Gecse Arpad

8/2/2019 Gecse Arpad

1/36

Alimentarea cu energie electric al ntreprinderilor industriale___________________________________________________________________________________________________________

1. Tema de proiect

S se proiecteze instalaia de alimentare cu energie electric a unui ntreprinderiavnd receptoare electrice de joas tensiune de categoria I,II i III, ponderea receptoarelor

de categoria I fiind de 20%.Postul de transformare (PT), proprietate a consumatorului amplasat n incinta

acestuia va fi alimentat printr-o linie electric subteran n cablu LEC, dintr-un pnct dealimentatare (PA) avnd tensiunea nominal kVUN 10= , situat la distana L=3,6km iprevzut cu un sistem de bare colectoare.

Puterea de scurtcircuit, pe barele punctului de alimentare este MVASSC 180= iarechivalentul energetic al puterii reactive este var174,0 Wke =

Valoarea puterilor electric activ i reactiv sunt:var9221370 kQkWP CC ==

Proiectul va cuprinde:

I. Piese scrise1. Tema de proiectare2. Memoriu justificativ3. Breviar de calcula). Calculul bateriei de condensatoare pentru mbuntirea factorului de putere.b). Alegerea numrului i puterii transformatoarelor de putere din postul de transformare.c). Stabilirea regimului optim de funcionarea a transformatoarelor.d). Dimensionarea liniei de alimentare a postului de transformare n regim nominal defuncionare.e). Dimensionarea cii de curent dintre secundarul transformatorului i tabloul general.f). Calculul curenilor de scurtcircuit.g). Verificarea la stabilitatea termic i dinamic a liniei de alimentare a postului detransformare i a cii de curent de alimentare a tabloului general.h). Alegerea aparatelor de comutaie de medie i joas tensiune.i). Alegerea aparatelor de msurare pe medie i joas tensiune.

II. Piese desenate1. Schema electric unifilar principal a raportului de alimentare.2. Vederi i seciuni ale postului de transformare.3. Desene explicative cuprinse n text.

Data lansrii temei sptmna I sem. VII.

Data susineri i predrii proiectului sptmna a XII-a sem. VIIIVerificri pe parcurs:Verificarea I : Sptmna XI-a sem. VIIVerificarea II : Sptmna XIII-a sem. VIIVerificarea III : Sptmna VII-a sem. VIIIPenalizri: lipsa unei vize 1 punct, 3 edine a 2 ore absentate 1 punct, 4 edine sau maimulte absentate 2 puncte.

1


2/36


Bibliografie:

1. Iordnescu, I. i Iacobescu, Gh.: Alimentare cu energie electric a ntreprinderilor EDPBuc. 1979.

2. Albert Hermina i Florea, I: Alimentare cu energie electric a ntreprinderilor

industriale vol. I i II EDP, Buc. 1982.3. Cristescu, D i alii : Centrale i reele elctrice EDP, Buc. 1982.4. Coma . a. Proiectarea instalaii electrice industriale EDP, Buc. 19835. Dimulescu, P i Sisak, F : Instalaii i echipamente electrice EDP, Buc. 19816. Pietrnescu, E Agenda electricianului ET Buc, 1979.7. Costchescu, T .alii : Instalaii electrice pentru construcii.Ghid de proiectare.Ghid de

execuie, Editura Scrisul Romnesc, Craiova, 1978.8. Cilinghir, V : Alimentarea cu energie electrica a ntreprinderilor, Editura Universitii

Transilvania, Braov ,2000.

Datele de proiectare:

n - fiind numrul curent, al studentului n grup.

n=8

922kvarQ1370kWP3,6kmL180MVAS10 CCSC ===== kVUN

CUPRINS

I. Piese scrise:1.Tema de proiect .................................2. Memoriu justificativ..................................3. Breviar de calcul...............................

a). Calculul bateriei de condensatoare pentru mbuntirea.factorului deputere...........................................................................................................................b). Alegerea numrului i puterii transformatoarelor de putere dinpostul de transformare...................c). Stabilirea regimului optim de funcionarea a transformatoarelor..d). Dimensionarea liniei de alimentare a postului de transformare n regim nominal defuncionare...........................................................

2


3/36


e). Dimensionarea cii de curent dintre secundarul transformatorului i tabloulgeneral..............................................f). Calculul curenilor de scurtcircuit...................................g). Verificarea la stabilitatea termic i dinamic a liniei de alimentare a postului detransformare i a cii de curent de alimentare a tabloului general...........

h). Alegerea aparatelor de comutaie de medie i joas tensiune.........................i). Alegerea aparatelor de msurare pe medie i joas tensiune...................................

II. Piese desenate4. Schema electric unifilar principal a raportului de alimentare.5. Vederi i seciuni ale postului de transformare6. Desene explicative cuprinse n text

2. Memoriu tehnic justificativ

Lucrarea i propune proiectarea instalaiei de alimentare cu energie electric a uneintreprinderi industriale. Aceasta proiectare este realizat din punctul de vedere alfurnizorului. Acest lucru este pus n evident de faptul c nu se cunosc tipurile de

consumatori din cadrul ntreprinderii, ci numai puterile electrice cerute. Astfel,consumatorul solicit o putere electric activ de 1370kW i o putere reactiv de 922kvar.Ca date cunoscute sunt introduse i lungimea liniei de alimentare (3,6km) i tensiuneanominal a postului de transformare (10kV).

