme monofilare de principiu - pun n eviden modul principial de
racordare a circuitelor (fig 5.1.).
Astfel de scheme se utilizeaz n anumite faze de analiz a unui proiect ila calculul curenilor de scurtcircuit.
LEC - linie electric n cablu
Fig. 5.1.Exemplu de schem monofilar de principiu
7/21/2019 Cap 5 Final Slideuri Rev 2014
2/18
2.2.Scheme monofilare detaliate(fig 5.2.)
Fig. 5.2.Exemplu de schem monofilar detaliat
Observaii:
Pe poriunile de schem unde pot exista nesimetrii de echipare a unui
circuit pe cele trei faze, se adopt o reprezentare trifilar (de exemplu, n zonaCIRS 10-transformator de curent, TC).
n dreptul aparatelor se trec tipul lor i principalele caracteristici (deexemplu, Uni In).
Schema conine i aparatele de msurarei protecie.
5.2. Funciile aparatelor electrice
protecie, respectiv de eliminare / limitare a scurtcircuitelor (deexemplu ntreruptoare, sigurane fuzibile, bobine limitatoare) sau a
supratensiunilor(eclatoare, descrctoare);supraveghere mpotriva depirii unor valori admisibile ale tensiunii,
curentului, temperaturii etc. (spre exemplu, transformatoare de msurare sausenzori de curent / tensiune); aceste aparate pot provoca o semnalizare (alarm)sau o ntrerupere de circuit (relee, declanatoare);
comutaie, comand voluntar (manual sau automat) de nchidere,
respectiv, deschidere a unui circuit n condiii normale de exploatare (deexemplu, ntreruptoare, separatoare de sarcin, contactoare);
izolare(separare)a unei pri de instalaie, pentru a se putea lucra fr
risc de electrocutare, n condiiile meninerii restului instalaiei sub tensiune (deexemplu, separatoare obinuite sau de sarcin, ntreruptoare debroabile).
7/21/2019 Cap 5 Final Slideuri Rev 2014
3/18
n cazul unui scurtcircuitpe un circuit electric se impune deconectarea sarapid, pentru a se reduce solicitrile echipamentelor i totodat, pentru a seasigura continuitatea n funcionarea altor circuite racordate la acelaisistem de
bare colectoare.
n exploatare este de dorit s existe posibilitatea conectrii i deconectriifiecrui circuit electric n parte, astfel nct aceste manevre s nu conduc lantreruperea altor circuite.
Elementul de protecie,cu care trebuie prevzut orice circuit electric, aredrept scop principal detectarea rapid i sigur a avariei, precum ideconectarea selectiv a elementului avariat, n vederea evitrii extinderiiavariei i revenirii ct mai rapide la regimul normal de funcionare pentru restulsistemului.O unitate de protecie are urmtoarele funcii principale:
supravegherea permanent a diverilor parametri pe circuit; intervenia n situaii anormale; transmiterea (uneori) de informaii pentru exploatarea reelei.
Informaia necesar pentru comanda de nchidere/deschidere aaparatajului de comutaie n regim autocomandat provine de latransformatoarele de msurare (curent i tensiune).
Diversele funcii ndeplinite de aparatele electrice pe un circuit pot firealizate individual, utiliznd pentru fiecare dintre ele cte un aparat specializat(reunirea mai multor funcii presupune folosirea mai multor aparate pe circuit)sau prin asocierea mai multor funcii pe un aparat (aparate cu funciunimultiple).
Tendina actual n domeniul staiilor electrice este de a se integra nconstrucia echipamentelor de baz (transformator de putere, ntreruptor)celelalte echipamente specifice (de exemplu, transformatoare de msurare decurent).
Partea unei staii care cuprinde ansamblul de echipamente, materiale,aparate electrice i dispozitive amplasate ntr-un singur loc, care au un scopfuncional determinat pentru un anumit circuit, constituie o celul electric.
Un sistem de bare colectoarereprezint un nod de conexiuni electrice(nsensul teoremei Kirchhoff I), extins n spaiu, pentru a se crea condiiileconstructive necesare racordrii mai multor celule dintr-o staie electric.
7/21/2019 Cap 5 Final Slideuri Rev 2014
4/18
Montajul aparatajului electric n celulsepoate face fix sau debroabil.
Montajul fixprezint avantajul unei realizri simple, fr aparate sau blocajespeciale, dar conduce la dimensiuni mai mari ale celulelor.
