of 102/102
OCTAVIAN DUMITRU urruzAREA T-r trNERGIEI T-r trLECTRICE ixnnuvrAR DE pRoIECTARE DISTALATII ELECTRICE DE TonsA TENSIUNE EDITURA TINIVERSITATII DIN PITE$TI 2002

Indrumar de Proiectare - instalatii Electrice de Joasa Tensiune

  • View
    1.000

  • Download
    87

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Octavian Dumitru - Indrumar de Proiectare - instalatii Electrice de Joasa TensiuneEditura Universitatii din Pitesti2002

Text of Indrumar de Proiectare - instalatii Electrice de Joasa Tensiune

OCTAVIAN DUMITRU

urruzAREAT-rT-r

trNERGIEItrLECTRICEixnnuvrAR DE pRoIECTAREDISTALATII ELECTRICE DE TonsA TENSIUNE

EDITURA TINIVERSITATII DIN PITE$TI2002

Octavian DUMITRU

TJTILIZAREA ENERGIEI ELEC TRI CEiNunuMAR DE pRoTECTAREII{STALATII ELECTRICE DB JOASA TENSIUNE

EDITURA LINIVERSITATII DIN PITE$TI 2002

INTRODUCE,REPrezen[a electricitdlii in jurul nostru, deasupra noastrd, sub noi qi chiar in noi, a determinat omenirea sd procedeze la :utilizarea acestei forme de energie. Avantajele pe care le prezintd, energia electricd fala de celelalte forme de energie cum ar fi : ugor de produs, de transportat, de transformat in alte forme de energie (lumind, energie termicd, energie mecanicd, etc.), cu randamente gi costuri acceptabile, in condilii de curdlenie qi de siguranfd in expoatare au frcut ca utrhzarca acestei forme de energie sd ia o mare amploare. Dar, pentru a vtiltza energia electricd este necesard cunoagterea qi realtzarea unor instalalii de producere, transformare a parametrilor acesteia, de transport, de distribulie c[tre consumatori precum qi de transformare in alte forme de energie. Realizarea acestor instalafii necesitd o bund cunoagtere a acestei

forme de energie , precum qi a modului de utllizare. Instalafiile, care participd de la producere pdnd lautilizarq trebuiesc dimensionate funclie de sarcina electricd pe care trebuie sd o suporte astfel incdt sd funclioneze in condilii optime. Dimensionarea acestor instalalii impune o bund cunoagtere a fenomenelor fizice care insolesc aceastd formd de energie. Se considerd cd o instalalie funclioneazd in condilii optime atunci cdnd alimenteazd. cu energie electricd toli consumatorii pe care ii deserveqte fdrd, a crea probleme legate de intreruperea accidentald, a alimentdrii , fdrd a fi un pericol iminent datoritd supraincdlzirii, fh.rd a prezenta pericol de electrocutare, frrd a fi un pericol din punct de vedere ecologic, etc. . De asemeni trebuie ar,'ut in vedere qi faptul cd instalaliile respective trebuie sd fie rentabile atdt prin prisma randamentului pe care il prezintd. de la producere pdnd la consum, dar gi din punct de vedere al costului qi consumului de materiale necesarelarcahzarea lor . Pentru ca instalaliile necesare utilizdrii energiei electrice sd se incadreze in parametrii impugi de normele in vigoare, este necesar ca proiectarea acestora sd se facd in urma unui studiu amdnunlit qi a unei cunoagteri amf,nunlite a cerinlelor pe care trebuie sd le indeplineascd Dimensionarea acestor instalalii trebuie s5 fie ftcutd in urma unor calcule riguroase in care sd se lind cont de toate condiliile impuse.

Indrumarul de fald are scopul de a pune in evidenld modur de proiectare a instalaliilor de joasd tensiune (iluminat, forfd, instalalii de legare la pdmAnt, alegerea posturilor de transformare ). Lucrarea se adreseazd in special studenlilor de ra seclia ELECTROMECANICA a universitalii din Piteqti, dar poate fi folosita qi de studenlii de la alte facultdli cu profil asemdndtor, precum gi de specialiqtii care lucreazd in proiectare gi in exploatarea instalaliilor de utilizare a energiei electrice. in scopul uqurdrii insugirii muncii de proiectare, lucrarea confine un mod de lucru pentru reahzareaunui proiect de utrlizare a energiei electrice. Cu aceastd. ocazie s-a ardtat cum se lucreazd in condiliile proiectdrii unor instalalii de iluminat, instalalii de forfd, instalalii de impdmantare, cum se alege un post de transformare, precum gi modul de calcul al costului instalaliei. Tot in acelaqi scop lucrarea con{ine o serie de tabele preluate din normativele qi standardele in vigoare, necesare in proiectarea gi exploatarea instalaliilor electrice de utilizare.in cazul in care se dispune de cataloage de echipament electric modern, urmdrind modul de lucru ardtat, se pot realizaproiecte executabile. Avdnd in vedere cd autorul este la prima lucrare de acest fel, nu exclude posibilitatea strecurdrii unor mici erori fie ?n partea teoreticd fie in cea practica. Din acest motiv el este recunoscdtor tuturor specialiqtilor care deprsteazd' qi semnaleazd erorrle respective in scopul corectdrii. Cu speranla cd vor exista astfel de semnaldri, autorul mullumegte anticipat tuturor binevoitorilor.

[,,luroi.

1. DIMEI\SIONAREA INSTALATIILOR ELECTRICE DE ILUMINAT INTERIOR

I.l Alegerea sistemului de iluminat Si u sursei de lumind. Pentru ca activitatea care are loc in interiorul imobilelor sd se desfrqoare in condilii normale, este necesar ca instalaliile electrice de iluminat sd ofere condilii optime de iluminare. Cum diversele activitdli necesitd nivele diferite de iluminare, instalaliile electrice trebuiesc proiectate si executate funcfie de activitatea care se desfrqoard in incdperea respectivd. Pentru iluminarea locurilor de munca sunt posibile urmdtoarele sisteme de iluminat: iluminat general, care se recomanda atunci cdnd se doreqte iluminarea uniforma pe toata suprafafa de lucru (sAli de montaj, de asamblare de prelucrare a lemnului, turnatorii, etc.); - iluminat local, atunci c6nd sunt necesare niveluri ridicate de iluminare pentru locuri restrdnse (scaune stomatologice, prese, ciocane de forja, sau in locurile de munca in care o iluminare insuficientd ar pune in pericol integritatea corporald, sau chiar viala personalului care igi desfbqoard activitatea in locul respectiv.) - iluminat combinat, pe fondul unui iluminat general minimal, la locul de muncd se asigurd o sursd suplimentard de lumind (strungurr, freze, magini de rectificat, alte magini unelte cu precizie mare de prelucrare, locuri in care se face controlul de calitate, etc.) in instalaliile electrice civile (locuinfe, cinematografe, teatre, restaurante, etc.), pentru realtzarea unui anumit grad de confofi, se poate reahza o iluminare directd, semidirectd, sau indirectd. Pentru aceasta se procedeazd.la alegerea corpului de iluminat corespunzdtor scopului propus sau se apeleazd.la iluminatul in scafe. Alegerea surselor de lumind depinde de scopul instalaliei qi de particularitdlile de exploatare. Ldmpile cu incandescenld se recomandd atunci c6nd sunt necesare surse luminoase de dimensiuni mici gi luminanle mari, cAnd sunt necesare ilumindri mari pe suprafefe mici (eventual prin lumina dirijata), c6nd seurmdreqte reahzarea unei ambianle odihnitoare.

Ldmpile fluorescente se recomandd atunci cAnd este necesard folosirea unor izvoare de lumind mari cu luminanle mici, cdnd sunt necesare ilumindri mari pe suprafele mari (prin lumind difizd), cAnd este necesard o lumind care s[ redea corect culorile. Ldmpile fluorescente cu vapori de mercur de inaltd presiune se recomandd atunci cAnd sunt necesare tzvoare de lumind de dimensiuni mici

avand eficacitate luminoasd mare (hale industriale cu indllime mare, locuri cu degajdri de fum sau praf).

I.2 Alegerea corpului de iluminat. Metoda coeficienlilor de utilizare pentru determinarea valorilor medii ale iluminiirilor, Aceasta metoda se foloseqte pentru calculul instalaliilor electrice de iluminat interior si permite determinarea ilumin[rii medii orizontale date de surse luminoase in planul util, linAnd cont de fluxul luminos reflectat de perefi si tavan. Metoda nu se poate folosi la determinarea iluminatului local, a iluminatului suprafelelor inclinate, a suprafelelor verticale, sau a iluminatului cu corpuri de dimensiuni mari. Coeficientul de utilizare este raportul dintre fluxul luminos util si fluxul emis de toate ldmpile instalate intr-o ?ncdpere.

U:-

@,@o

(1.1)

Fluxul luminos al corpurilor de iluminat se obline inmullind fluxul luminos al ldmpilor cu randamentul corpurilor de iluminat. @, = UrQo (r.2) cont de raporlul dintre fluxul luminos util si fluxul luminos al JinAnd corpului de iluminat din aceiagi incdpere (utilanta)

n=J tuo

o(1.3)

si care ieprezintdun randament al incdperii, se obline:

=4u4, (1 4) @, @o Fluxul ldmpilor nu rdmane constant in timp din cauza faptului cd fluxul emis de lampi scade in timp, qi din cauza depunerilor de praf pe corpul de iluminat ; randamentul acestora scade; deci apare o depreciere a instalaliei de iluminat fatd de momentul punerii in funcgiune a instalaliei. Din acest motiv fluxul luininos inilial va trebui sa fie mai mare dec6t fluxul util. In acest caz fluxul inilial emis va fi

u-

@o

@. _ @[email protected] " _,L_

Q'u

=

Q

rko

-

[email protected]'o

=

4,[email protected]'o

(1.5) (1.6)

dar,Q'u

= EnrroAka =uD'o =

[email protected]'o

ln care:ka

-

Emed

A

factor de depreciere; - iluminarea medie; - aria planului util;

De aici rezultd. fluxul total al ldmpilor de instalat pentru a obline in planul util o iluminare medie Er.6

tr 4k, E,,,1Ak @o:1*!. u :ryury,

d

11.7)

Dacd s-a stabilit mai inainte numdrul corpurilor de iluminat, se poate fluxul luminos al unei lSmpi dintr-un corp de iluminat la punerea in funcliune a instalaliei .deduce

o^ o,:.i n

(1.8)

in care : n - numdrul surselor de lumini montate intr-un corp de iluminat. Dacd se line cont de relalia (1.7),relalia (1.8) devine:e',

.cumar

F 4k, ="rrJ' un

(1.9)

Valoarea coeficientului de utilizare depinde de o serie de parametri

fi:

,

- randamentul corpurilor de iluminat; - repartilia intensitdlii luminoase in spaliu a corpului de iluminat; - forma si dimensiunile incdperii, prin indicele localului

i-

.abh(a + b)

(1.10)

in care:

h -

a,b

- lungimea -

respectiv ldlimea incdperii; indllimea de suspendare deasupra planului

iluminatului direct, semidirect si mixt, sau indllimea tavanului deasupra planului util in cazul iluminatului indirect sau semiindirect; - factorii de reflexie ai perelilor laterali si tavanului; Coeficienlii de utilizare sunt tabelafi funclie de acegti parametrii intabelele (7.3)

util in

cazul

si Q.a)

Modul de aplicare a metodei coeficientilor de utilizare. - se stabilegte destinalia incdperii respective gi tipul acesteia dinpunct de vedere al mediului; - se stabileqte modul de reahzare a instalaliei electrice (PT aparent, pe tencuiald pe console sau pe dibluri, ori ST ingropat, sub tencuiald) - se stabilesc materialele qi aparatura utilizatd funcfie de mediu qi de modul de realizarc a instalafiei - se stabilegte tipul corpurilor de iluminat folosite qi caracteristicile acestora (randament, numdr de surse de lumind. etc.), - se calculeazd.indicele localului cu relalia (1.10) ;

funclie de indicele localului, si de factorii de reflexie ai tavanului si perelilor; (pentru indici ai localului mai mari de cinci, se introduce in calcule coeficientul de utilizare corespunzdtor indicelui cinci) Dacd., corpul de iluminat considerat, are un randament ry, diferrt de randamentul r7" aIcorpului din tabel, se face o coreclie a factorului de utilizare dupd relalia

se stabilesc factorii de reflexie pentru tavan si pereli funclie de culorile acestora (tabelele 7.I qi 7 .2) - se determinf, coeficientul de utilizare din tabelul 7.3 sau 7.4),

