Proiect Partea Electrică a Centralelor

8/18/2019 Proiect Partea Electrică a Centralelor

1/22

CUPRINS

INTRODUCERE...........................................................................................................

1 ELABORAREA SCHEMEI ELECTRICE DE CONEXIUNI A STAŢIEI ELECTRICE

1.1 Prelucrarea curbelor de sarcină şi construirea curbei de sarcină anuale.....................

1.2 Elaborarea schemei staţiei electrice şi alegerea transformatoarelor...........................

2 ALEGEREA ECHIPAMENTULUI ELECTRIC ŞI A CONDUCTOARELOR DIN

SCHEMA STAŢIEI ELECTRICE...............................................................................

2.1 Calculul curenţilor de scurtcircuit trifazat..................................................................

2.2 Alegerea aparatelor electrice de comutaţie si protectie..............................................

2.3 Alegerea conductoarelor............................................................................................

3 PARTEA GRAFICĂ A PROIECTULUI..................................................................

BIBLIOGRAFIE............................................................................................................


2/22

INTRODUCERE

istemul electroenergetic este un ansamblu de centrale! staţii! posturi de transformare şireceptoare de energie electrică! conectate "ntre ele prin liniile unei reţele electrice. istemulelectroenergetic reprezintă partea electrică a sistemului energetic şi cuprinde instalaţiile de

producere a energiei electrice #generatoarele$! instalaţiile de transformare a acesteia de la otensiune la alta #staţii şi posturi de transformare$! instalaţiile de transport şi distribuţie a energieielectrice #reţele de "naltă! medie şi %oasă tensiune$ şi instalaţiile de utilizare a acesteia.

Energia electrică produsă de centralele electrice suferă mai multe transformări ale tensiunii pentru a putea fi transportată cu pierderi c"t mai mici la distanţe c"t mai mari şi apoi utilizată deconsumatori. &ransportul energiei electrice la distanţe mari şi foarte mari #de ordinul zecilor respecti' sutelor de (ilometri$ trebuie deci făcut pe linii electrice de "naltă şi foarte "naltă tensiune#11)! 22)! *))! +,) (-$. &ransportul energiei electrice la distanţe relati' mici #de ordinul(ilometrilor sau cel mult c"te'a zeci de (ilometri$! se face cu a%utorul liniilor de medie tensiune #!

1)! 2) (-$ iar la distanţe foarte mici #de ordinul sutelor de metri$! pe linii de %oasă tensiune #)!*(-$. Cu c"t tensiune este mai mare cu at"t curentul este mai mic şi ca urmare pierderile #consumul

propriu tehnologic! C.P.&.$ pentru transportul energiei electrice! scad foarte mult deoarece sunt proporţionale cu pătratul curentului.

&ransformarea ni'elurilor de tensiune #necesare transportului energiei electrice cu pierderic"t mai mici cu a%utorul liniilor electrice$! au loc "n staţiile şi posturile de transformare! care suntnoduri ale sistemului electroenergetic şi la care sunt racordate liniile electrice.

/nstalaţiile electrice ale staţiilor de transformare pot fi "mpărţite "n următoarele categorii0

a$ circuite primare #numite şi principale$ b$ circuite secundarec$ ser'icii proprii #consumatorii proprii tehnologici$ şi instalaţii auiliareCircuitele primare ale staţiilor electrice sunt cele parcurse de energia electrică care circulă

dinspre centralele electrice spre consumatori. n această categorie a circuitelor primare sunt incluse şicircuite care nu sunt parcurse de fluul principal de energie dar care sunt racordate "n deri'aţie la di'ersecircuite primare pe care le deser'esc! cum sunt circuitele transformatoarelor de tensiune sau aledescărcătoarelor cu rezistenţă 'ariabilă #4-$. Circuitele primare funcţionează obişnuit la tensiuni