Montajul debroabil: reducere a volumului celulelor, deoarece este eliminat spaiul din interiorul
acestora destinat montajului sau reviziilor reducere a timpului de nlocuire a unor aparate defecte i cel necesar
reviziilor, prin folosirea unui crucior/caset de rezerv reducere a greelilor de manevrare cu separatorul tip cuit (n general, nsoite
de arc electric liber), nlocuit cu broe i contribuie sensibil la compactareacelulei.
n construcia staiilor moderne, tendina general este de a utilizaechipamente prefabricate, acestea prezentnd avantajele: reducerea investiiilor n partea de construcie a staiilor, economie de timp imanoper la montaj, nlocuire rapid, sigurana i securitaten funcionare, diminuarea cheltuielilor de exploatare (soluii fr ntreinere), creterea duratei de via a instalaiilor.
5.3. Aspecte caracter ist ice pentru schemele de circuite prim are
1. asigurarea continuitii n alimentare,2. elemente care pot influena alegerea unei scheme de conexiuni,3. elasticitatea schemelor de conexiuni,4. criteriul de alegere a schemelor de circuite primare.
1. Asigurarea continuitii n alimentare1.1. introducerea de elemente i ci suplimentare de rezervare:
de obicei, circuitele de rezervare sunt meninute active, orice element nou n schem introduce dou dezavantaje:
efort de investiii suplimentar, reprezint o surs de avarii
se accept un element nou dac avantajele pe care le poate aducedepesc dezavantajele.
1.2. simplificarea schemelor de conexiuni: numrul de elemente se reduce la minimul necesar funcional
se reduce numrul surselor de avarie i scade investiia.
7/21/2019 Cap 5 Final Slideuri Rev 2014
5/18
Continuitatea n alimentare poate fi afectat de: revizii (tendina mondial este de a construi echipamente ce nu
necesit revizii fr ntreinere), apariia unor defecte (de exemplu,scurtcircuite).
2. Elemente care pot influena alegerea unei scheme de conexiuni: condiiile impuse de consumator(o cale de alimentare sau dou,
dintre care una de rezerv); configuraia reelei nconjurtoare i gradul ei de rezervare; mrimea curenilor de scurtcircuit n nodul respectiv.
3. Elasticitatea schemelor de conexiuni: elasticitatea unei scheme de a putea fi adaptat prin manevre de
comutaie la configuraia necesar n diferite momente de exploatare(elasticitate conferit de I, S); elasticitatea unei scheme de a putea fi extins n timp prin
adugarea de noi circuite.
4. Criteriul pentru alegerea schemelor de circuite primare: satisfacerea condiiilor tehnice; soluiile tehnice posibile se ierarhizeaz dup un criteriu
economic (cheltuieli totale-CT):
DCCCT exi i
C cheltuieli de investiie,
exC cheltuieli de exploatare,Ddaune.Dintre soluiile tehnicposibile se alege cea cu CT minime.
5.4. Echiparea circuitelor raco rdate la un sistem de bare colectoare
Sistem de bare colectoare (BC) nod electric (n sensul Teoremei IKirchhoff) extins n spaiu pentru a crea condiii constructive i de izolarenecesare pentru racordarea mai multor circuite.
Se numete sistem deoarece exist:- n c.a. trei faze (3f)3 (4cu neutru) noduri,- n c.c. exist2 noduri: + i .
7/21/2019 Cap 5 Final Slideuri Rev 2014
6/18
5.4.1. Echiparea circuitelor de linie
Fig. 5.3.Schem monofilar de principiu
n zona imediat urmtoareplecrii liniei de la BC(n punctul de derivaie)se prevd aparate electricepentru:
ntreruperea unor cureni de scurtcircuit (ce pot solicita dinamic
i termic circuitele); conectarea i deconectarea circuitelor n regim normal
(elasticitate).
Deconectarea se poate realiza de ctre: sigurana fuzibil, ntreruptorul automat (comandat de un dispozitiv de protecie).
Sigurana fuzibil: investiie mic, acioneaz bine la scurtcircuit violent.
ntreruptorul ofer elasticitate mrit
se pot face conectri i deconectri n regim normal.
linie
7/21/2019 Cap 5 Final Slideuri Rev 2014
7/18
a) Variante de echipare a unui circuit de linie de JT
Fig. 5.4.Variante de echipare a unui circuit de linie de JT.
1l - cea mai simpl echipare a circuitelor de linie, se folosete, n general, la
consumatori casnici.