-

U

,T,

=u4"

(1.11)

in care: u - coeficient de utilizare citit in tabel u'- coeficient de utthzare cdutat; - se alege valoarea ilumindrii medii de rcalizat, funclie de destinalia lncdperii sau de categoria de lucrdri ce se efectueazdin incdperea respectiva (tabelul 7 .18,7 .19 sau7.20 ); - se determina valoarea coeficientului de depreciere, (tabelul 7.6 ); - se determina sau se adoptd numdrul corpurilor de iluminat dinincdpere; - se determind fluxul total al l5.mpilor de instalat cu relalia (1.7) - cu relalia (1.8) se determina fluxul unei ldmpi dintr-un corp de iluminat dupd care se alege din cataloagele de ldmpi (vezi anexe) numdrul si puterea ldmpilor care dau un flux luminos mai mare gi cAt mai apropiat de valoarea calculatd. Se recalculeazd valoarea medie oblinutb pentru fluxul ldmpilor alese care trebuie sd fie egal sau pulin mai mare decAt fluxul calculat. Din tabelele anexe 7 .9 .. . .. ..7 .Il se alege puterea unei ldmpi dupd care se determind puterea activd a corpului de iluminat precum gi puterea activd. totald care trebuie instalatd in incdperea respectivd. Pentru sistematizarea calculelor rezultatele operaliunilor de mai sus se trec in tabelul 1.1 1.3 Amplasurea corpurilor de iluminat. Amplasarea corpurilor de iluminat trebuie sd fie rcaIizatd, in aga fel incdt sd evite observarea directd a sursei de lumind de cdtre lucrdtori. Condilia ca lampa sd nu fie observatd direct (evitarea orbirii) este ca unghiul format de dreapta ce unegte corpul luminos al ldmpii gi marginea inferioard a abajurului (linia limita) cu orizontala (unghi de proteclie ) sd fie cel pufin egal cu unghiul privirii

Nr.crt.1

incdperea

Tipul ilumina tului generalincandescent

Tipul inciperii

Mod derealtzarea

2

fluorescent Culoa rea Factor de reflexie

instalatiei PT/ST PT/ST Coeficient derrt1hzarc

Tabelul 1.1 Tipul materialelor folosite

Nr

Continuarea tabelului 1. 1 Dimensiune Indicile crt a' incdperi incdperii

Randamen-

p

tul corpului ilum.(intabel)r1

de

-Y

lmla1

ib

uPereti

-4ReI.1.10 Tab7.27 .1

2

Tavan Pereti Tavan

Tab 7 .3, 7.4

Continuarea tabelului 1. 1 Nr Caracteristicile corpului de crt iluminat ales Tip Rand. Nr sur- cosp4c1

Coeficient deutlhzare cdutat

Factor dedc;-

Iluminarea medieadoptatd

precierek6

sen

!:r :

u Rel. 1.11

E*.6

[1x]

Tab.7.6

Tab 7.14

2

Continuarea tabelului 1. 1 Flux Fluxul Nr. total inilial al SUTSC ti o necesar sursei z de neclad neclad instalat Im]

Nr. corp ilum. neclad

Puterea

unuisurse

Flux totalinstalat

Puterea

inilial

totald instalatd.

Ilum. medie recalc ulatd.

llmlRel 1.72

N,Tab7.9.. 7 .17

N"Rel1.8

twlTab7.9 ..7.17

[lm]

twlllxl

Dacd sursa de lumind poate fi consideratd punctiformd gi plasat[ pe axa de simetrie a corpului de iluminat deschis la pan1rca inferioard, atunci unghiul de proteclie este egal cu:

It/: 'in care:

arc ta

2h

"D -

(r.r2)

h - distanla dintre corpul luminos al ldmpii gi suprafala in care este conlinutd deschiderea corpului de ilumina D - diametrul deschiderii corpului de iluminat Zono.

in rorE nu se ponte prcduce orbireo

Unghi de

protectie

Fig. 1.1 Amplasarea surselor de lumina pentru evitarea orbiriiAmplasarea corpurilor de iluminat trebuie s6 mai lind cont de condilia de uniformitate a ilumindrii gi de luminanla admisibila. Un numdr mare de corpuri de iluminat duce la o iluminare mai uniformd dar mdreqte prelul de cost al instalafie, fapt care impune alegerea unei solulii care sd satisfacd atdt condilia de uniformitate a ilumindrii cAt qi pe cea de economicitate. in5.lfimea de amplasare a corpurilor de iluminat depinde de considerente constructive sau practice. Limita inferioard a inalfimii admise este determinatd de evitarea fenomenului de orbire iar limita superioard este determinata de indllimea tavanului. La instalaliile de iluminat general, reparlilia corpurilor de iluminat poate fi uniformd sau localizatd,. Dispunerea uniformd se obline prin a$ezatea corpurilor de iluminat in vdrfurile unor dreptunghiuri sau a unor triunghiuri orientate in raporl cu dimensiunile incdperii (fig.1.2). Pentru un anumit factor de uniformitate, solulia optimd din punct de vedere economic se obline pentru: du : du la aqezarcain dreptunghi; du : d. sau d6 : "lt dula aqezarea in triunghi; Distanla de la perete la ultimul rand de corpuri de iluminat se adoptd astfel: - cdnd existd utilaje in apropierea perelilor do: (0, 25 ...0,3)d, - cAnd lAngd pereli existd spaliu de trecere dp : (0,4 .. ...0,5)d,10

prin d inleleg6nd distanla dintre corpurile de iluminat. Pentru rearizarea unui iluminat de caritate, corpurile de iluminat trebuiesc amplasate. funclie de tipul 1or, de felul izvorutui ae lumind qi de distanfa relativd dintre corpuriie de iluminat. Distanla relativd dintre corpurile de iluminat fiind:

ffi

&a

_Fl

ill r-lh

r-lI

la

C

Fig.I.2 Amplasarea corpurilor de iluminat incandescente in vdrfurile unui ar.ptungiri; incandescente in v6rfurile unui romb; c _ ldmpi n,ror.r."lrrl

a- _ ldmpi

b

lSmpi

d* =-

.d

(1.13)

in care

:

-

h

reprezintd distanla de la corpul de iluminat la planul de lucru.cu

rcIatia:

La iluminatul mixt qi indirect distanla rerativd se calculea zd

11

.d d*:ho ?n

(1.14)

care -hureprezintd distanla de la corpul de iluminatlatavan. Valorile distanlei relative depind de curba fotometricd a corpului de iluminat qi sunt cuprinse in limitele: - 0,5 .....1 itcazul iluminatului direct; - 1 in cazul iluminatului mixt; - I,2 ......1,5 in cazul iluminatului indirect. in cazul iluminatului fluorescent se obignuiegte rcpartizarea corpurilor de iluminat in aqa fel incAt formeazd,benzi continui sau benzi discontinui; se recomandd ca distanla relativd dintre centrele a doud corpuri de iluminat sdfie:

- d* < 0,7 pentru corpurile dispuse pe acelaqi rAnd - d* < 0,6 pentru corpurile dispuse in benzi paralele;;

tn urma amplasdrii corpurilor de iluminat se determina numdrul total al acestora. Dupd alegerea nivelului de iluminare qi a factorului de depreciere cu ajutorul unei metode de calcul a ilumindrilor se determina fluxul luminos qi puterea ldmpilor, verificdndu-se prin calcule luminanla.1.4 Dimensionarea

monofuzice

circuitelor de lumind si a circuiteror de prize

1.4.1 stubilirea circuitelor de iluminat si a circuitelor de prizd. Dupd amplasarea corpurilor de iluminat se stabilesc circuitele care alimenteazd ldmpile avAndu-se in vedere urmdtoarele criterii : - se stabileqte schema de distribulie; - se stabilesc circuitele gi tipul acestora (ttifazat sau monofazat); - la circuiteletrifazate numdrul ldmpilor alimentate de fiecare fazd,va fi acelaqi (sistem trifazat echilibrat cu fir neutru); - corpurile de iluminat amplasate grupat vor fi alimentate pe cdt va fi posibil de acelagi circuit (se are in vedere economia de materiale); - intensitatea totald a ldmpilor de iluminat care sunt ac{ionate de acelaqi aparat de comutafie nu trebuie sa depageascd intensitatea de rupere a aparatului fabricat in acest scop; - numdrul corpurilor de iluminat alimentate de un circuit depinde de mai mulli factori : amplasarea ldmpilor, puterea ldmpilor, spaliul care trebuie iluminat, etc.

T2

- circuitele de prizd, nu trebuie sd alimenteze mai mult de 6 prize monofazate pentru consumatorii casnici gi mai mult de 3 pize pentruconsumatorii industriali.

1.4.2 Alegerea aparutelor de comutatie si u apuratelor de proteclie a circuitelor de iluminat Si a circuitelor de prize monofazate. - se face schema monofilard a instalaliei electrice de lumind qi prize ; - se calculeazd"puterea instalatd pe fiecare circuit in parte; - se determind intensitatea curentului de calcul pe fiecare circuit (la circuitele trifazate pe fiecare fazd), cu relalia :

,P, ' (l cosin care:

(1.1 s)cp

I"

- intensitatea curentului de calcul (pe circuit sau pe fazl) (A) ; - puterea instalatd pe fiecare fazd sau circuit (W); U - tensiuneape fazd (Y) ;P1

cosq - factorul de putere al ldmpii. - se stabilesc materialele utilizate la rcahzarea instalafiei, dimensiunile acestora precum qi numdrul conductoarelor pe diferitele porfiuni de circuit qi se trec pe desenul de execulie al instalafiei electrice. Dimensiunile conductoarelor se stabilesc in conformitate cu &. 1.4.3, numdrul conductoarelor pe o anumitd porliune a circuitului se stabileqte funcfie de legdturile conductoarelor in dozele de ramificalie, necesare pentru a realiza acfiondrile dorite, iar dimensiunile tuburilor de proteclie se stabilesc funcfie de dimensiunile conductoarelor qi de numdrul acestora conform tabelului 7.36

- se stabilesc

aparatele

de comutalie gi de proteclie funclie

de

intensitatea curentului de calcul (se folosesc cataloagele aparatelor). Pentru fiecare circuit in parte trebuiesc indeplinite condiliile : In ) I. - pentru aparatele de comutalie ; Ir ) I" - pentru aparatele de proteclie Instalaliile electrice de joasd tensiune trebuiesc protejate impotriva suprasarcinilor gi a scurtcircuitelor prin siguran{e fuzibile, contactoare qi intrerupdtoare automate prevdzute cu relee termice qi cu relee electromagnetice (maximale) cu aclionare instantanee sau temporizatd; intrerupdtoarele automate sunt prevdzute gi cu relee de tensiune minimd sau nuli, care protejeazd, contra revenirii tensiunii. Se prevdd aparate de proteclie ?n urmdtoarele situafii: - la plecdrile din tablourile de distribufie;.