De asemenea se tie faptul c ntreprinderea industrial este situat ntr-o zonurban. Amplasarea ei ntr-un teritoriu populat are multiple implicaii socio-economice. Cainfluent social, toate elementele instalaiei de alimentare (punct de alimentare , linieelectric de alimentare, post de transformare) trebuie astfel distribuite n spaiu nct s nucreeze neplceri locuitorilor. Impactul economic este materializat printr-o interaciune cucelelalte societi economice din vecintate. Evident, nu ne vom referi la impactul pozitiv,care reprezint scopul pentru care va fi construit, ci la impactul negativ, care ar produce

daune factorilor economici apropiai ca aezare geografic.Pentru a sublinia i mai bine motivaiile acestei proiectri, care au fost redate mai

sus, voi prezenta n continuare principalele elemente ale instalaiei ce alimenteazntreprinderea.

Punctul de alimentare PA reprezint elementul de legtur dintre instalaia deracordare la sistem i instalaia de distribuie de IT. El reprezint de fapt o staie detransformare de la T (nalte tensiune) la MT (medie tensiune). innd cont de valorile detensiune foarte mari vehiculate n acest punct, este amplasat ntr-o zon retras, bine

3


4/36


izolat, i bine determinat de furnizor. Alimentarea se face n continuare printr-o linieelectric. Punctul de alimentare d elasticitate reelei.

Att punctul de alimentare ct i postul de transformare servesc la distribuiaenergiei electrice la consumator. Postul de transformare constituie treapta de transformarepentru alimentarea receptoarelor de JT ale consumatorului. Postul de transformare este

constituit din tablouri alctuite la rndul lor din celule. Dimensionarea postului detransformare presupune parcurgerea urmtoarelor etape:- alegerea locului de amplasare a postului: se ine cont de faptul c postul de transformarePT aparine furnizorului i pentru sigurana lui se plaseaz n incinta ntreprinderii;- determinarea puterii postului de transformare: se face dup o prealabil compensare aputerii reactive prin introducerea unei baterii de condensatoare;- determinarea numrului de transformatoare din postul de transformare: se face pe bazaasigurrii continuitii n alimentarea cu energie electric a consumatorilor; trebuie precizatfaptul c avem receptoare de categoria I i II i se vor alege doua transformatoare;- asigurarea regimului economic de funcionare n paralel a transformatoarelor: estedeterminat de minimul pierderilor totale de putere.

Linia electric servete la alimentarea postului de transformare, pe MT. innd contde faptul c ntreprinderea este ntr-un mediu urban i pentru a nu perturba activitatealocal se opteaz pentru o conduct subteran, deci o linie electric n cablu (LEC). nvederea alegerii i verificrii echipamentelor electrice la stabilitate termic i dinamic ,dimensionarea cablului presupune calculul mai nti a curenilor n regim normal defuncionare, i apoi a curenilor n regim de scurtcircuit trifazat. n regim normal defuncionare, innd cont de curentul impus de postul de transformare, se alege seciuneacablului de MT i apoi este verificat la condiiile de nclzire i de pierdere de tensiune.Calculul curenilor de scurcircuit se face att pe MT cit i pe JT, n zonele cele mai puternicafectate de astfel de defecte. Se va observa astfel ca vom avea pe MT scurtcircuiteapropiate de locul de defect, iar pe JT vom avea scurtcircuite ndeprtate. Aceste calcule se

vor face innd cont de faptul ca pe MT avem o tensiune (10kV), iar pe JT avem o tensiune(0,4kV) .Revenind la regimul normal de funcionare, pe JT se va realiza dimensionarea

barelor colectoare innd cont de curenii care circula prin bare.Alt element important l reprezint alegerea aparatelor de comutaie. Acestea au

rolul de a deconecta sistemul n caz de scurtcircuit i supratensiuni. Pe MT se alegntreruptoare IUP (cu ulei puin) i separatoare STIP care asigura n mod vizibil pentrumuncitor ntreruperea circuitului. Pe JT se folosesc ntreruptoare automate OROMAX iseparatoare STI cu rol de protecie a lucratorilor.

n final se aleg aparatele de msurat care verific consumul de-a lungul instalaieide alimentare. innd cont de faptul ca postul de transformare aparine furnizorului, toateaceste aparate se vor monta n aval de PT, pe JT. Vom avea nevoie n primul rnd detransformatoare de curent i ampermetre pentru cureni , voltmetre pentru tensiuni icontoare de energie activ i reactiv.

4


5/36


a. Calculul bateriei de condensatoare pentru mbuntireafactorului de putere.

Puterea postului de transformare, i deci a transformatoarelor componente, esteinfluenata de tipul consumatorilor care cer o anumita putere activa, respectiv reactiva,ultima dovedindu-se a avea un caracter negativ. Transportul unei puteri reactive importanteduce la nrutirea unor indicatori tehnico-economici ai elementelor sistemului i estensoit de o serie de consecine negative: creterea pierderilor de putere i de tensiune,diminuarea capacitii de transport a reelei.

Diminuarea puterii reactive, respectiv mbuntirea factorului de putere se face prinintroducerea n circuit a unei baterii de condensatoare. Dup cum se tie , puterile electriceactiva i reactiva cerute de consumator sunt: Pc=1370kW i Qc=922kvar.PA- punct de alimentarePT post de transformareTG tablou general.

Sc2 = Pc2 + Qc2

kVAQPS CCC 165192213702222 =+=+=

Factorul de putere natural obinut pe barele consumatorului:

674,0829,01651

1370cos ==== natC

C

nat tgS

P

Se observa ca factorul de putere natural are o valoare sczuta.

Furnizorul de energie electrica impune insa un factor de putere normalizat:

426,0tg92.0cos neutralneutral ==

Alegerea bateriilor de condensatoare

Pentru a mbunti factorul de putere natural, utilizatorul va conecta baterii decondensatoare pe barele consumatorului.