2l - echipare cu un plus de elasticitate, conferit de IP(ntreruptor cu
prghie), cu care se pot face manevre sub sarcin normal. I P separ SF detensiunea barelor.
3l - IA (ntreruptor automat)preia ambele funcii (separare + manevre).
Dezavantaj: atunci cnd este necesar revizia la IA, trebuie ntreruptalimentarea barei colectoare se perturb alimentarea tuturor consumatorilorracordai la bara respectiv daune.
4l - se introduce un separator fa de bare (
bS ) se pot face lucrri la IA
fr a ntrerupe alimentarea celorlali consumatori.
Reviziile i reparaiile mai dese la ntreruptor sunt determinate defaptul c sunt cele mai solicitate aparate n exploatare.
7/21/2019 Cap 5 Final Slideuri Rev 2014
8/18
b) Variante de echipare a unui circuit de linie de T
Fig. 5.5.Variante de echipare a unui circuit de linie de T
1L - elementul de baz este SF (sigurana fuzibil);
BS separ SFfa de
bare.
2L - elasticitate mrit fa de
1L prin introducerea separatorului de sarcin
SS . SB SS formeaz o construcie unic care are dubl rupere: un cuit joac rolde
BS i un cuit joac rol de SS(separator de sarcin). SS se prevede suplimentar
cu dispozitiv de stingere a arcului electric determinat de curenii de regimnormal.
3L - elasticitate mrit fa de
2L prin introducereaI, care preia funciile
SS
+ SF. ntreruptorul este flancat nspre BCde ctreS
S . Schema se folosete lacircuitele la care tensiunea vine numai dinspre bare (de exemplu, circuitul dealimentare a unui consumator motor electric).
1L , 2L , 3L - circuite la care tensiunea vine dinspre bare.
4L - cazul unor linii la care tensiunea poate veni dinspre bare sau dinspre
linii se prevede un separator fa de linie ( LS ) alimentare de la dou
capete.L
S se prevede cu cuite de legare la pmnt formnd o singurconstrucie.
LS este echipat cu trei cuite principale i trei cuite de legare la
pmnt.Legarea la pmnt este o metod de baz pentru protecia vieii
oamenilor.
7/21/2019 Cap 5 Final Slideuri Rev 2014
9/18
NPM (Normele de Protecia Muncii) ne oblig s facem legturi lapmnt de jur mprejur, ctre toate prile de unde ar putea s apar tensiunipericuloase.
Moduri de legare la pmnt: prin cuite de legare la pmnt sau prin separatoare scurtcircuitoare; prin scurtcircuitoare mobile.
L5 - pentru linii cu tensiuni mari, pentru revizii la I (ntreruptor) sedispun separatoare de legare la pmnt (
PIS ).
BS - are un set de CLP(cuite/separatoare de legare la pmnt)
LS - are dou seturi de CLP.TC- trafo. de msurare de curent. Se dispune dup Ipentru ca n cazul unui
scurtcircuit n TC, Is poat deconecta componenta care vine dinspre BCnuse ntrerupe funcionarea BCi nu se perturb ceilali consumatori.
c) Ordinea de manevrare a aparatelor de comutaieManevr= succesiune de operaii prin care se schimb starea operativ a
echipamentelor.Atenie la:
s nu se rupcureni mari cu separatoarele (nu au dispozitiv destingere a arcului electric);
snu legm la pmnt instalaii aflatesub tensiune.
Situaii cnd este recomandat manevrarea separatoarelor: n absena sarcinii sau la sarcini reduse ( nII %1 ),
n sarcin, dar diferena de potenial la bornele separatorului s fie
nUU %1 .Ordinea de manevrare a aparatelor de comutaiepentru
4L :
la nchiderea circuituluiSe nchid BS LS I
Se deschidObservaie:Se nchide mai nti
BS pentru a proteja bara. n cazul unui
defect pe linie se deschideL
S imediat. la deschiderea circuitului:
Se nchidSe deschid I LS BS Msuri NPM
7/21/2019 Cap 5 Final Slideuri Rev 2014
10/18
Etape pentru pregtirea interveniei (revizii-reparaii) la un circuit(de linie):
realizarea manevrelor de deschidere a circuitului,
verificarea absenei tensiunii: la Tcu voltmetre montate n secundarul TT (transformator
de msurare de tensiune); la tensiuni medii cu tang cu lamp indicatoare; la JTcu creion de tensiune;
legarea la pmnt pe fiecare parte a zonei de lucru, montarea plcuelor avertizoare i delimitarea zonei de lucru (de
exemplu, cu frnghie); plcue: pe chei de comand "NU MANEVRAI",
n dreptul celulei "AICI SE LUCREAZ".