relati' ridicate şi sunt parcurse de curenţi mari "n regim normal de funcţionare #cu ecepţia circuitelor legate "n deri'aţie$ şi "n special "n regim de scurtcircuit.Alegerea #'erificarea$ aparatelor electrice din circuitele primare #ca de altfel tot echipamentul

electric$ ale staţiilor electrice! se face compar"ndu5se caracteristicile părţii din instalaţie unde urmează săfie montate #sau sunt montate$ cu caracteristicile de catalog #ca şi pentru instalaţiile electrice alecentralelor electrice$. Alegerea #'erificarea$ aparatelor electrice! conform normati'elor! se face pe bazaunor criterii generale care se aplică tuturor tipurilor de aparate şi pe baza unor criterii specifice fiecăruitip de aparat "n parte.

2


3/22

1 ELABORAREA SCHEMEI ELECTRICE DE CONEXIUNE A STAŢIEI

1 Prelucrre cur!el"r #e $rc%&' (% c"&$)ru%re cur!e% &ule

Curbă de sarcină numim 'ariaţia "n timp a sarcinii. Ea este necesară pentru alegerea

puterii nominale ale transformatoarelor şi pentru calculul indicatorilor curbei anuale 5 6a!&ma! ( u! Pma! Pmed.

&abelul 15 atele curbei de sarcină pentru ziua de iarnă la 781) (-

t! h ) 5 5 11 11 5 1+ 1+ 5 2) 2) 5 2*P1) (-! 9 ) :) +) 1)) ;)

e cunoaşte că perioada de iarnă are 1:3 zil! cea de 'ara < 1:2 zile. arcina pentru ziua de'ară constituie )!:) din 'aloarea sarcinii de iarnă.

/arna

Piarna8 P

100∙ Pinst ! Pinst =75 MW

)5 P8)=+,>1)) 8 *,?6hT 1);:1:31 =⋅=

@

511 P8:)=+,>1)) 8 )?6hT ;1,,1:32 =⋅=

@

1151+ P8+)=+,>1)) 8,2!,?6hT 1);:1:33 =⋅=

@

1+52) P81))=+,>1)) 8 +,?6hT ,*;31:3* =⋅=

@

2)52* P8;)=+,>1)) 8+!,?6hT +32*1:3, =⋅=

@

-ara

P'ara8Piarna⋅)!+

)5 P8 *,⋅)!: 8 3?6hT 1);21:21 =⋅=

@

511 P8 )⋅)!: 8 *: ?6hT ;1),1:22 =⋅=

@

1151+ P8 ,2!,⋅)!: 8 *2 ?6hT 1);21:23 =⋅=

@

1+52) P8+,⋅)!: 8)?6hT ,*31:2* =⋅=

@

2)52* P8 +!,⋅)!: 8 ,*?6hT +2:*1:2, =⋅= .

3


4/22

&an81);:;1,1);:,*;+321);2;1)1);2,*+2:8:+) h.

Big.15 Curbele de sarcina pentru ziua de iarna i de 'araș

4


5/22

Big.25 Curba de sarcină anuala

Energia tranzitată pe parcursul anului0

MWh

T P W

i

iia

,3+:*+2:,*,*)1);2*2;1)*:1);23

+32,!+,*;+,1);:,!,2;1,)1);:*,1)

1

=•+•+•+•+•+

+•+•+•+•+•=⋅=∑=

Puterea maimală0 MW P +,ma =

@Puterea medie0

MW T

W P

an

amed *!1:+)

,3+:*

===@

Coeficientul de umplere0

:!)+,

*!1

ma

=== P

P k med ump

.&impul de utilizare a puterii maime0

h P

W T

a +1+1

+,

,3+:*

ma

ma ≈==

.&impul pierderilor maime0

5


6/22

hT T

an 1;+:+)1)

+1+112*.)

1)12*.)

2

*

2

*

ma ≈⋅

+=⋅

+=τ

.