Puterea reactiv a bateriei de condensatoare se calculeaz ca o diferena ntre putereareactiv ceruta avnd factorul de putere natural i puterea reactiv calculat pentru factorulde putere normalizat. Acest lucru se face deoarece bateria de condensatoare compenseazde fapt diferena dintre cei doi factori de putere:

==

PCt

Ct

QQQ

PP

5


6/36


Diagrama de puteri a consumatorului arata ca n figura a):

Pe barele consumatorului se monteaz o instalaie Qp putere relativ produs.ktgtgPtgPtgPQQQ neutralnatCneutralCnatCtCP 7,339)426,0647,0(1370)( =====

CQ - energia electric reactiv.

Condensatoare vark20,15Q0 =

Se alege condensator de tipul: CS 0,380-20-3

cu Qo=20 kvar

Un=380V

Numrul de condensatoare pe care trebuie sa le aib bateria s-au calculat cu urmtoareaformula :

9,1620

7,339

0===

Q

Qn

P

Se aleg 17 baterii de condensatoare.

neutralC

Cinb

batCC

abat

ales

S

P

kVAQQPS

kQnQ

bucn

C

cos92,05,1488

1370cos

5,1488)340922(1370)(

var3402017

17

,

2222

0

'

>===

=+=+=

====

Puterea aparent recalculat este: Sc=1488,5kVA.

b. Alegerea numrului i puterii transformatoarelor de putere

din postul de transformare.

Transformatorul reprezint elementul de baz al postului de transformare fiindcrealizeaz reducerea nivelului de tensiune la 0,4kV. Transformatoarele de putere uzualesunt de tipul TTU-NL: transformatoare trifazate n ulei, fr reglaj sau cu reglaj n absena

6


7/36


tensiunii, cu circulaia natural a uleiului i cu rcirea liber (natural) cu aer, deconstrucie normal, cu dou nfurri.

Pentru funcionarea n paralel a transformatoarelor este necesar ndeplinireaurmtoarelor condiii:

- tensiunile primare i secundare i deci raporturile de transformare, s fie egale;

- tensiunile de scurtcircuit s fie egale;- raportul puterilor nominale s fie mai mic dect 3/1;- s aib aceeai grup de conexiuni.

=

nnnc

I

I

S

Sk nck - Coeficient de ncrcare

unde: S este puterea de ncrcareSn este puterea nominal.

Curba de randament a unui transformator este urmtoarea:

(0.6-0.7)Sn S

Se alege numrul minim de transformatoare 2n , se alege 2 transformatoare.

Puterea nominal s fie standardizat. Pentru un timp scurt un transformator poatefunciona i n suprancrcare.Suprancrcarea transformatoarelor:

Coeficientul de suprancrcare: 1S

Sk

T

S =

Durata de suprancrcare a transformatorului de ulei .Sarcina deduratanterioare n% dinputereanominal

Durara suprancrcare pentru o supracrcare in %Din puterea nomina10% 20% 30% 40% 50%h. h. h. min Min

50% 3 1,5 60 30 1575% 2 1,0 30 15 890% 1 0,5 45 8 4

7


8/36


Condiia de alegere a transformatorului de putere este de:2

SS

'C

nT

kVASS CnT 7442

1488

2

'

==

Aleg un transformator cu puterea nominal de:130]pag3.28,Tabelul[4,1000kVASnT =

Coeficientul de ncrcare:

744,01000

7442'===

nT

c

S

S

Coeficientul de suprancrcare:

ht

S

Sk

f

nT

cS

3

48,11000

1488'

===

unde tfeste timpul de funcionare.Aleg 2 transformatoare de 1000kVA de tipul: TTU-NL, cu puterea nominal de

kVASnT 1000= .

Cu urmtoarea caracteristic:]kV[Un Reglaj

T %Grup deconexiuni

Pierderi nominale[ ]ooscU ][I oo0T JT 0P scP

10 0,4 5 DYn5 1,850 12,0 6 2,0

n cazul unui transformator randamentul variaz cu gradul de ncrcare atransformatorului (raportul ST/SnT). Pe de alta parte, un transformator poate fisuprancrcat pentru perioade scurte de timp.

Curbele de sarcin zilnic arat c puterea absorbit de un consumator nu esteuniform (sunt perioade de timp cnd ncrcarea transformatorului este mai mica dectncrcarea nominala). Asta nseamn ca uzura izolaiei este mai mic, deci durata defuncionare a transformatorului este mai mare. Pentru a aduce durata de funcionare ladurata normata (transformatorul lucreaz toata ziua la sarcina nominal), pe anumite duratede timp putem suprancrca transformatorul. Aceast suprancrcare se numetesuprasarcina admisibila.

8


9/36


c. Stabilirea regimului optim de funcionare atransformatoarelor

O partea din etapa de dimensionarea a postului de transformare o reprezintasigurarea regimului economic de funcionare n paralel a transformatoarelor.n postul detransformare nu este totdeauna economic ca toate transformatoarele s funcioneze nparalel, precum nu este totdeauna indicat s lucreze unul singur, chiar dac sarcina nudepete puterea sa nominal. Prin regimul optim de functionare al transformatorului senelege regimul n care pierderile de putere activ n transformator i n calea dealimentare a transformatorului sunt minime.Calea de alimentare este cuprins ntre punctulde alimentare i transformatorul de putere.

Pierderile de putere activ n transformator pot fi scrise n felul urmtor:

s0

s0

qqq

ppp

+=+=

n care:p0 i q0 sunt pierderile de putere activ respectiv reactiv corespunztoare

mersului n gol a transformatorului;ps i qs sunt pierderile de putere activ respectiv reactiv datorit sarcinii.

0Fe0 Ppp ==

nT

2*

O

2*

O

2

nT

0 Spi

3

UG3q =

=

nT

0

nT

0*0

oo

0

nT

o*0

S

P

S

Pp

100

i

I

Ii

==

==

9


10/36


Unde pFe --sunt pierderile n fier; *0i --curentul relativ de mers n gol;

*0p --pierdere de mers n gol a transformatorului;

nTS --puterea nominal a transformatorului.2

TS IR3p = =3RT2

In2

=2

psc dar psc=Psc [4,Tabelul 3.28,pag. 130]

nTnT S

S

I

I== -- coeficient de ncrcare al transformatorului.