13

- la intrarea in tablourile de distribulie prevdzute cu cel pulin cinci circuite sau avdnd cel pulin 8 kW putere instalatd; - ra ramificafiile spre receptoarele individuale; fac exceplie receptoarele de micd putere (corpuri de iluminat, aparate electrocasnice, etc.), a cdror coloand comund este asiguratd la plecarea din tabloul de distribulie cu siguranle fuzibile de 16 A la o tensiune de 3801220 v, sau cu siguranle de20 A la o tensiune de220lI27 Y; - in toate punctele in care secliunea coloanei descregte; fac excepfie cazurtle in care siguranlele prevdzute pe coloana respectivd, asiguri proteclie celei mai mici secliuni din ramificafie. - pe nulul de lucru al circuitelor monofazate din instalaliile deservite de personal necalificat (instalafiile electrice din locuinfe, birouri, etc.) se interzice cu desivffrgire montarea aparatelor de protectie pe: - conductorul utilizat ca nul de lucru al circuitel e trifazate cu patru conductoare; - conductoarele instalafiei de protectie (conductoarele de legare la nul sau laprizele de impdm6ntare, etc.); Se recomandd utilizarea siguranlelor fuzibile rapide pentru protejarea instalaliilor electrice la care suprasarcinile sunt pulin probabile, exemplu instalaliile de iluminat. Siguranfele fuzibile lente se recomandd a fi ulhzate impotriva scurtcircuitelor. Releele termice protejeazd" coloanele qi receptoarele impotriva suprasarcinilor de duratd qi se aleg astfel incAt sd poatd fi reglate la un curent de aclionare egal cu: I''t : (1.05.... ..1.2)I" (1.1 6) in care: 16 - intensitatea curentului reglatd pe releul termic, I. - intensitatea curentului cerut de consumator Releele electromagnetice, se folosesc la protejarea coloanelor gi a receptoarelor impotriva scurtcircuitelor, curentul de acfionare al releului electromagnetic Ir" , care protejeazl. motoare electrice trebuind sd indeplineascd condilia:I,e

>

1.2 Ip

in care:Io

(1 .1 7)

iar

in

4.5 Iu (1.19) unde, - Iu reprezintd curentul maxim admisibil in regim permanent. De obicei ,coloanele qi circuitele sunt protejate de cel putin doud aparate de proteclie cu principii de funclionare diferite. imbindnd

cazul in care pr otej eazd, colo ane, conditia

-

curentul de pornire;e

I,"

(

ste

:

T4

proprietalile diferitelor aparate de proteclie, se pot obline caracteristici deosebit de favorabile (fig. 1.3, c qi d ). cdnd refelele de distribulie conlin un numdr mare de aparate de protecfie, se impune asigurarea selectivitdlii protecfiei, adic6., la apari[ia unui deranjament, apantele de proteclie sd separe numai elementul avariat,celelalte receptoare sd rdmdnd alimentate.

Funclionarea selectivd a protecliei se obline prin coordonarea judicioasd a caracteristicilor de proteclie; pentru aceasta se traseazd caracteristicile de proteclie ale aparatelor respective gi se determind diferenfa intre timpii de aclionare ar aparatelor de proteclie la anumite valori ale curentului. Selectivitatea este asiguratd atunci c6nd aceste diferenle de timp au valori egale sau sunt mai mari decdt cele indicate incazurtle car e utmeazd'.

-J

-JItru'r' 4nrold3;

+_"l--br-+-+_

nts r [,r]el

rtt -rl,td5

ISt

--=-+

-J

.,t+

r nl]+'s

Fig. 1.3 Selectivitatea protecliei unei relele electrice a - doua siguranle fuzibile; b doud intrerupdtoare automate c intrerupdtor automat si siguranld fuzlbild; d - siguranfd fuzibild qi intrerupdtor automatSelectivitatea intre doud siguranle fuzibile SFl qi SF2 avdnd curenlii nominali Infl ) Infl, se obline atunci c6nd:15

- caracteristicile lor de proteclie nu se intersecteazS, sau se intersecteaz6 la o valoare a curentului mai mare dec6t curentul de scurtcircuit care apare in locul instaldrii siguranlei cu cel mai mic curent nominal fuzibrl; - diferenfele mdsurate pe diagramd au valorile indicate in figura 1.3 a.Pentru siguranle de acelaqi tip selectivitatea este asiguratd dacd intre curenfii nominali ai fuzibilelor SF1 qi SF2 existd o diferen{[ de doud trepte ca in tabelul T .3I. Selectivitatea intre doud intrerupdtoare automate 11 $i Iz , avdnd curenfii nominali Inr > Inz (fig. 1.3 b), este asiguratd in general in domeniul curenlilor de suprasarcind;la curenfii de scurtcircuit, unde aclioneaz1,releele electromagnetice ale ambelor intrerupdtoare, acestea vor acliona simultan. Pentru oblinerea selectivitdlii este necesard temportzarea releului 11 (inia intreruptd), cu treapta de timp At > 0.15 s. Selectivitatea intre un intrerupdtor automat qi o siguranfd fuzlbild,, avdnd curenlii nominali Inr ) Inrz, (fig. 1.3 c), este realizatd, atunci cAnd caracteristicile nu se intersecteazd" qi diferenla de timp la acfionare este At > 0.04 s; dacd siguranla fuzibild este prea mare(linia intreruptd), apare un triunghi de neselectivitate (haqurat). Selectivitatea intre o siguranfd fuzlbild, gi un intrerupdtor automat, avdnd curenlii nominali Int ) Inz (fig. 1.3 d), este asiguratd dacd intersectia celor doud caracteristici are loc la un curent I' mai riare dec6t curentul de scurtcircuit Ir, , dupd intrerupdtorul automat; in cazurile limita este necesar un interval de timp At > 0.05 s. Selectivitatea intre o siguranfd fuzibild gi un releu termic tip TSA, este asiguratd, dacd, curenlii respectd condifia: Inr :3I.t (1.19) in cazul transformatoarelor de alimentare, proteclia refelei de joasa tensiune trebuie corelat6 din punct de vedere al selectivitdjii cu proteclia relelei pe partea de inaltd tensiune. Pentru aceasta, caracteristicile aparatelor de proteclie de pe partea de inaltd tensiune (siguranfe fuzrbrle, intrerupdtoare automate), se vor transpune pe partea de joasd tensiune, raportAnd curenlii corespunzdtori diferililor timpi de aclionare, cu relalia:

I u =3IuUtt In care:curentul de inaltd tensiune, raportat la joasd tensiune; U1- tensiunea nominald primard a transformatorului. IJ;t - tensiunea nominaid secundara trans formator.rlr'ri;Ilt

rT

(

1.20)

-

t6

Proceddnd in acest fel, se pot analiza caracteristicile de protec{ie ale aparatelor instalate la tensiuni diferite, ludndu-se ca referintd valoare curentului de joasd tensiune. 1. 4. 3. Ale g er e a s e cliunii c o n ducto ar elo r cir c uitelor. Normativele in vigoare prevdd ca secliunea minimd admisd a circuitelor de iluminat sd fie :) - sc: 1,5 mm' - sc :2,5 mm'')

pentru conductoarele de cupru ; pentru conductoarele de aluminiu. (Acestea rezultd. din condilia de rezistenld mecanicd minimd necesard la rcahzar e a instalaliei). Condilia pentru alegerea conductorului (din stabilitatea termicd) este: Iua) I, (1.2r)

^od -

,

,!a' t[.,

(r.22)

m care

:

termicd a circuitului ; intensitatea maximd admisd in conductoare in regim permanent de funcfionare;Iua

- curentul de cerere; - intens itatea nominald a fuzibilului; k, - coeficient de siguranld la incdrcarea16

I.

conductoare gi curentul nominal al siguranlelor fuzibile este prezentat in tabelu|7.29. Dupd stabilirea curentului de cerere, a curenlilor nominali ai siguranfelor fuzibile gi a materialului folosit la reahzarea instalafiei electrice, se alege dimensiunea conductorului sau a cablului din tabelele 7.22 sau7.24 . Pentru a avea un consum minim de metale neferoase qi o mare siguranla in exploatarea refelei, este necesar ca valoarca raportului dintre curentul admisibil qi curentul nominal al fuzibilelor y sd fie egald cu valoarea prezentatd,in tabelul 7 .29. Pentru instalaliile electrice interioare realizate in tuburi de proteclie se trece ra alegerea dimensiunii tuburilor funclie de dimensiunea conductoarelor gi de numdrul acestora. Pe desenul instalafiei electrice se va specifica tipul conductorului, secliunea, numdrul conductoarelor, tipul tubului de protecfie, precum qi diametrul acestuia (se folosegte tabelul 1.36)

valorile limita ale raportului dintre curentul admisibil in

1,7

Pentru determinarea secliunii barelor din tablourile de distribufie se folosegte tabelul 7 .2T, Pentru determinarea secliunii coloanei de alimentare a tabloului de distribulie a instalaliei de iluminat, se determind intensitatea totald, a circuitelor care pleacd din tabloul respectiv ca sum6 a tuturor curenfilor circuitelor, dupd care se determind secfiunea coloanei cain cazulcircuitelor. Obs. Dacd temperatura de lucru a instalaliei este diferitd d,e 200 C, atunci se utilizeazd coeficienlii de coreclie datorafi temperaturii mediului prezentalr in tabelele 7.25 qi7.26. 1.4.4 Plunul instalaliei de iluminat. Dupd cunoagterea corpurilor de iluminat, a amplasdrii acestora, a circuitelor de iluminat qi a circuitelor de prizd, se trece la amplasarea tabloului de lumin[, la alegerea traseului circuitelor gi la reprezentarea acestora pe planul cladirii in vederea execuliei . La alegerea traseului se are in vedere urm[toarele : - sd fie cel mai scurt; - sd fie departe de surse de cdldurd ; - sd nu fie expus loviturilor mecanice ; - sd nu fie expus la umiditate; - sd evite pe cdt va fi posibil locurile ce prezintd pericol de incendiu sau de explozie; Se realizeazd desenul instalaliei electrice, necesar la executarea acesteia. Pe planul instalaliei electrice se trece pe fiecare circuit in parte tipul materialelor folosite, dimensiunile acestora, tipul corpurilor de iluminat, puterea qi tipul ldmpilor, precum ;i alte date considerate a fi necesare la executarea instalaliei electrice

18

2

DIMENSIONAREA INSTALATIILOR ELECTRICE DE FORTA

deforld cunoscdndu-seamplasareautilajelorprecum qi caracteristicile electrice ale receptoarelor de forla care antreneazd, utllajele respective, se stabilegte tensiunea de alimentare gi se concepe schema electrica de distribufie. Se are in vedere cd unele utilaje trebuiesc pornite direct de pe tabloul de distribufie, iar altele vor fi pornite de pe utilajul respectiv 2.1.1 Alegerea schemei de distribulie pe grupe de utilaje. In halele industriale in care existd un numdr mare de utilaje, alimentarea cu energie electricd a acestora se poate face de la mai multe tablouri de distribufie. in acest caz, utilajele situate in acelagi loc se ahmenteazd de la acelagi tablou de distribufie. Repartizarea utilajelor care se ahmenteazd de la un tablou se face pe principiul consumului minim de material la realizarea instalaliei electrice. Aceastd repartrzare face ca pre,tul de cost al instalaliei sd fie mai mic qi tot odatd face ca pierderile de energie in timpul exploatdrii sd fie de asemeni mai mic. 2.1.2 Schemu monoJilard a tabloului de for{d. - Dupd stabilirea utilajelor care vor fi alimentate de la un tablou de forld se trece la rcalizarea schemei monofilare a tablouluirespectiv. Pe schemd se vor trece:TiP, Iro.lufitu"ibil

2.1 Alegerea distribuliei pentru instalalia

FTub(Oiam )/cond.(tip, sect)

r

cos(P =

.------f------_

F rr

cos(D rn =

Fig.2.1

Schema monofilard de distribufie a unui tablou de for!6.

aparutele de proteclie; aparatele de pornire sau de separare; materialele din care se rearizeazd. circuitul (cabluri, protecfie, conductoare gi dimensiunile acestora);

-

tuburi

de

receptoarelealimentate; caracteristicile electrice ale fiecdrui receptor (P. cosrp, r).