2 El!"rre $c*e+e% $),%e% (% le-ere )r&$."r+)"rel"r

Big.3 5 chema principială #redusă$ a staţiei

&ransformatoarele la o staţie electrică de transformare se aleg după următoarea epresie0

Snom.t ≥0,7∗S inst =0,7∗ Pinst

cosφ

e dă0 Pinst =75 MW

&>?&822)>1) ('Categoria5/!//

MW

S inst = 75

0,84=89,3 ¿ $

MVASnom.t ≥0,7∗89,3=62,5 ¿ $

6


7/22

&abelul 2

atele transformatoarului

&ipul 7n ! (- pierderile! (6 7sc9 /mg9& ?& m.g. s.c.

PD 53)))>22)

23) 1)!, +) 2, 11!, )!,

F1! pag.1,! tab.G2.,H

K î = Sinst

n∗Snom. t =

89,3

2∗63=0,7

K î .av= S inst

Snom.t =

89,3

63=1,4

Curentul transformatorului la tensiune de 1) (-0

√ 3∗¿U nom=0,7∗630001,73∗10

=2549( A)

I norm=0,7∗Snom .t

¿

√ 3∗¿U nom=1,4∗630001,73∗10

=5098( A)

I max

=1,4∗Snom.t

¿

Ia 22) (-0

√ 3∗¿U nom=0,7∗630001,73∗220

=116( A)

I norm=0,7∗Snom.t

¿

7


8/22

√ 3∗¿U nom=1,4∗630001,73∗220

=232( A)

I max=1,4∗Snom.t

¿

8


9/22

2 ALEGEREA ECHIPAMENTULUI ELECTRIC ŞI A CONDUCTOARELOR DINSCHEMA STAŢIEI ELECTRCE

2/1 Clculul cure&,%l"r #e $cur)c%rcu%) )r%.0)

Curenţii de scurtcircuit produc Hn instalaţiile electrice următoarele efecte05 termice! care conduc la "ncălzirea puternică a conductelor! a contactelor şi a altor părţi

conductoare ale aparatelor! a "nfăşurărilor transformatoarelor şi prin aceasta la distrugereaizolaţiei! la arderea şi e'entual sudarea contactelor aparatelor de comutaţie@

5 dinamice #mecanice$! datorate efectului electrodinamic al curenţilor! care duc la "ndoirea barelor! deteriorarea aparatelor! bobinelor etc.

Pentru 'erificarea conductelor şi echipamentelor electrice la solicitările curenţilor descurtcircuit! este necesar sa se determine curentul de scurtcircuit de şoc %( care produce efectuldinamic maim şi curentul de scurtcircuit supratanzitoriu / p.) pentru 'erificarea capacităţii de

rupere a "ntreruptoarelor şi stabilităţii termice a aparatelor electrice.Pentru dimensionarea>'erificarea echipamentelor electrice este necesar calculul curenţilor

de scurtcircuit "n regimul de funcţionare care conduce la solicitări maime < scurtcircuit trifazatmetalic #prin impedanţă nulă$

Pentru cazul proiectelor de staţii electrice! de regulă! curenţii se calculează pe bareleinstalaţiilor electrice! "n oricare alte puncte #pe linii electrice etc.$ curenţii de scurtcircuit rezultămai mici decJt cei calculaţi pe bare.

Ia calculul curenţilor de scurtcircuit poate fi aplicată una din cele două metode cunoscute0

metoda unităţilor relati'e sau metoda unităţilor absolute. eoarece schema iniţială cuprinde maimulte ni'eluri de tensiune! ceea ce implică dificultăţi pentru determinarea curenţilor descurtcircuit! metoda unităţilor relati'e "nlătură problema di'erselor trepte de tensiune ale uneischeme! prin introducerea schemei echi'alente de calcul.