I curentul de sarcin al transformatorului.

nT

sc

nT

sc*sc

oo

sc

NT

sc*sc

nT

2*sc

2*sc

2sc

22n

2T

2Ts

SP

SPp

100

u

U

Uu

SpuqIX3IX3q

==

==

====

Pierderile totale datorit pierderilor proprii ale transformatorelor i datorit circulaieiputerii reactive n calea de alimentare vor fi:

( )

( )

( )Sfp

S

Sqkpqkpp

S

S

qkpqkpp

t

2nT

2

ses0e0t

nT

scesc2

oe0t

=

+++=

=

+++=

Unde psc sunt pierderi de putere activ la funcionarea n scurtcircuit;keechivalentul energetic al puterii active n reea datorit circulaiei puterii reactive

consumat de transformator n calea de alimentare.Se fac urmtoarele notaii:

nS

kqp

mkqp

2nT

ss

oo

=+

=+

2t nSmp += - reprezentarea parabolei care are vrful jos i concovitatea sus sunt egal.

Pierderile totale n ambele transformatoare sunt egale:

( ) ( )2

2nT

2

2se2s02e022

1nT

2

1se1s01e01tSSqkpqkp

SSqkpqkpp +++++++=

Se face ipoteza c transformatoarele se ncarc cu puterile lor nominale deci ncrcareacelor dou transformator este acelai:

1nT1nT1nT1nT

21

2nT

2

1nT

1

SS

S

SS

SS

S

S

S

S

+=

++

==

10


11/36


( ) ( )[ ]( ) 22nT1nT

2

2sc1sce2sc1sc0201e0201t

SS

Sqqkppqqkppp

++++++++=

22

2nT1nT

2nT

2

2

2nT1nT

1nT

121t SSS

S

nSS

S

nmmp

++

+++=

nnn

mmm

SSS

21

21

nT2nT1nT

======

2t

2t

nSmp

S2

nm2p

+=

+=

( )AS,0S - funcionarea unui transformator va fi optim( )ATA S,SS - iar n aceast parte cele dou transformatoare vor funciona optim.

Calculele:kVASnT 1000=

p0=P0=1,850psc=Psc=12,0

300*0

0*0

1085,11000

850,1

02,0100

2

100

==

==

====

nTnT

oo

nT

o

S

P

S

Pp

i

I

Ii

3*

*

10121000

0,12

06,0

100

6

100==

==

====

nT

sc

nT

scsc

oo

sc

NT

scsc

S

P

S

Pp

u

U

Uu

var78,581000012,006,0

var91,19100000185,002,0

222*2*

222*2*

kSpuq

kSpiq

nTSCSCsc

nTooo

===

===

622

102,221000

78,58174,00,12

466,391,19174,0850,1

=+

=+

=

=+=+=

nT

scesc

oeo

S

qkpn

qkpm

ke- echilibru de energie.

2

1

2

22

2

Snmp

Sn

mp

t

t

+=

+=

11


12/36


Punctul de intersecie A este la valoarea A=600. Deci S(0,600) pentru un singurtransformator iar n S(600,2000) pentru 2 transformatoare.

s 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 13pt1 3.46 3.682 4.348 5.458 7.012 9.01 11.452 14.338 17.668 21.442 25.66 30.322 35.428 40.9

pt2 6.92 7.031 7.364 7.919 8.696 9.695 10.916 12.359 14.024 15.911 18.02 20.351 22.904 25.6

1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000

40.978 46.972 53.41 60.292 67.618 75.388 83.602 92.26

25.679 28.676 31.895 35.336 38.999 42.884 46.991 51.32

0

10

20

30

40

50

6070

80

90

100

020

040

060

080

0

1000

1200

1400

1600

1800

2000

p t1

p t2

12


13/36


d. Dimensionarea liniei de alimentare a postului detransformare n regim nominal de funcionare.

Dimensionarea unei reele presupune:a). Dimensionarea izolaiei electric al reelei.b). Alegerea seciuni conductoarelor.

Linia electric de alimentare asigur distribuirea energiei electrice att de lafurnizor ctre postul de transformare, pe MT, ct i spre consumatori, pe JT. Conducteleelectrice se clasifica n funcie de alimentarea pe care o deservete n:

- coloane: servesc la alimentarea tablourilor de distribuie- circuite: servesc la alimentarea receptoarelorMaterializarea conductelor electrice poate fi realizat prin: cablu electric, cordon

flexibil, i conductoare izolate trase prin tuburi de protecie. Cablul electric se compune dinurmtoarele elemente principale: conductoare izolate, substana de umplutur ntre acestea,manta de etanare i nveliurile exterioare. n vederea alegerii i verificrii echipamentelorelectrice, conducta se dimensioneaz n doua regimuri de funcionare: regim normal i

regim de scurtcircuit. n continuare vom dimensiona cablul n regim normal de funcionare,urmnd ca verificarea la scurtcircuit sa se fac la punctul urmtor.Toate elementele din stnga transformatorului se calculeaz la tensiunea n1U V.

Toate elementele din dreapta transformatorului se calculeaz la tensiunea n2U V.Calculul conductei n regim normal de funcionare

n primul rnd vom stabili modul de pozare a conductei. tim c ea poate s fie attsubteran ct i suprateran. innd cont de faptul ca ntreprinderea este situata ntr-unmediu urban, conducta va fi n cablu. Deci linia electrica va fi n cablu (LEC). Deasemenea ea alimenteaz doua transformatoare, deci va avea dou cabluri.