-

t9

2.1.3 Amplusarea tabloului de foryd Pentru realizarea unor pierderi minime in timpul exploatdrii instalaliei de forfd, tabloul trebuie amplasat in "centrul de greut ate', al consumatorilor. Locul respectiv ar putea fi determinat teoretic cu relaliile de la centrul de greutate al sistemului de puncte materiale in care masa punctului material se inlocuieqte cu puterea cerutd de receptor, dar de cele mai multe-ori, situalia reald., nu permite amplasarea tabloului in locul respectiv. ln aceastd situalie tabloul este amplasat intr-un loc cat mai apropiat de locul ideal. La amplasarea tabloului se va line cont de mediu in care urmeazd sd. lucreze, precum gi condiliile impuse de N.T.S qi p.C.I. 2.1.4 Dimensionareu circuitelor de alimentare a receptourelor Pentru dimensionarea circuitelor de alimentare a receptoarelor trebuie determinatd intensitatea curentului pe fiecare circuit cu relatia :a

- pentru receptoare monofazate; - pentru receptoare trifazate; I,=

r-t'

P,

uP,

*rrp

(2.r)(2.2)

b

Jl.u ,.cos e

rn care

:

I. - intensitatea curentului de calcul (A) ; P1- puterea instalatd (W); U - tensiuneape fazd. (Y) ; U1- tensiunea de linie (V); cosq - factorul de putere receptorului. CunoscAnd intensitatea curentului ce trebuie suportatd de fiecare conductor se trece la alegerea secliunii conductorului pe baza incdlzirli maxime admisibile din tabelele 7.22 saul.24. odatd stabilitd secliunea conductorului, cunoscdnd qi numdrul acestora se trece la alegerea cablului sau a tubului (1evii) de proteclie . Tubul de proteclie se alege din tabelul 7 .36, I .31, finandu-se cont gi de caracteristicile locului in care urrneazd, sd fie instalat. Dimensionarea gi alegerea aparatelor de proteclie, de pornire sau de separare se face conform paragrafului 1.4.2. Alegerea acestor aparute se face din cataloagele de specialitate. Sistematizarea calculelor de dimensionare a circuitelor receptoarelor este prezentatd, in tabelul 2. 1

20

Tabelul2.lRecep Puterea

tor Mr

twl

tAi'relatia rclatra

-In

,-,

).

Ip

tAl

Secliunea adoptatd

Material utrhzatcond.+ tub. cablu (anexa nr.)

(2.t\ \r(2.2\ ?r'

lmml(anexa nr.) Sr;;, .{ r: ." .';r,.,

M,

Tabelul2.2Aleserea aparatelor de orotectie si de :omutatre Receptor Aparate de Aparate de protectie conectare Sig. tuzibile Releu termic Releu elmas. Tip - In Tip Tip - In, Irrglul Tip - In, Ir.r1u1 soclu/patron (catalos) (,t"{g,e-, -'1 (catalos) (catalog)"

2.2 Dimensionurea colounelor de alimentare a tablourilor de forld 2.2.1 Alegerea sectiunii conductorului gi a aparutelor de proteclie Din puterea instalatd P1 , S determind curentul cerut al circuitului care alimenteazd,un consumator, sau al coloanei care alimenteazd

a)

I.

un grup de consumatori. in cazul coloanei, trebuie sd se tind seama de influenta numdrului qi puterii diferitelor receptoare. in acest scop seintroduce un coeficient de cerere corectat (2.3)

ln care: {tub.lrrl o.z;ku

,

k, - coeficientul de cerere corectat al categoriei de receptoare {

coeficient de influenta al numSrului de receptoare (tabelul 2.3) Tabelul2.3 Numdrul receptoarelor 4 6 10 15 20 30 40 50 ku t.7 2.5 J.J J.t 4.3 8 9.1 10

-

Pentru coloanele care alimenteazdmai multe categorii de receptoare, curentul de calcul se obline prin insumarea aritmeticd, a curentilor de cerere corectafi.Calculul curentului se face separat pentru fiecare grupd de receptoare cu acelaqi coef,rcient de cerere, dupd care se adund aritmetic curen{ii ceru}i.

Notd.

21

Pentru a line seama de influenfa numdrului de receptoare qi a puterii lor asupra puterii simultane absorbite, calculul curentului pe grupe de receptoare se recomandi sd se facd cu relatia:

r,, =( (?in care:KW;

(

k".L-4}i:l' 'c ku)'

(2.4)

^[lu "org

P1- putereatotald, instalatd in categoria de receptoare consideratd, inU

Manuulul inginerului electriciun, volumul WJ, indicd determinarea curenfilor de calcul pentru alimentarea tablourilor de distribulie cu relaliiledin tabelul 2.4 TabeluI2.4

-

tensiunea intre

faze,inY.

Relafii pentru determinarea curentului de calcul al fiderilor ce alimenteazd, tablouri ourl oe de distributie u sau rI ide receptoare trilazate .l I 8Categoria receptoarelor Relalia pentru determinarea curentului de calcul. in A

Motoare electrice cu funclionare continud, bine incdrcate (pompe, ventilatoare, aeroterme. etc.) Motoarele electrice ale maqinilor unelte cu :ggim de lucru normal (uqor)

I": (1,6.....1,8)Pn[. : 1,6Pa *0,67 Pn1

Motoarele electrice ale maginilor unelte curegim de lucru normal (greu)

I. I,

:

1,6Pa

*0,82

Pn

-

r

Motoarele electrice ale maqinilor unelte

cu

regim de lucru normal (foarte greu) +Motoarele electrice ale DA: l5Yo macaralelor (motoare cu rotor DA:25Yo bobinat gi coscp:0,65) DA:40%o Cupto are cu rezi stent d, (trrfazate) Transformatoare se sudurd DA : 75o/o Magini de sudat prin puncte, DA: I25oA cap la cap qi altele DA : 25 ...40%asemdndtoare

: 1,6Pa *1,05 Pn - i l": l,I4 Pr t0,46 Pn _ Ir:1}2 Pl +0,6 Pn I": 1,32 P1 +0,74 Pn-

r

DA:70%

(1,05...1,35)P; : I. 1,8 P: * Pn-t Ir:2,6 Pr *0,83 Pn-t I":2,6 P1 *1,46 Pn-r Ir:2,6 P1 *1,95 Pn-1

I.:

-

Motoare electrice ale instalaliilor de preparare a pdmAnturilor in turndtorii Motoare electrice ale maqinilor unelte portative sau manuale

Ir:1,6

P1

*1,05 Pn-

1

I.:

1,5 Pa't0,42P1-a

22

Motoare electrice pentru pentru prelucrare la aclionarea maginilor cald unelte in atelierele cu pentru prelucrare la

I":

1,85 P5 *0,64 Pn-5

I.: 1,85 P5 *0,49 Pn-5 oroductie de serie mare : rece Motoarele electrice pentru aclionare in atelierele I":0,9 (1,85 P5 + cu oroductie industriald si de serie micd 0,49 Pn - 5) NotS: 1* - Pentru motoare cu rotorul in scurt circuit, cos q:0,5, pentru I" se adargd 30 % peste valorile de mai sus. 2 - Semnificafia simbolurilor: Pr, P+ , Pr - suma puterilor nominale ale primelor receptoare (respectiv l,4,5) cu puterile cele mai mari, in kW pentru motoare sau kVA pentru transformatoare gi cuptoare; Pn 1, Pn 4, Pn 5 - SUln& puterilor nominale ale restului receptoarelor din grupele de mai sus; Pn - suma puterilor tuturor receptoarelor in kW sau in kVA 3 - Calculul se face pentru fiecare grup de receptoare iar curentul total este suma aritmeticd a curenfilor grupelor de receptoare.

b)Io:in care:

Se determind (sau se ia din catalog) cwentul maxim (vdrf sau de pornire) al unui motor electric )"In (2.5)

In - curentul nominal al motorului;

), catalog)

.valoarea relativd

a curentului de pornire (este indicatd, in

Siguranlele fuzlbrle lente sau rapide se aleg pebMa condiliei: I11 2 Is (2.6)unde:

c)

16- curentul nominal al fuzibilului in cazul alegerii siguranlelor fuzibile rapide, pentruInr 2

ca siguranfele sd

nu se ardd in timpul pornirii motoarelor, relalia (2.6), devine:

I rC

(2.7)

in care c este un coeficient de siguranld gi care poate fi egal cD 2,5 in cazttl pornirilor u$oare (durata pornirii este de 5......10 s), sau cu 1,5 pentru porniri grele (durata pomirii este de 10......40 s) In cazul in care o coloana ahmenteazd mai multe motoare dintre care k pornesc concomitent relaliile (2.6) qi (2.7), devin:

,,,qi

.f ,,,i=1

(2.8)

ZJ

1">t2+ ftu /-,/ j=l c

kfn

(t Ll i=n_k

r

(2.e)

termenul al doilea reprezentand suma curenlilor cerufi de motoarele care sunt in funcliune. rn cazul in care curenlii de pornire sunt mari, nu se recomandd folosirea siguranfelor rapide, deoarece aceastd solulie duce la mdrirea secliunii conductoarelor de alimentare in aceasta situalie se utrlizeazd,siguranle lente.

d) Curentul admisibil in conductor I" trebuie sd fie egal sau maimare dec6t curentul cerut

(2.r0) Pentru a avea un consum minim de metale neferoase gi o mare siguranla in exploatarea relelei, este necesar ca valoarea raportului dintre curentul admisibil qi curentul nominal al fuzibilelor y sd fie egald cuvaloarea prezentatd,in tabelul 7 .29. e) Se alege secfiunea conductorului corespunzdtoare curentului admisibil din tabelele7.22 sau 7.24. Secliunea conductorului de nul trebuie sd fie cel pulin jumdtate din secliunea conductoarelor de fazd, Alegerea aparatelor de protecfie, de cuplare sau de pornire se face din cataloagele de specialitate. Materialele din care este realizatd. coloana se aleg ca in paragraful 2.1.3. 0 La instalaliile electrice de fortd se verificd densitatea curentului in conductoare la pornirea motoarelor; valoarea maximd a acesteia nu trebuie" sd depdgeascd 35 Nmm2 pentru conductoarele de cupru gi 20 Almm' pentru conductoarele de aluminiu. in cazul in care sunt depdqite aceste valori , se va alege o secliune superioara. obs. Dacd temperatura de lucru a instalaliei este diferita d,e200 c, atunci se utilizeazd coeficienlii de coreclie datorali temperaturii mediului prezentali in tabelele 7.25 qi7.26. Sistematizarea calculelor de dimensionare a coloanelor de alimentare a tablourilor de forld este prezentatd in tabelul 2.5

Iu)I"

Tabeiul2.5 Material inst. lWl adoptatd imml utthzat llTG-TF1j (anexa nr.) cond. + tub a-. t ,.r cablu 2iTG - TF2 ; (anexa rn.) Alegerea aparatelor de proteclie qi de comutalie se sistematizeazain tabelul2.6.ColoanaPuterea

Intensitatea cerutd I" lAl relalia (2.8) relatra 0.9\

Secfiunea

24

Tabelul2.6Coloana1

lntens. cerutd

Aparate deconectare

I" IAI2TG _TF2

TG-TFl

Tip - I"(catalos)

Aparate de protectie Releu termic Sig. fuzibile Releu elmas Tip- soclu/oatron Tip - I,, I,"or,, (catalos) (catalog) ,

2.3. Stabilirea schemei generale monofilare de distribuyie. Cunosc6ndu-se schema de distribulie a instalaliei de forlb qi a instalaliei de iluminat, prezerrtatd in capitolul 1 se poate trece la intocmirea schemei generale de distribulie. in schema generald se prevede pe l6ngd tablourile de forld qi de iluminat qi tabloul general precum qi postul de transformare sau stalia de distribulie de la care este alimentat consumatorul respectiv Din tabloul general sunt alimentate tablourile de forld precum gi tablourile de iluminat. La dimensionarea coloanelor care alimenteazd. tablourile respective a fost calculatd intensitatea curentului pe care o transportS. Incdrcarea tabloului general se obline (in vederea dimensiondrii coloanei de alimentare) prin insumarea curenlilor coloanelor care pleacd din respectivul tablou. La dimensionarea coloanei de alimentare precum gi la dimensionarea aparatelor de proteclie qi de separare cate sunt montate pe coloana respectivd, se procedeazd ca in paragraful 2.2.I. In frgura 2.2 este prezentat un model de schemd generald monofilard de distributieTiP, Iro.lu fffuribil

TLC

Pii:Pil=

ablu(rip,

r,r., con d, s ec!)