Calculul curenţilor de scurtcircuit trifazat se face "n următoarea ordine05 elaborarea schemei de calcul@5 elaborarea schemei echi'alente şi calculul reactanţelor "n unităţi relati'e@5 reducerea schemei echi'alente "n raport cu punctul de scurtcircuit@

5 determinarea 'alorilor curenţilor de scurtcircuit0). p/

#sauK/$ 5 'aloarea eficace a componentei periodice a curentului total de scurtcircuit la

momentul de timp τ 8 ) #sau curentul supratranzitoriu de s.c.$ < pentru determinarea curentului de

şoc! curentului aperiodic de s.c. şi 'erificarea stabilităţii termice a echipamentului electric$0

la aplicarea metodei unităţilor relati'e0

b

rez

LL

). p /

E/ ⋅=

!

şi

5 curentul de şoc #cea mai mare 'aloare a curentului de scurtcircuit care apare la momentult 8 )!)1 s$ < pentru 'erificarea stabilităţii dinamice0

9


10/22

ş). pş ( /2i ⋅⋅=

!

unde ( ş este coeficientul de şoc care depinde de constanta de timp &a0

a&

)1!)

ş e1(

−

+=

.-alorile &a şi ( ş pot fi determinate din F1! pag.1,)! tab.3.:H

Pe schema de calcul se indică parametri nominali a tuturor elementelor schemei. Pentru

simplificarea calculelor la fiecare treaptă de tensiune se indică tensiunea medie pătratică "n (-.Pentru dimensionarea echipamentului 22) (- se calculă curentul de scurtcircuit trifazat "n

punctul M1! pentru dimensionarea echipamentului 1) (- se calculă curentul de scurtcircuit trifazat

"n punctul M2.Pentru calculul curenţilor de scurtcircuit "n schema echi'alentă se aleg două mărimi de bază0 puterea de bază b 8 1)) ?-A şi tensiunea de bază.

10


11/22

Sb=100 MVA

I b= Sb

√ 3∗U b

= 100

1,73∗230=0,26(kA)

11


12/22

I b= Sb

√ 3∗U b=

100

1,73∗10,5=5,5(kA)

X sist = X 1= X TR= 100

3300=0,03

X LA= X 2= X 3= x0∗ L1∗SbU m. n

2=

0,4∗35∗100

2202

=0,03

X 3=0,125U sc=0,125∗11,5=1,4

X 4=0,75U sc=0,75∗11,5=8,6

&ransformarea schemei echi'alente fa ă punctul de scurtcircuit N1ț 0

X r!"1= X 1+ X

2

2=0,03+

0,03

2=0,045

I # .0= s

X r!"1∗ I b=

1

0,045∗0,26=5,7 [ kA ]

i$=√ 2∗ K $∗ I # .o=1,41∗1,608∗5,7=12,9 [ kA ]

Pentru N2

X r!"2= X 1+ X

2

2+

X 4+ X

3

2=0,045+

10

2=5,045

I # .0= s

X r!"2∗ I b=

1

5,045∗5,5=1,09 [ kA ]

12


13/22

i$=√ 2∗ K $∗ I # .o=1,41∗1,8∗1,09=2,8 [ kA ]

&abelul 3 5 4ezultatele calculului curenţilor de sc

Pu&c)ul #e $c I

A %( AOarele 22) (- ,!+ 12!;Oarele 1) (- 1!); 2!:

13


14/22

2/2ALEGEREA ŞI ERIFICAREA APARATELOR

ELECTRICE

Aparatul electric dintr5o instalaţie electrică trebuie ales astfel "nc"t să satisfacă

următoarele condiţii 0

5 Parametrii nominali ai echipamentului să corespundă parametrilor locului "n care se

instalează@

5 ă reziste supratensiunilor şi curenţilor de scurtcircuit ce pot să apară "n regimurile

de a'arie.

-erificarea aparatelor electrice la solicitări mecanice şi termice "n cazul

curenţilor de scurtcircuit se face prin compararea mărimelor de calcul cu cele de "ncărcare.