Seciunea conductoarelor se alege innd seama de ncrcarea acestora n regim

normal de funcionare. n regim de scurtcircuit ele sunt protejate de aparate care izoleazdefectul n timp foarte scurt.Seciunea trebuie aleas, astfel nct s fie satisfcute urmtoarele condiii:

- nclzirea conductoarelor s nu depeasc limitele admise;- pierderile de tensiune s nu depeasc valorile maxim admise, pentru a asigura

calitatea energiei furnizate consumatorului;

Criterii de alegere:- tensiunea nominal: MT 10kV- traseul cablului: e ngropat, tratat mpotriva agenilor chimici

Izolaia uzual a conductoarelor este hrtia impregnat cu ulei. n cazul montajuluidenivelat, aceast izolaie prezint dezavantajul scurgerii uleiului n prile joase, din carecauz scade nivelul de izolaie al cablului. Pentru evitarea acestui fenomen s-a recurs lafabricarea cablurilor cu izolaie de cauciuc sau diveri compui ai acestuia; n prezentpentru izolaia cablurilor pn la 10kV se folosesc i materiale plastice policlorura devinil (PVC) i polietilena (PE).

13


14/36


Determinarea seciunea conductorului la nclzire.

a. Condiia de nclzire:

admC II admI - intensitatea maxim admisibil.

mad321'mad IkkkI =1k - coeficient ce cine cont rezistena termic al solului2k - numrul de cabluri pozate n pmnt;3k - temperatura solului

A

kV

kVA

U

SI

n

nTC 73,57

103

1000

3 11 =

=

=

1k =1,11 [4,Tabel. 4.39, Pag 306]2k =0,85 [4,Tabel. 4.41, Pag 307]3k =1,05 [4,Tabel. 4.42, Pag 308]

AIkkkI madmad 34,697005,185,011,1`

321' ===

Se alege pentru conductor electric cablul de MT cu izolaie de hrtie i mant deplumb.

Temperatura mediului ambiant este de C20 .Natura conductorului: AlSeciunea conductorului rezult din tabelul 3.13 [4,Tabel. 3.13,Pag 108]

147]Pag3.38,Tabel[4,km0,132X

145]Pag3.36,Tabel[4,km1,89R

kV10Ula70cu16

0

0

1n2

=

=

=== AImmS adm

b. Condiia pierderii de tensiune.

Se pune condiia c la traversarea de ctre curentul de calcul s nu produc opierdere de tensiune mai mare dect cea admisibil: %U%U adm


15/36


55,310000

377000475,0926000804,6100%

475.06,3132.0

804,66,389,1

377377,01000sin

926926,01000cos

2

0

0


16/36


Ic=1443A

La valoarea aa de mare i distana este mic, se aleg bare dreptunghiulare dinaluminiu neizolate. Aezarea barelor se face pe lat.

Condiiile care trebuie ndeplinit sunt urmtoarele:a. Condiia de nclzire:

adm2n II b. Condiia de pierderea da tensiune:

%U%U adm

Se alege bare de aluminiu 10x60=600 mm2

Pentru aceste bare curentul admisibil este AIadm 1650= .Acest curent admI trebuie corectat.

adm3|adm IkI =4k -ine cont de modul de aezare a barelor.

9,04 =kAIadm 148516509,0

| ==

Verificare: 114851443 admc II ==

f. Calculul curenilor de scurtcircuit

Prin scurtcircuit se nelege contactul accidental a doua sau mai multe conductoareaflate sub tensiune. Valoarea curenilor de scurtcircuit depinde de :- puterea surselor ce alimenteaz scurtcircuitul;

- impedana echivalenta a circuitului electric cuprins intre sursa i locul scurtcircuitului;- timpul scurs de la momentul apariiei scurtcircuitului;- tipul scurtcircuitului;

Valoarea ridicat a curentului de scurtcircuit provoac scderea general a tensiuniin sistem i deteriorarea utilajului electric prin efectele sale termice i electrodinamice.Calculul curenilor de scurtcircuit este necesar pentru verificarea elementelor componenteale instalaiilor electrice la stabilitate termic i dinamic, alegerea i reglarea instalaiilorde protecie.

Pentru calculul curenilor de scurtcircuit s-a ales metoda direct cea utilizat lainstalaia joas tensiune. Schema electric echivalent a instalaiei este prezentat n figurade mai jos:

16


17/36


Pentru verificarea conductelor i echipamentelor electrice la solicitrile curenilor descurtcircuit, este necesar s se determine curentul de scurtcircuit de oc soci care produceefectul termic.

n punctul K1 scurtcircuitul este deprtat.

kAU

SII

IUS

MVAS

n

scpsc

scnsc

sc

39,1010103

10180

3

3

180

3

6

1

=

===

==

kAIki pocsoc 44,2639,1028,12 ===

Calculul curentului de scurtcircuit n punctul K2.

2

222

1

2

==

n

nnn

U

UZZ

Z

U

Z

U

kVU n 4,02 =

( )=

===

= 3

6

2322

21

22

21

2

1

2 1088,010180

104,0

SC

n

n

n

SC

n

n

nsS

S

U

U

U

S

U

U

UXX

17


18/36


=

=

=

= 3

2

3

32

1

2

2

1

2 1088,101010

104.06,389,1

n

no

n

nLL U

ULR

U

URR

=

=

=

= 3

2

3

32

1

2

2

1

2` 1076,01010104.06,3132,0

n

no

n

nLL U

ULXUUXX

=

== 3232

2 106,91000000

)104,0(

100

6

100

%

nT

nscT S

UUX

kAZ

UII

XRZ

XXXX

RR

npsc

TLS

L

141064,153

104,0

3

1064,151024,1188,10

1024,11

1088,10

3

3

2

332222

3

3

= ===

=+=+=

=++=

==

04,104,01111 04,31024,111088,10

14,33

3

=+=+=+=+=

eeek jXR

oc

MVAIUS

AIki

scnsc

pococ

6,91014104,033

1059,201014204,12

33

2

33

===

===

g. Verificarea la scurtcircuit a cii de alimentare a posturilorde transformare.

n cazul scurtcircuitelor elementele instalaiilor electrice se verific la:a).Stabilitate termic.b).Stabilitate dinamic.