5.4.2. Echiparea circuitelor de generator sau de bloc generator -transformator
Generatoarele sincrone de mare putere folosite n centralele electrice seconstruiesc pentru tensiuni nominale variind ntre 630 kV.
Fig. 5.6.Variante de echipare a unui circuit de generator
7/21/2019 Cap 5 Final Slideuri Rev 2014
11/18
Moduri de racordare a generatorului la BC(fig 5.6.):a)direct,
b)prin intermediul unui transformator.
SB se monteaz obligatoriu pentru a realiza separarea vizibil cnd selucreaz la I.
Racordarea unui generator la SENeste nsoit de un oc de curent, careeste cu att mai mic cu ct sunt realizate mai bine condiiile de sincronizare ageneratorului cu sistemul electroenergetic.
Sincronizare - suprapunerea sistemelor de fazori de tensiune aigeneratorului i aisistemului (fig 5.7.).
Fig. 5.7.Sisteme de fazori de tensiune ce se sincronizeazG-generator, S-sistem
Cele dou sisteme de fazori sunt n sincronism cnd voltmetrul fictiv Var indica valoarea zero.
Condiii pentru realizarea sincronismuluisistemelor de fazori:1. acelai sens de rotaie a fazorilor,2. SG ff ,3. SG UU (n modul),
4. 0, ,,,, CBASCBAG UU .
7/21/2019 Cap 5 Final Slideuri Rev 2014
12/18
Fie un defect (scurtcircuit) n zona A(ntre ntreruptor-Ii generator-G).Protecia sesizeaz defectul i d comanda de deconectare. Evenimentecare auloc:
deconectarea Intrerupe componenta SENscI . debitat de SEN la locul dedefect;
ADR(automat de dezexcitare rapid) asigur deconectarea nfurrii de
excitaie a generatorului i disiparea energiei2
2iL
W
nmagazinat n
cmpul inductiv al mainii; n acest fel se elimin componenta debitat de
generator la locul de defect ( scGI ); altfel, generatorul excitat i n rotaie arcontinua s debiteze pe defect.
Pentru sesizarea unui defect se folosete principiul protecieidifereniale.Acest lucru se realizeaz cu transformator de msurare de curentTC1 i TC2 dispuse unul pe partea neutrului G, cellalt lng ntreruptor (fig5.8.):
n regim normal: curenii
(din nfurarea secundar) princele dou trafo. sunt egali i deacelai sens diferenamrimilor msurate de TC1 iTC2este practic nul.
n regim de
scurtcircuit, valoarea curenilorcrete, n secundarul TC1 iTC2 se schimb sensulcurentului Ava indica sumacurenilor, valoare ce vadetermina pornirea proteciei:deschiderea I i funcionareaADR.
Fig. 5.8.Principiul proteciei difereniale
7/21/2019 Cap 5 Final Slideuri Rev 2014
13/18
5.4.3. Echiparea circuitului de (auto)transformator
trafo. de mare putere (zeci, sute MVA),
trafo. de mic putere (zeci, sute kVA).
1. Transformatoare de mare putere
1.1.Cazul trafo. cu trei nfurri sau AT(fig 5.9.)Fac legtura ntre trei noduri, fiecare cu kVUn 1 .
Fig. 5.9.Echiparea circuitelor de transformator cu trei nfurri sauautotransformator
La bornele fiecreia din nfurri se dispune cte un ntreruptor (I) curolul de:
deconectare n regim de scurtcircuit, manevre n regim normal.
Fiecare Ieste flancat de separatoare (de exemplu,B
S i supTS ).
7/21/2019 Cap 5 Final Slideuri Rev 2014
14/18
Rolul inf,sup,mijTS :
prin deschiderea unuia dintre aceste separatoare i aB
S corespunztor, sed posibilitatea lucrului la I fr a ntrerupe tranzitul ntre celelalte dounfurri aletrafo.
Excepie: se poate renuna la inf,sup,mijTS dac suntem ntr-o staiecobortoare, alimentarea se face numai de la sistem, iar n celelalte dou reelenu exist surse, fcndu-se numai distribuie de energie electric.