TFl

ffnFig.2.2 Schemd monofilard generald de distribulie

Pin=

25

2.4. Planul instalu(iei electrice deforld Dupd cunoaqterea schemei generale de distribulie, se trece la amplasarea tablourilor de distribufie, Ia alegerea traseului circuitelor receptoarelor, a traseului coloanelor qi la reprezentarea acestora pe planul clSdirii in vederea execuliei . La aregereatraseului circuitelor se are in vedere urmdtoarele : - sd fie cel mai scurt; - sd fie departe de surse de cdldurd ; - sd nu fie expus loviturilor mecanice ; - sd nu fie expus la umiditate; - sd evite pe c6t va fi posibil locurile ce prezintd pericol de incendiusau de explozie;

- sd respecte in totalitate condifiile impuse de N.T.S. qi de p.C.L instalaliei electrice, necesar la executarea acesteia. Pe planul instalafiei electrice se trece pe fiecare circuit in parte tipul materialelor folosite ,dimensiunile acestora, precum gi alte date considerate a fi necesare la executarea instalatiei electrice.Se realizeazd desenul

26

3

ALEGEREA POSTULUI DE TRANSFORMARE.

3.1 Generalitdyi Instalafiile electrice la consumator cuprind receptoarele electrice gi relelele de alimentare aIe acestora, impreund cu aparatele de conectare, deproteclie qi de mdsurd aferente. Receptoarele se impart in: - receptoare de iluminat, cuptinzdnd ldmpile electrice; - receptoare de forfd, cupinzdnd motoarele electrice, cuptoarele electrice, agregatele de sudur6, bdile de electrolizd,, aparute electrocasnice,etc.

3.2 Sarcini electrice de calcul La proiectarea instalaliilor electrice este necesar sd se cunoascdputerea electricd absorbitd de la relea de cdtre:

fiecare receptor in parte, pentru dimensionarea circuitului de alimentare al acestuia; - grupuri de receptoare alimentate de la acelaqi tablou de distribufie, pentru dimensionarea coloanei de alimentare a tabloului; - secliile uzinei, pentru dimensionarea fiderilor gi a posturilor de transformare. Puterea electricfl absorbitfl care se ia in calcul se numeqte putere cerutfl sau putere de calcul, se noteazfl cu P. gi reprezintd puterea actld. convenlionald, de valoare constantd, care produce in elementele instalaliei electrice (transformatoare, linii, etc.) acelaqi efect termic ca qi putere variabild reald,. Puterea cerutd se determind din puterea instalatf, p1 cu ajutorul coeficientului de cerere, k. cu relalia: Pr: k. P1 (3.1) Coeficientul de cerere tine cont de gradul de incdrcare gi randamentul receptoarelor, de simultaneitatea funcliondrii acestora qirandamentul relelei de distribuliede de

-

,_

"

k,k,,rrr,

(3.2)

in care:

- coeficient de incSrcare k, - coeficient de simultaneitate q - randamentul mediu al receptoarelor; Ir - randamentul relelei intre receptoare calculeazd puterea cerutS.k1

qi punctul in care se

27

Puterea cerutd de receptoarele de fofia $i de receptoarele de iluminat poate fi determinatd prin urmdtoarele metode cum ar fi: - metoda coeficienlilor de cerere, aplicabild la un numdr mare de receptoare qi care permite calcularea puterii cerute globale pe posturi de transformare, sau pe intreaga intreprindere; - metoda formulei binome, care este mai precisd dec6t metoda precedentd, in special pentru un numdr redus de receptoare de fortd - metoda duratei de uttlizare a puterii maxime cerute, care poate fi utlrizatl,numai infaza de studiu tehnico-economic a proiectului.

3.3

Metoda coeficientului de cerere.

puterile nominale raportate la durata relativd de conectare egaldiu unitatea. Se determind puterea activd cerutd cu relalia (3.1) Se determind puterea reactivd cerutd cu relalia (3.3)

Se stabilesc puterile instalate Pr , pe categorii de receptoare, adicd

Q"=P,tgrp=P"

(3.3)

ln care : factorul de putere corespunzdtor categoriei de receptoare (tabelul 7.30) Se calculeazd, puterca aparentd cerutd totald (pe atelier, seclie, etc.) cu rela{ia (3.4)S., = In care:P,',

cos

*

(3.4)

Pct: fo,,i=1 n

(3.s)(3 6)

Q",: FO.,i=1

--

(Insumarea puterilor active gi a celor reactive se face independent de schema electricd adoptatd) Se calculeazd factorul de putere natural cu relalia (3.7)

"r"r",'))ffimediu de cerere cu reraria:1\cmedfDct -P,tP,

P,,

(3.7)

^ctorur(3 .8)

in care:

Pn

:I

(3.e)28

gi reprezintd puterea totalS instalatd

Observa{ie. In cazul in care se impune imbundtdlirea factorului de putere, puterea aparentd" totald" se recalculeazd., lindnd cont de reducerea puterii reactive cu valoarea puterii reactive a sursei de compensare Sistematizarea calculelor se face in tabelul 3.1

Tabelul3.lP.

Secliile sau grupelede receptoare

instaPr I

Coeficientul decerere

Factorulde

Puterea

P.

actld"cerutd

reactivd

latd kWl

k.Tab.7.33

Maqini unelte. Mr'. .MnVentilatoare Transf. de sudurb Cuptor cu rezisten{e Baie de cromare

putere coso Tab.7.33

Q'

P"

lkwl

lkVArlRel.3.3

si 7 .40

si7.40

Rel.3.1

IluminatTotal

Pit:Rel. 3.9

kcmed:

COSpmed:

Rel.3.8

Rel.3.7

Pct: Rel. 3.5.

Qct: Rel.6

3.4 Alegerea numdrului, u locului de amplasare Si u paterii p osturilor de trunsformare Pe planul de situalie al intreprinderii sau secliei se trec puterile aparente cerute, S. ale diferitelor secfii, sau a diferifilor consumatori deseclie.Se determina centrul de greutate al grupelor de sarcini

Se marcheazd. provizoriu locurile de amplasare a posturilor transformare gi se distribuie sarcinile intre posturi, av0ndu-se in vedere puterea unui post nu trebuie sd depdqeascd 1000 kVA. Pentru determinarea puterii transformatoarelor din posturile

de cd de

transformare este necesard cunoaqterea curbei de sarcind zilnrcd. (fig. 3.1 a) pentru ziua de lucru cea mai incdrcatd, (iarna), curba de sarcind anuald (fig. 3.1 b) qi puterea totald cerutd pe intreprindere sau secfie la barele de 0.4 kV

ale postului de transformare, reprezettdnd puterea maximd cerutd deintreprindere in zilele lunilor de iarnd (decembrie, ianuarie).Sct

:

Curbeleintreprinderii.

de

sarcind sunt specifice profilului industrial

Smax. i

al

29

Pentru curba de sarcind zilnicd, se definegte coeficientul de utilizare al curbeirr"d K: S-u* S

i'!'*S-u"

A

ff*u*

(3.10)

txl_

100

90

s-t Jmnx

l-n I 'Jv 160

I 50 l+o t-JU

EU

10

-----------+n,

EE a4

thlt-

t

------'.---+lunoil,

a.in care:

Fig. 3.1 Curbele de sarcind ale unei intreprinderi curba de sarcind zilnicd, (iarna) ; b. curba de sarcind anuald

Smed - valoarea medie a puterii aparente cerute de intreprindere pentru perioada de timp T :24 ore. Sn,'* - valoarea maximd a puterii aparente cerute A - saprafala cuprinsd sub curba de sarcind Puterea aparentd maximd cerutd vara se determind cu relatia:

S,n*.P

u:ku Sn-,*. i

(3.

1

1)

entru evitarea supraincdrc irii transformatoarelor ales e dupd puterea maximd cerutd se va tine cont de: - suprasarcinile admisibile ale transformatoarelor pe baza varialiilor zllntce de sarcind, stabilitd prin regula celor trei procente; pentru fiecare l0 procente de reducere a coeficientului de utilizare Ku fata de 100 o/0, se admite o suprasarcind de 3 % peste puterea nominald transformatorului, pe durata supra?ncdrcdrii. Se obline: r00-K % (Jl:3-.:--11(3.12) l%l

l0

- suprasarcinile admisibile ale transformatoarelor stabilitd prin regula pe baza varialiilor anuale de sarcind, stabilitd prin regula celor p procente; pentru fiecare p procente de supra?ncdrcarc vara, raportat ia puterea nominald30

sn a transformatoarelor, iarna se poate admite care sd nu depdqeascd 15 Yo. Deci

o suprasarcind de p procente, (3.I3)

.s -q ,* '. ao:t00!l--j.ll3u . l%l J,unde:

conform curbei de sarcind anuald. Capacitatea de sarcind totald, datoritd neuniformitdlilor curbelor zilnice qi anuale de sarcind va fi: ,r . , cr:0,3*0,0 " (3.14) qi nu trebuie sd dep5.qeasc6, 20 %o pentru transformatoarele instalate in interior Si30 % pentru cele instalate in exterior. La alegerea transformatoarelor se are in vedere faptul cd, {indnd cont de suprasarcina totald admisd, trebuie sd se asigure puterea maximd cerutd de intreprindere in lunile de iarnd (S,nu" r) Sma.xr: Sn * sSn (3.15)sau

S-* n -

puterea aparentd maximd cerutd de intreprindere vara

s"

's = S**i _. >;]t 1+a l+ar+a,

(3.16)

inlocuind relaliile (3.1 1) qi (3.12 ) in relalia (3.16), rezultd:

S"2 J:u-' +S*" 2+0.3(I- K,)

(3.I7)

Observalie: Relafiile de mai sus au fost stabilitd pentru o temperaturd maximd de ^ 0 35 c qi minimd de - 25 o c, fapt care impune ventilarea naturald sau forlatd a posturilor de transformare.

Determinarea numdrului de transformatoare dintr-un post de transformare se face pe baza asigurdrii continuitdlii in alimentarea cu energie electricd a consumatorilor. Astfel: - dacd. puterea consumatorilor de categoria I-a depdgeqte 50 % din sarcina totald a postului de transformare, se recomandd utrlizarca a dou6transformatoare, fiecare avdnd puterea egald cu sarcina totald,; - dacd puterea consumatorilor de categoria I-a nu depdqegte 50 % din sarcina totald, a postului de transformare, se recomandd utrlizarca a dou6 transformatoare av6nd suma puterilor egald cu sarcina totald., puterea fiecdruia fiind egald cel pulin cu puterea consumatorului de categoria I-a.

31

- pentru consumatorii din categoriile II qi III, suma puterilor transformatoarelor va fi egald cu sarcina cerut6. Asigurarea regimului economic optim de funcfionare in paralel amai multor transformatoare, dintr-un post, se obline pe baza verificdrii puterilor transformatoarelor la cheltuielile minime de explo atare, corespunzdtoare pierderilor minime de putere.Dupd stabilirea puterii transformatorului se consultd cataloagele diverqilor producdtori qi se alege transformatorul care indeplinegte condiliile cerute. Se prectzeazd tipul transformatorului, puterea aparentd,, tensiunea de lucru (primar/secundar), tensiunea de scurl circuit etc.; dacd este cazul se anahzeazd compatibilrtatea acestuia de a funcliona in paralel cu alte transformatoare. odatd ales transformatorul, se precizeazd locul unde urme azd. a fr instalat, precum qi posibilitdlile de rdcire ale acestuia (se face un desen deamplasare).