Caracteristici tehnice ale cablurilor electrice:

Caracteristica termic ale cablului electric de 1,6, 10 kV izolaie cu hrtie impregnate i manta de plumb.

Tensiunea nominal alcablului kV

1 6 10

Temperatura maxim

admis n conductor- Regim nominal- Regim n scurt

70160

70160

60140

Numrul conductorului 2,3,4 1,3 1,3Seciunea nominal, mm2 25 240 25 185 25 185

Coeficient de stabilitatetermic:

18


19/36


-cupru-aluminiu

12283

Caracteristica termic ale cablului electric de 1,6, 10 kV izolaie i manta din PVC.


1 6 10

Temperatura maximadmis n conductor- Regim nominal- Regim n scurt

70160

70160

60140

Numrul conductorului 2,3,4 1,3 1,3Seciunea nominal, mm2 25 240 25 185 25 185Coeficient de stabilitatetermic:

-cupru-aluminiu

12283

Caracteristica termic ale cablului electric de 20 kV cu izolaie polietilene nominal i manta din PVCA2YSY

Valoarea temperatura maxim admisibil i a coeficientul de nclzire a conductorului de scurtcircuit.

Tipul i materialul conductelor Temperaturamaxim

admisibil lascurtcircuit

Temperaturamaximadmis nregim normal

Coeficientul C

Bare de cupru 200 70 165Bare din aluminiu 200 70 90Bare din oel (fr legturdirect cu aparatele)

400 70 66

Bare din oel (cu legtur directcu aparatele)

300 70 60

Verificarea cablurilor .

Condiia de stabilitate termic este ndeplinit dac seciunea cablului verific relaia:

C

tIS scscmedp

Unde cu s-a notat seciunea cablului n mm2.

19


20

Temperatura maxim admisn conductor- Regim nominal- Regim n scurt

70150

Numrul conductorului 1

Seciunea nominal ,mm2 50 150Coeficientul de stabilitatetermic:

-cupru-aluminiu

10470


20/36


Iscmedp=Ip=14kA.Durata scurtcircuitului este tsc=tap+td [s].

tap este timpul de acionare al proteciei prin relee;

td --timpul de declanare al ntreruptorului automat.td am ales din catalog n funcie de ntreruptor. td=0,065 s la ntreruptorul automat IO-10-400.Fiindc am cablu electric de 10 kV cu izolaie de hrtie impregnat i manta de plumb Al,coeficientul de stabilitate termic C=90.

tsc=0,5+0,065=0,565 [s]

91,6590

571,039,10 ==

C

tIS scscmedp mm

2

Seciunea aleas trebuie s ndeplineasc condiiile i n regim normal de funcionare i nregim de scurtcircuit.

Aleg o seciune de 70 mm2 S=70 mm2.

Pentru aceast seciune curentul admisibil este de:

Icadm=160 A.[4,Tabel 3.13,Pag. 108]

La acest curent am rezisten i reactan:

R0=0,433X0=0,101

Ssc=180 MVA ,SnT=1000 kVA.

Cu aceste date noi recalculez scurtcircuitul n punctul K2:

2

222

1

2

==

n

nnn

U

UZZ

Z

U

Z

U

kV10U

kV4,0U

1n

n2

==

20


21/36


( )=

===

= 3

6

2322

21

22

21

2

1

2 1088,010180

104,0

SC

n

n

n

SC

n

n

nsS S

U

U

U

S

U

U

UXX

=

=

=

= 3

2

3

32

1

2

2

1

2 104,21010

104.06,3433,0

n

no

n

nLL

U

ULR

U

URR

=

=

=

= 3

2

3

32

1

2

2

1

2` 1058,01010

104.06,3101,0

n

no

n

nLL U

ULX

U

UXX

=== 3232

2 106,91000000

)104,0(100

6100

%

nT

nscT S

UUX

kAZ

UII

XRZ

XXXX

RR

npsc

TLS

L

41,201031,113

104,0

3

1031,111006,11104,2

1006,11

104,2

3

32

3323222

3

3

=

===

=+=+=

=++=

==

505,1505,01111 681.01006,11104,2

14,33

3

=+=+=+=+=

eeek jX

R

oc

MVAIUS

AIki

scnsc

pococ

7,91014104,033

107,2910142505,12

33

2

33

===

===

h. Alegerea aparatelor de comutaie de medie i joas tensiune.

21


22/36


Echipamentul electric al unei instalaii electrice trebuie astfel ales nct s satisfacurmtoarele condiii:a. parametrii nominali ai echipamentului sa corespunda parametrilor locului n care seinstaleaz;b. s reziste supratensiunilor i curenilor de scurtcircuit ce pot s apar n regimurile de

avarie;Curenii de scurtcircuit solicit elementele echipamentului din punct de vedere

dinamic i termic. Solicitarea termic este determinat de valoarea curentului descurtcircuit i de durata acestuia, iar solicitarea dinamic de curentul de scurtcircuit de oc.

Aparatele de comutaie i protecie care vor fi utilizate sunt separatoarele intreruptoarele.

ntreruptoarele sunt cel mai important aparat de comutaie din circuitele primare.Servesc la conectarea i deconectarea manual sau automat a circuitelor electrice.ntreruptoarele de nalt tensiune utilizate n posturile de transformare sunt:

- n ulei mult IUM.