Ia etapa de proiectare a schemei electrice de alimentare a unui consumator industrialaparate electrice se 'or alege "n baza următoarelor condiţii 0

5 după tensiunea instalaţiei 0 7inst≤7nom

5 după curentul de lucru 0 /l ≤ /nom

5 după capacitatea de rupere 0 /sc ≤ /nom.rup.

5 după stabilitatea electrodinamică0 iş ≤ ilim.din.

5 după stabilitatea termică 0 Osc≤ /2term.= tterm.

Ia alegerea unui sau a altui aparat electric aceste condiţii pot fi mai puţine sau mai

multe "n funcţie de destinaţia şi locul de instalare. e eemplu0 "ntrerupătoarele se aleg

după toate condiţiile! iar separatoarele nu se 'erifică la capacitatea de deconectare.

&ipul aparatelor de comutaţie şi protecţie cu parametrii de calcul şi nominali din

14


15/22

catalog se reprezintă "n tabele.

Ale-ere 4r)el"r elec)r%ce l )e&$%u&e #e l%+e&)re /

7n 822) (-.

I norm=116( A)

I max=232( A)

Os8 I # . o

2

(t %!c+T

a )=5,72∗(0,3+0,02)=10,4 [kA2∗s ]

I # .0=5,7 [ kA ]

i$=12,9 [ kA ]

&abela 2.2.1 ntrerupător

Parametrii de calcul &ipul0QR522)52)Parametrii nominali

7ins8 22) F(-H 7nom8 22) F(-H/l8 11 FAH /ma8232FAH /nom8 1))) FAH

/ p.o8 ,!+ F(AH /nom.rup.8 2) F(AH

i ş 812!; F(AH ilim.dim.8 * F(AH

Osc8 1)!*F kA2

=sH /2term⋅tterm8 252∗4 F kA

2∗¿ sH

F1! pag.3)! tab.S*5*H

&abela 2.2.2. &ransformatorul de tensiune

Parametrii de calcul&ipul0MT522)

Parametrii nominali7ins8 22)F(-H 7nom8 22) F(-H

F1! pag.3*! tab.S*5H

15


16/22

&abelul 2.2.3. &ransformatorul de curent

Parametrii de calcul&ipul0 TUR22)5V1

Parametrii nominali7ins8 22) F(-H 7nom8 11) F(-H

/l8 11 FAH /ma8232FAH /nom18))! /nom28 , FAH

i ş 812!; F(AH ilim.din.8 1)+ F(AH

Osc8 1)!*F kA2

=sH /2term ⋅ tterm.8 312∗3 F kA

2

=sH

r 28)!1: FWH r 2.nom81!2 FWH F 1!p.32!tab.*., H

r2=r a#.+rcon%.+rcont.=

0,02∗0,0175∗64

∗0,1=0,18 [& ]

r2.nom=

S2nom

I 2nom2

81!*

[ & ]

&abelul2.2.* eparator

Parametrii de calcul&ipul0 PDU522)>1))) X1


/l8 11 FAH /ma8232FAH /nom8 1))) FAH

i ş 812!; F(AH ilim.dim. 8 3 F(AH

Osc8 1)!*F kA2

=sH /2term ⋅ tterm8 2,)) F kA2

=sH F 1!p.2:!tab.*.1 H

&abela2.2.,. escarcator

Parametrii de calcul&ipul0 POY5X1


/l8 11 FAH /ma8232FAH /nom8 )) FAH

i ş 812!; F(AH ilim.dim.8 2 F(AH

16


17/22

Osc8 1)!*F kA2


2

=sH

F2! pag.3*! tab.,.2)H

17


18/22

Ale-ere 4r)el"r elec)r%ce l )e&$%u&e #e l%+e&)re /

7n 81) (-. I norm=2549( A)

I max=5098( A)

Os8 I # . o2 ( t %!c+T a )=1,09

2∗(0,3+0,02)=0 '38 [ kA2∗s ]

I # .0=1,09 [ kA ]

i$=2,8 [ kA ]

&abela 2.2. ntrerupător

Parametrii de calcul&ipul0 OOZ52)51)