Sistematizarea calculelor se face in tabelul 3.2

Mdrimea Puterea aparentd, cerutd (maximul de

Relatia

Tabelul3.2 Calculul

iarnd)

Sct

:

Sma*

Rel.3.4Rel. 3.11

i

Puterea aparentd maximd cerutd vara (maximul de vard) S-u*, Coeficientul de utrhzare K,,

Rel.3.10 Rel. 3.16catalog TRAFO caracteristici

Puterea aparentd a calculatd transformatorului Sn adoptatd0,3

Rel.3.12Rel. 3.1 3 Rel. 3.14

Suprasarcini

0,pCI

32

4

INSTALATII DE LEGARE LA PAMANT

Prin instalafie de legare la pdmdnt se inlelege ansamblul format din urmdtoarele elemente principale : - electozii ingropali in pdmdnt gi legafi conductiv intre ei - conductoarele de legare ra pdmdnt montate intre echipamenteleelectrice - prrzd (Fig. a.1).

4.1 Generulitdli

Fig. 4.1 Elementele unei instala{ii de legare la pdm6nt; 1-electrod; 2-conductor de legdturd dintre electrozi; 3-piesa de separalie pentru mdsurdtori; 4-conductor de legSturd la priza de pdmAnt; 5-centura interioard; 6-conductor de legare la pdmdntElementele 1,2 qi3 formeazd"prtza de pdmdnt Scopul unei astfel de instalalii constd in dirijarea in pdmdnt, in condilii de siguranfd, a curenlilor provenili din descdrcdri atmosferice sau a curenlilor de defect (instalafie de legare la pdmdnt de protecfie) qi in asigurarea unui anumit mod de functionare a instalatiilor de

JJ

curenti

sau de telecomunicalii exploatare ).

(instalafii

de

legare

Ia

pdmAnt de

Elementul principal al unei instalalii de legare la pdmAnt este prrza de pdmdnt, alcdtuitd din electrozi Ieg{i conductiv intre ei. Rezistenla electricd a prizei de pdmAnt_se compune din: - rezistenfa electrozilor $i a conductoarelor lor de legdturd; -rezistenla contactului electrod-sol; - rezistenla pe care o opune solul Ia trecerea curentuluielectric.

Rezistenla electrozilor qi a conductoarelor de legdturd se poate neglija ; la fel gi rezistenla contactului electrod-sol in ipoteza unei bune bitdtoriri a solului in jurul prizei (sau a udarii lui). Deci prin rezistenla unei prize de pdmdnt practic se inlelege rezistenfa pe care o prezintd. solul la trecerea curentului electric prin el. Ca orice rezistenld electricd, rezistenla solului depinde de rezistivitatea si de volumul sdu. in apropierea electrozilor, iurentul se scurge printr-o secliune de suprafald relativ mica qi deci rezistenla este mare. Pe mdsura depdrtdrii de electrozi, suprafelele de scurgere a curentului sant tot mai mari , deci rezistenla scade, apropiindu-se de zero . Dacd dimensiunile qi numdrul electrozilor din care este construitd priza sant mai mari, suprafala solului din apropierea electrozilor este mai mare gi deci rezistenla prrzei mai micd. Deci rezistenla prizei depinde de rezistivitatea solului, numdrul qi dimensiunile electrozilor. Prin rezistivitatea solului se infelege rezistenla electricd a unui cub din solul respectiv , avand latura de lcm. Se mdsoard ?n f)cm , sau f)m gi variazd, in limite foarte mari in funcfie de natura solului. Rezistivitatea solului depinde de conlinutul in sdruri qi umiditatea lui. in fig. 4.2 se indicd tocmai aceastd dependenld. se vede clar cd pentru micqorarea rezistivitalii solului este suficient de utilizat o solulie cu 4o/o sdruri gi cd este ralional de plasat prizele de pdmdnt in locuri cu umiditate ridicatd un alt factor de care depinde rezistivitatea solului este temperatura lui (fi}.a.D. Se observd cd rezistivitatea scade cu creqterea temperaturii, dar pand la valoarea cdnd solul incepe sd piardd din umiditate . Explicalia acestei comporldri este urmdtoarea : cu cregterea temperaturii creqte solubilitatea sdrurilor in apa din sol. Insd micqorarea umiditdlii care poate apdrea odatd cu cregterea temperaturii, duce la creqterea rezistivitdlii solului . pentru a evita34

inghelurile din timpul lerru1p(am)

cdldura prea mare din timpul verii recomandd ingroparea pnzei Ia addncime mai mare.$1

p(om)

5t

{t

ttIT

II

t{tlttltConfinut de s[ruri [%]

-15-lt{trtttiTemperatura [oC]

p(CIm)

Fig. 4.2 Yaia[ia rezistivitdlii solului. 4.2 Clasijicareu prizelor de pdmfrnt Prizele de pdmAnt se impart in doud categorii mari:.

UMTDTTATE [%]

- artificiale - naturale

Normele in vigoare recomandd utllizarea in primul rAnd a prizelor naturale qi in mdsura in care acestea nu rdspund condifiilor cerute, se vor folosi prize artificiale. Caprize naturale se pot folosi :35

rezistenlei de dispersie a elementelor naturale nu corespunde valorii impuse . Avdnd in vedere modul lor de rcalizarc ,se deosebesc: - prize de pdmdnt verticale, utllizate atunci cAnd straturile din addncimea solului au o rezistenld mai micd ca cele de suprafa!6. obiqnuit electrozii sdnt din levi sau profile, ingropate in pdmant la o adancime de minimum 0,5 m , mdsuratd de la suprafala solului pana la par1',ea superioard a electrodului. Dacd adAncimea de ingropare a electrodului este mai micd de 0,5 m. lungimea lui utild se considerd tot de la addncimea de 0,5 m, pdnd la capdtul sdu inferior. uneori electrozii sunt din pldci (degi nu sq recomandd) cu condi[ia ca suprafala unei fele sd fie de minimum lmm 2 iar grosimea ei de 3mm. - prize de pdmdnt orizontale , utilizate atunci cdnd straturile dinspre suprafala solului au rezistivitate mai micd ca cele de addncime. Electrozii sunt din bandd sau profile rotunde cu lungimea minimd 3m, dispuqi radialqi ingropali la (0,6...1)m. Din punctul de vedere al complexitdyii, prizele de pdmant se impart in: - prize singulare sau simple, constituite dintr-un singur electrod (qi care s6nt foarte rar intdlnite, deoarece posibilitatea de a realiza cu un singur electrod rezistenla cerutd de norme este foarte micd; - prize multiple , constituite din mai multe prize singulare legate electric intre ele; -prize complexe,constituite din mai multe prize simplediferite (de ex. verticale gi orizontale), legate electric intre ele; La alegerea materialului din care se executd priza trebuie sd se seama de doi factori principali: lind - rezistenfa la coroziune; - rezistenla la solicitdri mecanice. Durata de funclionate a unei prize depinde in primul rdnd de rezistenla ei la coroziune. Materialul care corespunde cel mai bine din acest punct de vedere este cuprul. Dar din considerente economice, materialul cel mai utllizat este olelul zincat. Se recomandd ca electrozii, legdturile lor electrice precum gi racordurile la priza de pdmant sd fie fEcute din acelagi material ,pentru a se evita corodarea lor prin "efectul de prizd" electricd".36

- arm[turile metalice ale construcliilor din beton armat, stdlpilor ,fundafiilor tunelurilor, construcliilor metalice cu caracter permanent ; - conducte metalice pentru fluide necombustibile gi inveligurile metalice ale cablurilor montate in pdmdnt, etc. Prizele de pdm6nt artfficiale se prevbd cAnd valoarea

Olelul zincat este recomandat a fi folosit in special in solurile agresive cu H < 7 sau cu COz in ape subterane, in timp ce cuprul este recomandat a fi folosit in soluri foarte agresive unde este posibild corodarea rapidd a electrozllor din ofel zincat. Este admis a fi folosit la reahzareaprrzelor de pdmAnt qi ofelul nezincat in soluri neagresive pentru instalalii cu o duratd de funcfionare de maximum 4 ani . in acest caz secliunea qi grosimea electrozilor va fi aceiagi ca in cazul folosirii olelului zincat. Prrzele de pdm6nt trebuie sd indeplineascd condiliile de secliune gi de grosime minimd cerute de STAS 6119 - 68 9i de STAS 7334 - l0 4.3 Dimensionarea prizelor de pdmhil Si verificarea parametrilor de

funclionare. 4.3.1 Dimensionareu prizelor

de

pdmAnt

Calculul de dimensionare aprizelor de pdmAnt se desfrqoard astfel: a) - Se determind rezistivrtatea de calcul a solului cu rela{ia: : Pmas. .V (4.1) Pcalcul in care : pmas - rezistivitatea oblinutd prin mdsurdri, in f)cm; ry - coeficient de varialie a rezistivitdlii solului, dat in tabeIul7.34 Atunci cAnd nu se dispune de rezultatele mdsurdtorilor rezistivitdtii solului , se folosesc, pentru calcule prealabile valorile date in tabelul 7.35 Se calculeazd. rezisten[a de dispersie a prizelor simple alese (verticale sau orizontale), folosind relaliile din tabelul 4.1 c) - Se calculeazl rezistenla de dispersie a prizelor multiple & "u relafia: R, =:!(4.2)

'

n.u

in care:rezistenla de dispersie aprizei simple, calculatd cu formulele din tabelul 4.3,in e); n - numdrul de electrozi identici legali in paralel; u - coeficient de utilizare calculat (dat), in tabelul4.2. d) - Se calculeazdrezistenta de dispersie a prizei complexe R1o cu relalia:ro

-

J\;-

,

Ret*

Rpz

''

-

Ro,

+

(4.3)Roz

in care:Rpr rczistenfa de dispersie relatra (4.2);

Rpz *

apizei multiple verticale, calculatd cua

conductoarelor de

rezistenla de dispersie a prizei multiple orizontale sau le gdturl, calculatd cu r elatia (4 .2)-1

I

- Se verificd instalafia de legare la pdmAnt la stabilitate termicd sd nu apard incdlziri care ar putea produce intreruperea conductoarelor sau creqteri importante ale rezistenlei de dispersie la trecerea curentului depunere la pdmAnt.

e

ormute le oe de calcul al rezrstenterid de dispersie a prizelor simnle Electrodul prizei simple Formule de calcul Prize simple vefiicaleJeavd cu partea superioard la nivelul suprafelei

Tabelul 4.111g

solului,condiliad S/Jeav[ ingropatd laaddncimea

0.366i"r* sau ro" = 0.91 unde I : 1...6 mroo =

h: ,,*t

r,, =0

366+(^rI.:,"tH)I

Bard cu secliune dreptunghiulard

r=0.3662rcnY PU "br

o, =

o

366

+(^r!: . *,"rH)

Placd ingropatd la adAncimea h mdsuratd de

la centrul placii pAn6la suprafala solului

t,u =

-+l'r?u,..,in l'I

'#[

(Placd pdtatd, ingropatd la a adanclmea h:c + ') /pt =

0.222'l t * 0.637 arcsinatt

I

r+ A r+ 21"

/

1-\

\

o)

sau

'ph

r'

*O

)52a

Placd circulard ingropatd

la ad6ncimea

h: q+22

rop

=0.252 l+o.637arcsin

I

t

1

(

1/'*(r/38

!n\'

Electrodul orizei simole Formule de calcul Prize simple orizontale Jeavd montatd la nivelul suprafelei roo:0.732i^t# solului

Jeavd ingropatd la addncimea g, in cm

rPe -:0.3662nrL "dsIr^PeI-22

sau

Bard (o!ellat) cu s ecliune dreptun ghiulard montatd la

suprafa!6 adAncime

ro, = 0.7321^t!*

r-. =0.3662r)n21 P5 I "bcruo =

Electrod inelar cu secliune circulard montat la

suprafa!d adAncime

0.732i^tYo.412

T Pe=LlOgI "dq

Electrod inelar cu secliune dreptunghiulard montat la

suprafa!d adAncime

rPU =0.7322618! I "hr . =0.3662619,.P97Q1

IDC

Placd dreptunghiulard, aSezatd pe sol Placd circulard aSezatdpe sol

ro,

=0.444ft2DD

'oo

." _p -

Electrod semisferic ingropat cu suprafafa circulard la nivelul suprafetei solului

'Po

tD

Semnihcalia simbolurilor folosite in formule este : p - rezistivitatea de calcul a solului, in O; I - lungimea eiectrodului. in cm; d - diamehul exterior al electrodului. in cm; b - ldlimea barei , in cm, q - distan{a de la partea superioard a eleckodului pdnd la suprafa{a solului, in cm;

- suprafala pldcii, in cm2; - latura pldcii pitrate, in cm, D - diamehul pldcii, in cm;S a

39

rpo

in Q;rph

-

rezistenla de dispersie aprizei simple cu parlea superioard la nivelul solului,

o'o.