- n ulei puin IUP, acionate prin dispozitive manuale DMI, electromagnetice DSI,cu aer comprimat DPI.- cu ortoejector IO, acionare prin dispozitivul cu servomotor.- cu aer comprimat- cu hexafulure de sulf- cu sulfaj magnetic- cu vidDispozitivul de acionare al ntreruptorului pot fi:- cu aciune unilaterale- cu aciune bilaterale

Separatoarele sunt aparate de conectare care asigura pentru motive de securitate, npoziia deschis, o distanta de izolare vizibila n cadrul circuitului electric din care fac parte.Separatoarele permit o separare vizibil a circuitului fa de bare, avnd rolul de a protejapersonalul de exploatare; pentru a evita manevrarea n prezena sarcinii, separatorul seblocheaz mecanic sau electric n raport cu ntreruptorul circuitului respectiv.

Separatorul ne avnd dispozitiv de stingere a arcului electric, nu se deschide subsarcina, deschiderea separatorului trebuie s fie precedat de deconectarea ntreruptoruluicorespunztor.

22


23/36


Se pot face mai multe clasificri ale separatoarelor:1. Dup locul n care se monteaz separatoarele pot fi:

- de tip interior (la instalaia interioare)- de tip exterior (la instalaia exterioare)

2. Dup numrul de poli:

- monopolare- bipolare- tripolare

3. Dup modul de deplasare ale contactelor mobile:- separatoare cuit avnd un contact fix i un contact mobil- separatoare rotative avnd dou contacte mobil- separatoare basculante- separatoare pantograf

4. Dup absena sau prezena dispozitivului de legare la pmnt exist separatoarecu sau fr cuit de legare la pmnt.

Simbol: S-separator, M-monopolar, T- Tripolar, I- Interior, E- Exterior, P- cuit de legare lapmnt.

Transformatoarele de msurare sunt aparate electromagnetice care transformvaloarea curentului i tensiunii la valori convenabile pentru alimentarea aparatelor demsurare de protecie i de reglaj 100 sau 110 V respectiv 5 sau 1A.

Transformatoarele de msurare se clasific dup urmtoarele criterii:1. n funcie de parametrul a crui valoare reduc, exist:- transformatoare de curent(TC) a cror nfurare primare se conecteaz n serie

cu circuitul primar, iar bobinajul secundar alimenteaz releele de curent, ampermetrele,bobinele de curent ale wattmetrelor, contoarelor, fazmetrele etc.

- transformatoare de tensiune (TT) a cror nfurari primare se conecteaz nparalel cu circuitul primar, iar nfurarea secundar alimenteaz releele de tensiune,voltmetrele, bobinele de tensiune ale wattmetrelor, contoarelor, fazmetrele etc.

2. Dup numrul nfurrilor secundare:- cu o singur nfurare secundare.- cu dou sau mai multe nfurare secundare.3. Dup felul instalaiei n care se poate monta:- transformatoare de tip interior simbol I.- transformatoare de tip exterior simbol E.4.Dup modul n care se monteaz:- transformatoare de trecere, simbol T.-

transformatoare tip suport, simbol S.

Sigurane fuzibile sunt destinate proteciei instalaiilor electrice mpotrivascurtcircuitelor i suprasarcinilor.

Pot clasifica:- sigurane fuzibile de tip interior simbol FI, FIT- sigurane fuzibile de tip exterior simbol FE, FET(F-fuzibil, I-interior, E-exterior, T-pentru transformator de tensiune).

23


24/36


Alegerea ntreruptoarelor de medie tensiune

AI n 701 =kVU n 101 =

kAIoc 44,26=

Tipitrerupt

or Un [kV]In[A]

I limita[kA]

Ilimitadinamic [kA]

Putereade

rupere[MVA]

Timptotal de

inchidere[S]

Timptotal dedeschide

re [S]

Masauleiul

ui[kg]

Masaaparat

ui[kg]

IUP-M10-630 10 630 30 30 200 - 0.16 10 250-3

[4, Tabel 3.14, Pag 110]

Se folosim montare n interior.n urma condiiilor impuse enumerate mai sus, alegem ntreruptorul din seriaIUP-M10-630ntreruptoare de ulei puin modernizat.Cu urmtoarele caracteristici:

ntreruptoare de ulei puin modernizat.Tensiunea nominal a ntreruptorului 10kVCurentul nominal 630ACurentul limit termic 30kACurentul limit dinamic 30kA

Puterea de rupere n MVA la 10kV tensiuni de serviciu este 200MVA.

Verificare:a. UnUnap

10kV 10kV napU - tensiunea nominal al aparatului.

b. IcInap 630A 70A

napI - curentul nominal al aparatului.c. SCr SS

200MVA>180MVArS - puterea de rupere.

d. Stabilitatea limit dinamic:ocld iI

30kA>26,44kAldI - curentul limit dinamic.

e. Stabilitatea limit termic:SCmedplt II

24


25/36


30kA>10,39AltI - curentul limit termic.

Alegerea separatoarelor de medie tensiune

tipaparat

Un[kV] In [a]

I limitatermicla 1S

I valvarf

dinamic tip

STI 10 800 20 50Interio

r

[4, Tabel 3.19, Pag 113]

S-a ales separator de tip STI-10-800 n montaj interiorSeparatoare tripolare de tip interior.Cu urmtoarele caracteristicile:

Tensiunea nominal 10kVCurentul nominal 800 AValoare efectiv a curentului limit termic 20 kAValoarea de vrf a curentului limit dinamic 50 kA

Verificare:a. nnap UU

10kV 10kV napU - tensiunea nominal al aparatului.

b. IcInap 800A>70A

napI - curentul nominal al aparatului.c. Stabilitatea limit dinamic:

socld iI 50kA>26,44kAldI - curentul limit dinamic.

d. Stabilitatea limit termic:SCmedplt II

20kA>10,39KA ltI - curentul limit termic.