/l8 2,*;FAH /ma8 ,);: FAH /nom8 12,)) FAH/ p.o8 1!);F(AH /nom.rup.8 1) F(AH

i ş 82!: F(AH ilim.dim.8 ,2 F(AH

Osc8 )!3:F kA2


2∗¿ sH

F1! pag.3)! tab.S*5*H

&abela 2.2.+&ransformatorul de tensiune

Parametrii de calcul&ipul0 [&?\51)

Parametrii nominali7ins8 1)F(-H 7nom8 1) F(-HF1! pag.3*! tab.S*5H

18


19/22

&abelul2.2.:. &ransformatorul de curent

Parametrii de calcul&ipul0 ]Q1,


/l8 2,*;FAH /ma8 ,);: FAH /nom18)))! /nom28 , FAHi ş 82!: F(AH ilim.din.8 +*!, F(AH

Osc8 )!3:F kA2

=sH /2term ⋅ tterm.8 272∗4 F kA

2

=sH

r 28)!1, FWH r 2.nom8)!* FWH F 1!p.32!tab.*., H

r2=r a#.+rcon%.+rcont.=0,02

0,0175∗64

∗0,1=0,15 [& ]

r2.nom=S

2nom

I 2nom

2 8)!* [ & ]

&abela2.2.;. iguranţa fuzibilă

Parametrii de calcul&ipul0 GM1)5)))52)X3


/l8 2,*;FAH /ma8 ,);: FAH /nom8 ))) FAH/ p.o8 1!);F(AH /nom.rup.8 2) F(AH

F2! pag.2,,! tab.,.*H

19


20/22

2/3 D%+e&$%"&re c"uc)"rel"r

Ale-ere !rel"r c"lec)"re 15

2,*;ma = I

A.

imensiunile barei 0se 'or pune 2 bare in paralel a cite 81))1)81)))2mm 1:2)=adm I

#3*)$ A ≥ I max=2549 A

-erificarea la stabilitatea termica 0

Smin=√ (sc

) * Sstan%

Smin=√ 0,38∗10

6

91=64 mm2* Sstan%=1000(2000)mm

2

-erificarea la stabilitatea mecanica0+ a%m ≥ + ca,c

L 225 67

232ma = I

A.

upa curentul admisibil putem alege conductorul AC +)>11 cu I a%m=265 A ≥ I max=232 A

LEC815 7

I max.L) =

I max

n =

5098

14 =364( A)

e 'a utiliza cablu de tip 99:; ! -!c=1,4 A /mm2

!c= I max. L)

-!c=260( A )

stan%=3 x 150mm2

20


21/22

Concluzie0

n proiectul de curs am proiectat partea electrica a unei statii de transformare unde am

ales transformatorul !aparatele de protectie si comutatie si conductoarele de alimentare inclusi'

barele colectoare . Etapele proiectului sunt urmatoarele 0construirea curbei de sarcina pentru pentru

o zi de iarna i de 'ară i curba anuala! alegerea transformatorului de tipș ș PD 5 3)))>22)!

barele colectoare 1) (- 21)))2mm!

$,);:#2,*;=adm I A !IEA 5 AC +)>11 cu I a%m=265 A !

IEC de tip ^^]Q531,) si ultima etapa alegerea aparatelor de protectie si comutatie.

Partea grafica este reprezentata de schema monofilara !inclusi' ser'iciile proprii ale statiei.

n fine toate deciziile luate "n proiect s"nt argumentate lu"nd "n consideraţie cerinţele _A/E

#_orme de Amena%are a /nstalatiilor Electrice$.

21


22/22

B%!l%"-r.%

1. ` .D.! Mjk Q.. qkj kj j kj < R0!kvwj! 1;:+! *: .

2. x..! My \.G. j{ | }kj j kj.k~ wj~ { v j jwkv jkj{. < R0! kvj{!1;:;! ): .

22

Documents

Proiect Partea Electrică a Centralelor