- rezistenta de dispersie aprizei simple cu partea superioard la adAncimea h, in

ro, - rezisten{a de dispersie aprizei simple cu partea superioard la addncimea q, in h - addncimea de ingropare aprizei verticale, in cm ; q - addncimea de ingropare aprizei orizontale, in cm;

-

Se verificd instalafia de legare

la pdmdnt la stabilitate termicd sd

nu apard. incdlzirr care ar putea produce intreruperea conductoarelor sau cre$teri importante ale rezistenlei de dispersie la trecerea curentului depunere la pdmdnt.

Tabelul4.2 Coeficientii de utilizare nentru nrizele mul29

lelectrozi aqezalrin linie dreaptdTC)c.)

P *52neru3l2ner,6

(,* o-l[,-'I o_)-lnI p _]'I'U=

z*r,I

)l'

))+lz*,,

)

o9

()C)

+r

N l.i

electrozi aqezalrin vArfurile unui poligon regulat

r+ P2nDbn

*f(n)

electrozi aqeza[ipe perimetrul unui dreptunghi

U=

I

t+ Pzpbn6

*-f(r)

c)cd

-

N.*

l,m3

J

9

I20,80 0,1018

18

oN

OE ocg C) -|rN

LL9

electroziu

0,75 0,62

0,77 0,65

0,78 0,68

0,81

4 eleclulozi

0,J7

o oN ti

ti

L,m

15-30mu 0,95 0,15

6E c{

l.r() ocd o!

-

60

e:4

0,70 0,80

e:8m

40

Notd:1.

- Semnificalia simbolurilor folosite in tabel este: e - distanla dintre electrozi, in cm; D - diagonala cea mai mare a poligonului sau diametrul cercului circumscris, cm n - numdrul de electrozi; p - perimetrul dreptunghiului, in cm; rp rezisten[a de dispersie a unui singur electrod, il f); L - lungimea unei prize singulare, m; n) -functie de numdrul de electrozi a cdrei valoare este: Tabelul 42 0.5J

;

n

f(n)n

0'77201.98

4 0,9630

5

1.1

6 1.22 50

7

8

9

10

1,32 60

1.42

l5

402.41

f(n)2

r,8l

))L

2.s6

2.68

70 2.78

1.48 80

1,55

2.86

r00 3,00

-

ad6ncimea de ingropare a electrozilor radiali orizontali este de 0,5...

I m.

Pentru dimensionarea elementelor prizei de p[m6nt se folosesc relafiile din tabelul 4.1, precum gi relaliile (4.1),.......(4.5) in care se introduc elementele constructive. Adoptdnd unele dimensiuni (exemplu, diametrul levii gi numdrul eiectrozilor), se pot determina alte dimensiuni (exemplu, lungimea electrodului). 4,3.2 Mdsurarea rezisten{ei de dispersie a prizei de pdmdnt. Mdsurarea rezistenlei prizei de p[mdnt se desfbgoard astfel: - Se scot de sub tensiune toate echipamentele regate la pdmdnt la priza respectivd, sau se verificd dacd eventualii curenli de defect pot trece prin alte prize de pdmdnt; - Se separd priza de pdmdnt care se verificd prin demontarea pieselorde separalie pentru mdsurdtori; Se indepdrteazd, toate piesele metal ice din apropierea prtzei de pdmAnt, pentru a nu exista legdturi intdmpldtoa re la pdmdnt;

-

IPU

L}

Fig. 4.3 Schema electricd pentru mdsurarea rezistenlei de dispersie a prizelor de pdm6nt prin metoda ampermetrului gi voltmetrului.

In fig. 4.3 s-a notat: P, A, S -prtze de pdmdnt respectiv de mdsurat, auxiliard, sondd; Rp, Re ,R, - rezistenfa de dispersie respectiv, a prizei auxiliare,sondei;

- voltmetru; - rezistenla internd a voltmetrului; A - ampermetru; T - transformator de separalie; io - curentul care trece prin priza de verificat; iu - curentul care trece prin voltmetruru.

V

- Se realizeazd. montajul de mdsurare dup6 schema din fig. 4.3 folosind o prrzd de pdmdnt auxiliard (de curent) A qi o prizd sonda (de potenlial) S; distanla dintre pnza de pdmant care se mdsoard (P) qi priza auxiliard se determind astfel incdt intre zonele de influenld ale celor doud prize sd existe o zond, de potenlial nul; conductoarele folosite pentru realizarea montajului ca gi ?nnddirile lor vor fi izolate. - Se mdsoard diferenla de potenlial dintre electrozii prizei de pdmAnt gi ai sondei aflatdinzona de potenlial nul Uo gi curentul electric caie trece prin prrza verificatd Ip, determinandu-se apoi rezistenla de dispersie cu ajutorul relaliei:R

r^o,

(t* o" l =u, =u "(. r") Ip

(4.4)

ln care:Uo qi Io sunt explicate mai sus;

- Se calculeazd,rczisten,ta care se va lua in consideralie, lin6nd seama de coeficientul de vanalre a rezistivitdlii solului cu umiditatea r.y datd in tabelul 7.34, cu ajutorul relaliei: Ro: ry Rp.^ (4.s)

- indicalia voltmetrului, in V; ru - rezistenla interioard a voltmetrului, in f); R, - rezistenla de dispersie a sondei, in O.Uu

42

5

COSTUL INSTALATIEI ELECTRICE (Antecalcul)

se face un calcul

Dupd proiectarea instalafiei electrice, inainte de realtzarea acesteia, al costului, pentru a vedea dacd se incadreazd in fondul

alocat.

Costul instalaliei electrice este constituit din costul materialelor, costul manoperei qi diferite taxe care trebuiesc pldtite in perioada socialS in care se rcahzeazd instalalia (ex. TVA- taxd pe valoarea addugatd) Cum taxele vanazd funclie de perioada social6, vom considera costul ca fiind format numai din costul materialelor gi al manoperei. Calculul costului materialelor poate fi sistemati zat in tabelul 5. 1 .Denumirea materialului Tub PVC

costul manoperei poate fi determinat fie adunand costul tuturor operaliilor tehnologice de la execulia instalaliei (aceasta impune un volum de munc[ foarte mare, qi se realizeazS. de fapt in timpul lucrdrii atunci cdnd sunt platifi muncitorii , pentru ca ra terminarea lucrdrii s6 se facd un postcalcul), fie ca o cotd parte din pre{ul materialelor. in antecalcul este aphcatd. ultima solulie Cota parte folositd la determinarea costului de montaj s-a stabilit ca urmare a observafiilor fbcute in timp in urma rcalizdrn altor instalalii.Costul manoperei va

C.*:

fi

:

k

C,ou,

(s. 1)

iar costul total va fi: C: Cn'u, *Cman: (l+k)Cn,u143

(s.2)

in care : k - cota parte din costul materialelor. Coeficientul k are valori aproximative k= 0.3.....0.45 La prelul calculat se aplicd diferite taxe dupd perioada sociald (ex TVA) Dupd reahzarea, receplia qi darea in exploatare a instalaliei electrice se determind un nou pre! de cost (postcalcul). Cu aceastd ocazie se observd dacd investi[iarealizatd se incadreazd,in bugetul aferent, dacd s-au realizat economii sau depdqiri de fonduri. in cazul in care costul lucrdrii depdqepte costul determinat prin antecalcul sau chiar fondul alocat reahzdrti lucrdrii respective se trece la determinarea cauzelor. in cazul in care cauzele sunt obiective se suplimenteazd, fondurile alocate sau dacd existd vinovali pentru aceasta , paguba se recupereazd de la vinovafi.

44

6 EXEMPLUDE CALCULTEMA DE PROIECTARE

proiecteze instalalia electricd de lumind gi forld a unei hale industriale, dotatd cu utilajele de mai jos, avdnd dimensiunile din figura 6.1.SE se

\ r r I 't6l'F

llF t----

I

Fig 6.1 Planul de situalie al unei hale ind

1-Strungparalel - Magina de frezat 3-Strungcarusel 4 - Presd cu excentric 5 - Magina de gdurit 6 - Magina de filetat 7 - Maqind de rectificat 8 - Maqind de rabotat 9 - Polizor 10 - Magind de asculit 11 - Ventilator212

4buc.1

- Transformator sudurd (DA:60 %) 13 - Grindd rulantd (DA: 25 %) 14 - Cuptor cu rezistenle 15 - Baie de cromare

buc P : 7,5 kW 1 buc P: il kW 1 buc p : 5,5 kW 1 buc p:2,2 kW 1 buc P : 3,5 kW 1 buc P: 7,5 kW 1 buc p: 5,5 kW I buc P:3 kW 1 buc p: 1,5 kW 2buc P :2,2kW 1 buc S : 13 kVAr 1 buc P: 5,5 kW 1 buc P : 50 kW I buc p:25 kW

p:3

kW

45

6.1 -Dimensionarea instalaliei electrice de iluminat.

Alegereu sistemului de iluminat. Sistemul de iluminat se alege in conformitate cu paragrafull.l Rezultatele acestei alegeri se sistematrzeazd,in tabelul 6.1 6.1.2 Alegereu corpurilor de iluminat. La alegerea corpului de iluminat se foloseqte metoda coeficienlilor de utilizare. Pentru determinarea valorilor medii ale ilumindrilor umdrinduse intocmai modul de aplicare a metodei., se utilizeazd, relallile de la paragraful I.2. Determinarea indicelui incdperii. - pentru

6.1.1

birouri: i,.r:-!) .

4

2(4 + a)

- =18x4

- pentru grupul sanitar:

h: '8*3

2,5(8 + 4)

pentru hol

1+:

.

2,5(8 +

37

-=l.l

-

pentru atelierul de acoperiri metalice i, : "

-=0.9

pentru atelierul de prelucriri

- 1,6 =jfq 2,5(8 + 8) 30 * 20 mecanice: iu: " 5(30 + 20) = 2.4de

Se alege factorul de reflexie din tabelul 4.7 qi coeficientul

, *r,i

.-.rf:

t. ''r'f !-

utllizare din tabelele 4.3 qi 4.4. Se alege corpul de iluminat uttlizat gi se precizeazd caracteristicile tehnice in tabel, folosindu-se cataloagele . Se calculeazd noul coeficient de utllizare utilizdndu-se relafia (4.10). 'Se ia factorul de depreciere (din tabelul 2=19-uBE:'Daii*oomqa), funclie de caracteristicile incdperii qi de periodicitatea de curdlire a corpurilor de iluminat qi se trece ?n tabel. Se alege nivelul de iluminare din STAS 6646-66

Se determind fluxulrelalial.71,,2.

util

(necesar)

al ldmpilor de instalat

cu

@n=

E."dAk,l

-

E,"oAkaTuT"

- pentru birouri

@-

200+16*1,50,42

=11430

[1m]

46

3 - pentru grupul sanitar t 4 - pentru coridor5

*-'?^*

=

'o

t''

0,43 0,42

=2902

[lm] [lm]

*:to*!'.!t't :5714200 16-1 * 1'8 =0,51 200 *

- ptr. atelierul de acoperiri metalice o o

+5176 llml= 360000 Llml., ),sursele

6 ptr. atelierul de prelucriri mec.