Alegerea transformatoarelor de curent

25


26/36


Denumire

Tip

Caracteristici tehniceRap. Te

transformare

I1n/I2nUn

[kV]Ui

[kV] Iil Iid

Cl. Deprecizi

e P2n n

Transformator de curenttip treceremonospiralcu izolatieportelanmontajinterior

CIPT-10-a

5

65015 10 42

100In 250In

0.5/D1/3

15/3030/30

70A

c. Clasa de precizie 0,5/3d. Puterea nominal W30/15P n2 =e. Curentul limit dinamic

oc1nld iI250I =kAkA 03,53215025044,26 =0,4kV

napU - tensiunea nominal al aparatului.b. n2nap II

1600A>1443AnapI - curentul nominal al aparatului.

c. SCr II 50kA>20,41A

rI - curentul de rupere.d. Stabilitatea limit dinamic:

ocld iI 125kA>29,7kAldI - curentul limit dinamic.

e. Stabilitatea limit termic:SCmedplt II

kAkA 035,71

66,066,841,20 =>

ltI - curentul limit termic.

B. Separatoare

[6, Tabel5.1.1.1., Pag. 113]

S-a ales separator de tip STI-3-2000Separator tripolar de interiorCu urmtoare caracteristic:

Tensiunea nominal a separatorului kV3Un =Curentul nominal a separatorului A2000In =Curentul termic kAIt 50=Curentul dinamic kAId 125=

29

Tipaparat

Un[kV] In [a]

I limitatermicla 1S

I valvarf

dinamic Tip

STI 3 2000 50 125Interio

r


30/36



3kV>0,4kV napU - tensiunea nominal al aparatului.

b. n2nap II

2000A>1443AnapI - curentul nominal al aparatului.

c. Stabilitatea limit termic:SCmedplt II

kAkA 41,201

66,066,850 =>

ltI - curentul limit termic.d. Stabilitatea limit dinamic:

ocld iI 50kA>29.7kA

ldI - curentul limit dinamic.

C. Transformatoare de curent pentru joas tensiune

S-a ales transformatoare de curent de tip CIT-0,5t-1500/5A [4, Tabel 3.25, Pag. 121]Reductor de curent interior de trecereCu urmtoare caracteristice:

Tensiune nominal al transformatorului de curent kV5,0Un =Curentul nominal A1500In =Clasa de precizie CP1

Puterea nominal VA15Pn =Curentul termic nt I60I =


0,5kV>0,4kVb. n2nap II

1500A>1443Ac. 2n2 PVA15P >=d. Stabilitatea limit termic:

SCmedplt II kA41,201090150060 3 >=

30


31/36


i. Alegerea aparatelor de msurare

Transformatoare de msur

Dup mrimea pe care o transport, transformatoarele de msur pot fi:

transformatoare de msur curent, transformatoare de msur de tensiune.- Msurarea tensiunii:

Pentru msurarea tensiunii se folosesc voltmetre tip E8 cu caracteristicile:- domeniul de msurare 0...380V- clasa de precizie 1.5

- Msurarea curentuluiSe folosesc ampermetre tip E8 cu caracteristicile:

- domeniu de msurare 0...5A- clasa de precizie 1.5

Separat de ampermetru, se monteaz i un transformator de curent cu rol de

reductor pentru a msura curenii de pe JT, de tip CIT 0,5kV cu raportul de transformare1000/5. Transformatorul tip CIT 0,5kV este de interior, tip suport i se execut cu o singurnfurare secundara de 5A.

Msurarea energieiPentru msurarea energiei electrice se folosesc dou tipuri de contoare un tip pentru

energia activ i cellalt pentru energia reactiv. Vom folosi contoare electrice trifazate tipCA-43B si CR-43B, primul pentru energia activ, al doilea pentru energia reactiv.Caracteristic acestor contoare sunt tensiunea de 380V, curentul de 5A. Pentru a puteamsura i la cureni mai mari, are ncorporat un transformator de curent cu rol de reductor.Raportul de transformare este de 1000/5. Mai trebuie precizat faptul c acest reductor are

dou nfurri secundare: una pentru msurare i a doua pentru protecie (releu de curent).De asemenea trebuie specificat c scara de precizie a acestui tip de contor este 2

A. Pe partea de medie tensiune

1. Contoare de energie electric active i reactive

S-a ales contoare de energie electric active de tip T-2CA32P 3x100V CP1S-a ales contoare de energie electric reactive de tip T-2CR32P 3x100V CP1

[6, Tabel 5.3.4, Pag. 362]

T-legate prin intermediul reductor de tensiunea2-reductor de curent montat pe 2 fazeCA- contor de energie activeCR- contoare de energie reactive3-reeaua cu 3 conductor2-dou echipament mobilP-de precizieCP1 clasa de precizie unu.

31


32/36


2. VoltmetruDomeniul de msurare 0-6000/100V

3. Ampermetre

Domeniul de msurare 0-150/5A

B. Pe partea de joas tensiune

1. Contoare de energie electric active i reactive.

S-a ales contoare de energie electric active de tip T-2CA43 380V CP2S-a ales contoare de energie electric reactive de tip T-2CR43 380V CP2

[6, Tabel 5.3.4, Pag. 362]4-reeaua cu patru conductoare3-numrul echipament mobil

2. VoltmetreDomeniul de msurare 0-400V

3. AmpermetreDomeniul de msurare 0-1500/5A

4. Comutatoare voltmetre

II. Piese desenate

32


33/36


7. Schema electric unifilar principal a raportului de alimentare.8. Vederi i seciuni ale postului de transformare9. Desene explicative cuprinse n text

33


34/36


STAII I POSTURI ELECTRICE DE TRANSFORMARE

Posturi trafo capsulate

Posturi trafo supraterane

34


35/36


35


36/36


Documents

Gecse Arpad