1.2.Cazul trafo. cu dou nfurri
STnu mai este necesar,
cnd se lucreaz la Isentrerupe tranzitul prin trafo.
Fig. 5.10.Echiparea circuitelor de transformator cu dounfurri
2. Transformatoare de mic putere( nTS zeci, sute kVA)
Se folosesc ca trafo. cobortoare de la MT (6, 10, 20 kV) la o joastensiune ( kV1nU ). Astfel de instalaii se numesc, n ara noastr , posturi detransformare (fig 5.11.).
7/21/2019 Cap 5 Final Slideuri Rev 2014
15/18
2.A.n aceast soluie, ntreruptorul are rolurile:
manevre n regim normal,
deconectarea scurtcircuitului din aval de I.BJTS este util pentru separarea vizibil n cazul unor lucrri la JT.
Variant de schem folosit mai rar.
2.C.n aceast soluie, MTSF are rolul de a ntrerupe scurtcircuitul din aval.
SB SS - separator cu dispozitiv simplificat de rupere a curentului deregim normal sau de suprasarcin.
BJTS - separator util atunci cnd se fac lucrri pe partea de JT.
Variant mai des folosit.
2.B.Variant de soluie fr ntreruptor pe ntreg circuitul de trafo. pentru
deconectarea circuitului de trafo. trebuie mai nti deconectai toi consumatoriide JT. Totui mai rmne curentul de mers n gol al trafo. (foarte mic) care
poate fi rupt cuB
S ( nssrup II %1. ). Curentul de mers n gol se datoreaz
pierderilor n fier.Coordonarea alegerii MTSF i JTSF :
la punerea sub tensiune a trafo. (acesta fiind n gol) este posibil s apar un curent de oc de magnetizare ( nI*65 ) fuzibilul siguranei de MT sealege mai gros, astfel nct s reziste la acest curent i s se ard numai n cazulunor scurtcircuitenu se arde la suprasarcin itrafo. s-ar putea supranclzi;
sigurana de JTare rolul de protecie la suprasarcin, fuzibilul fiind alesmai subire.
7/21/2019 Cap 5 Final Slideuri Rev 2014
16/18
7/21/2019 Cap 5 Final Slideuri Rev 2014
17/18
1. La bornele generatorului
Fig. 5.12. Echiparea circuitelor de generator cu transformatoare de tensiune
2. n noduri i pe alte circuite (de exemplu,T, L), figura 5.13.
2.a) +2.b) - soluii de racordare a TT i DRV la BC. Uneori se poate
prevedea pe linii TTLpentru a compara tensiunea de pe linie cu cea de pe baracolectoare.
Pentru kVUn 35 , TTse racordeaz la nod prin SF. Rolul SFeste de a searde n cazul unui scurtcircuit n TT, ntrerupnd componenta ce vine de lasistem defectul nu se mut pe bare. La tensiuni mai nalte, nu se folosete SF(2.b)) n caz de scurtcircuit n TTse ntrerupe BC. Separatoarele sunt utile ncaz de revizie la TT.
2.c) se elimin dezavantajul unui defect datorat unui scurtcircuit n TT
prin dispunerea TTnumai pe circuitele racordate la bare (trafo., linii).TT pot fi i de tip TECU (Tensiune-Exterior-Capacitiv-Ulei), dotate cu
un divizor de tensiune capacitiv la care se racordeaz un TT inductiv. TTesteizolat pentru o tensiune mai mic. Se construiesc pentru reele cu kV110nU .
7/21/2019 Cap 5 Final Slideuri Rev 2014
18/18
Fig. 5.13.Echiparea altor circuite cu transformatoare de tensiune
Observaie:Rolul nfurrii n triunghi deschis a TT:n regim normal 0 CBA UUU Un voltmetru Vmontat pe nfurare
nu ar indica nimic,
n regim de scurtcircuit nesimetric sau n cazul unor puneri la pmnt03UUUU CBA Voltmetrul Vsesizeaz defectul de izolaie.
Descrctoarelese prevd, de regul, alturi de TTpe bare (2.a + 2.b).n varianta 2.c) se prevd pe linii numai dac acestea sunt LEA. Dac reeauaeste n cablu, sepoate renunala folosirea descrctorului.n varianta 2.c):
pentru trafo. este obligatorie prevederea de descrctoare,pentru linii se dispun eclatoare cu coarne sau descrctoare la 110kV sau
220kV; la 400 kV se dispun numaidescrctoare.