-

* 1'8

0,6 :

-60-0

Se alege din catalogul de ldmpi (sau-.din..anexele

.

de

..i

{rr*

,

,,.

,)

,"

.1.,,,

3 - pentru grupul sanitar n:29:2,g 0401

lumind. L,2 - pentru birouri: Se adoptd tub fluorescent, culoare 2x,Un: 220 V, P 20 W, (D 750 lm, lungimea tubului, 0,58 m. Numdrul ldmpilor necesare; 1 1430 x15.26 n= 750 Se adoptd un numdr de 16 limpi Corpul de iluminat ales este dotat cu 4 surse de lumind; rezultd. cd. in hecare birou se vor monta 4 corpuri de iluminat.

:

-

Se adoptd lampd cu incandescenfd, lm. Numdrul de lampi necesare:

U":

220

V,

P

:

100 W, O

:

10400

Se adoptd un numdr de 3 ldmpi.

in grupul sanitar se vor monta 3 corpuri de iluminat tip Batt dotate cu glob de sticld qi armdturd de proteclie. - pentru culoar: Se adoptd tub fluorescent culoare 2, Un 220 V, P 20 W, O 1 100 lm, lungimea tubului, 0,58 m. Numdrul ldmpilor necesare; 5714

4

:

:

:

h=-=5r21

100

Se

adopti un numdr

de 6

limpi

Corpul de iluminat ales este dotat cu 2 surse de lumind; rezultd, c[ pe culoar se vor monta 3 corpuri de iluminat, montate in qir, 5 - pentru atelierul de acoperiri metalice Se adoptd tub fluorescent culoare 3, Un : 220 V, P : 40 W, @ : 2800 lm, lungimea tubului 1,2 m. Numdrul ldmpilor necesare;

47

fl =Se

45176

2150

=16,13

adopt[ un numdr de 18 limpi Corpul de iluminat ales este dotat cu 3 surse de luminS; rezultd. cd in acest atelier se vor monta 6 corpuri de iluminat, montate in doud giruri a trei ldmpi pe qir. 6 - pentru atelierul de prelucriri mecanice. Se adoptd tub fluorescent culoare 3x, Un : 220 Y, P : 65 W, (D : 3000 lm, lungimea tubului 1,5 m. Numdrul ldmpilor necesare;360000 n: _ =1203000

Corpurile de iluminat care se vor monta deasupra utilajelor in zonele 6 1 gi 6 -3, vor fi dotate cu 3 surse de lumind, iar cele care se vor monta deasupra culoarului, zona 6 - 2, vor fi dotate cu 2 surse de lumind. Corpurile

-

de iluminat se vor monta

in cinci qiruri, fiecare qir avdnd nou[ ldmpi.

Num6ru1 surselor necesare va fi: in zonele 6 - 1 gi 6 - 3 (deasuprautilajelor) 4 qiruri x 9 c.d.i. x 3 sure: 108 ldmpi inzona 6 -2 (culoarul dintre magini) 1 qir x 9 c.d.i. x 2 surse: 18 ldmpi Numdrul total adoptat al ldmpilor este :

108+18:126 Numdrul corpurilor de iluminat: 36 cu trei tuburi 9 cu doui tuburi: total 45 Se calculeazd fluxul luminos total instalat initial. precum qi puterea totali instalat[ in fiecare incdpere. (D:16 * 750:12000 lm 1,2 - pentru birouri P: 16 * 20:320 W 3 - pentru grupul sanitar (D:3 * 1040 :3120 lm P:3 * 100:300 W

4 -pentruculoar 5

O:6*1100:6600lmP

:6 * 20:120 W

@: 18 * 2800:50400 lm P:18 * 40:720W 6 - pentru atelierul de prelucriri mecanice Q:126 * 3000:37800Im:8190 W Se recalculeazd iluminarea medie initiall.

- pentru atelierul de acoperiri metalice

P:

12

*

65

48

Dinrelalia1,2 -

@*u (4.7),rczuItd.: E, *a 4* 1oo

pentru

birouri:E,n.6 recalculat

u..o:!9]W *16

1,5

= 210 lx

rezultd,:

(210 lx)> E*.6 recomandat.(20O lx)32+ 1,3

3 4

- pentru grupul sanitar E,n,,i :tt??,!

!:ot :32.25

lx

rezultd: E*.6 rcalculat (32,25Ix) > Er.6 recomandat(30 lx)- pentru

5 -

.o+=66.6 lx 32* t.3 rezultd: E*.6 recalculat (66,61x)> E*.6 recomandat (50 lx) pentru atelierul de acoperiri metaliceE,,"d

culoarl

=uu::,:

E^u,r

='0199':9 *64

tt :223,12 lx

1,9

6

rezulld.: E-.6 recalculat(223,121x) > E,',.6 recomandat (200 lx) - pentru atelierul de prelucrlri mecanice: * 0'6 E-,-, =378ooo =2lo lx 600 * 1,8

rezultd: E-"6 recalculat (210 lx)> E,n.6 recomandat (200 lx) Toate consideraliile qi rezultatele calculelor rearizate suntsistematizate in tabelul 6.1.

^r i

'

Tabelul6.1

Nr.crt.

Destinalia incdperii

Tipul luminatuluigeneral

Tipul incdperii

Mod de realtzarc a instalalieiST (sub tencuiald)ST

Tipul materialelor folositeTub PVC cond.AFY Tub PVC cond.AFY Tub PVC cond.AFY

r,2a

BirouGrup sanitar

FluorescentIncandescent

Uo

J

KUo

45

Culoar

Fluorescent Fluorescent Fluorescent

ST PT(pe tencuiald)PT

Atelier acope-

riri metaliceAtelier prelucrdri mecanice

KUo

ACYY ACYY

6

49

abelul 6.1 (continuare Nr. Dimensiunile Indicile crt. incdoerii lml incdperia

Culoa teaPereliTavan

Factor de reflexiep

Coeficient de

Randamen-

b 4 4a -)

h2

iI1,1

uttltzare u0,420,43

tul corpului de ilum.(in

tabel\n75 75 75 75 75

o/o

r,2J

48 8 8

)5)5 -)'?{5

45

0,91,6

8

6

30

20

2,4

crem alb alb alb crem alb alb alb clem alb

7075

8075 75 75

0,420,51

80 15

7075

0,6

Tabelul6. conttnuare Caracteristicile corpului de iluminat ales Nr. Nr. crt. Rand. Tip SUISE cosq rt"L%l n r,2 LFA 75 4 0,6 a J BATT 75 I I 4 LFA 75 2 0.6 5 LFA 75 2 0,6 (2\ 6 LFA 75 3 0.6 Tabelul6 u Flux totaltr*..i

Coeficient de utilizare cdutat u0.420,43

Factor de depreciereko 1.5 1.3 1.5 1.8 1.8

lluminarea medieadoptatd,

E-"63050

[1x]

200

0,420,51

0,6

200 200

contrnuare

Fluxul

inilialal sursei

Nr. totaldeSUISC

necesalde

1

Nr. corp ilum. neclad

Puterea

unui

Flux totalinstalat

Puterea

SUTSE

totalS instalatd

Ilum. medie recalc.

ini!ial

instalat

neclad

llml1

Ilml715 150

neclad N"

2

I 1430

I6 t6

N" 4450

twt20

llmlr2000

Iwl320

llxl 2t0

J

a

29025714 45176 360000

4841040

5-66

aJa

100

3t206600

300 120 720

?) )566,34

45

9521

i00

5) -616.1318

; J

J

20 4065

28003000 3000

56

s0400 378000

223,I 210

6

r20126

45 36+9

8320

6.1.3 Amplasareu corpurilor de iluminat. La amplasarea corpurilor de iluminat se respectd condiliile prevdzute la punctul 1.3. Corpurile de iluminat se vor monta astfel: 1,2 -in birouri; - cdte patru corpuri de iluminat a patru surse de lumind in fiecare birou, montate in doud qiruri a doud corpuri de iluminat pe qir. 3 - in grupul sanitar: - trei corpuri de iluminat, montate in qir. 4 - pe culoar: - trei corpuri de iluminat aqezate intr-un singur qir. 5 - in atelierul de acoperiri metalice: - $ase corpuri de iluminat cu trei surse de lumind, aSezate in doud qiruri a trei corpuri de iluminat pe qir. 6 - in atelierul de prelucrdri metalice: - 45 corpuri de iluminatrepartizate astfel: 36 corpuri de iluminat a 3 surse de lumind montate in patru giruri a 9 l5mpi pe gir deasupra utilajelor, iar in lungul culoarului dintre maqini se va monta un alt qir de 9 ldmpi a doud surse de lumind.prevdzute cu o singurd sursd de lumind, avdnd Un:24 V, Pn : 25 W , cos E :1, pentru iluminatul de sigurantil, aqezate deasupra uqilor de ieqire (vezi planul instalaliei de iluminat). .r..r'', 11 I Se vor monta cAte doui prize monofazate cu contact de protectie in fiecare birou. 6.1.4 Stabilirea circuitelor de lumind Si a circuitelor de prizd. La stabilirea circuitelor se respectd criteriile de la punctul I.4.1 Schema de distribulie de la tabloul de lumind (TL) va h de tipul radial (vezi schema monofilard de distribufie) i ,' . .' r1";1 De la tabloul de lumind se va alimenta: Circuitul nr.L - circuit de prrze , circuit monofazat cu nul de protecfie, (ahmenteazd" 4 prize montate cdte doud in fiecare birou)51

Observalie: Se vor monta incd

trei corpuri de iluminat,

circuitul nr.2 - circuit de lumind, circuit monofazat, (ahmenteazd ldmpile de iluminat din birouri, grupul sanitar gi de pe culoar) Circuitul nr. 3 - circuit de lumind, circuit monofazat, (arimenteazd ldmpile din atelierul de acoperiri metalice) circuitul nr. 4 - circuit de lumind, circuit trifazat cu nul de lucru (ahmenteazd lSmpile din atelierul mecanic, zona 6.I) circuitul nr. 5 - circuit de lumind, circuit trifazat cu nul de rucru (alimenteazd ldmpile din atelierul mecanic, zona 6.3) circuitul nr. 6 - circuit de lumind, circuit monofazat, (arimenteazf ldmpile care lumineazd culoarul dintre maqini, atelierul mecanic, zona 6.2) Circuitul nr.7 - circuit de lumind, monofazat (alimenteazd cu o tensiune de24 V ldmpile pentru iluminatul de siguranfd. Sursa de alimentare - un redresor monofazat in paralel cu o baterie de acumulatori ).

PVf ,/AFYL Fe 5./

P, =1E00!/

l0A

PVf,,/AFY PVC/AFY AIYY AfYT AfTY AIYY

Pr =

llll:t\'t

LFES/6APAf,E63A

P, = 7E0V P, = 3705!1 P, = 37[5H Pt = 91ov

LFe5./104

LFe5./10A

L

Ft 5,/toA

L FE 5,/

64

e4v

Fig

6.2

Schema de distribulie a tabloului de lumind

6.1.5 Alegerea aparatelor de conectare, de

rlf"i'

prizd.

aparatelor de proteclie pentru circaitele de lumind

comutulie Si a pentru circuitele de Si

Se determind intensitatea curentului pe fiecare circuit cu relafiaqi rezultd:

(r.)

l,tf

52

-

pentrucircuitulpentru circuitul pentru circuitul

l; 2: 3: 4,5.

t,

==P!-=5.01 220* 0.92220* 0.6

A Aa

t, ' = |P-=

3.05

t, = -?' 220* 0.6 = 5.45 AI q.s =

pentru circuitele pentru circuitul

8:

-#C=9,20 l^ = ]91- =7.87 " 220* 0.6

A A

Rezultatele calculelor si aparatele utilizate sunt sistemalizate in tabelul 6.2

Tabelul6.2edE)a d

oS aUv)

d O P(t)

Ao1

;J!

E.Er1200

C)PPcar-

9;

Ap, de prot. Sig. fuzibileN

Aparate de comutalie sau conectare

o0,92 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 I

.o> E