Creeaza.com - informatii profesionale despre


Simplitatea lucrurilor complicate - Referate profesionale unice




Acasa » tehnologie » electronica electricitate
Proiect - alimentarea unui consumator industrial

Proiect - alimentarea unui consumator industrial




INTRODUCERE

In acest proiect se urmareste alimentarea unui consumator industrial cu puterea instalata:

PI = 16 MW




La dimensionarea liniei electrice de alimentare cu energie electrica a consumatorului,trebuie sa se tina seama de urmatoarele conditii climato – meteorologice :

altitudine : ≤ 800 m ;

presiunea dinamica de baza : 42 [daN/ m2 ] ;

grosimea stratului de chiciura : g = 22 mm – se ia pentru retelele electrice cu tensiunea nominala pana la 110 kV,inclusiv .

De asemenea ,pentru aceasta zona sunt caracteristice urmatoarele temperaturi ale aerului :

temperatura maxima : + 400 C ;

temperatura minima : - 300 C ;

temperatura medie : + 150 C ;

temperatura de formare a chiciurii : - 50 C .

La dimensionarea elementelor componente ale LEA ,au fost luate in considerare urmatoarele grupe de incercari ,datorate factorilor climato – meteorologici ,ca :

a)      temperatura minima (vantul si chiciura lipsesc) ;

b)      temperatura medie plus viteza vantului de 10 m / s ;

c)      temperatura minima ;

d)     temperatura de formare a chiciurii si depunere de chiciura pe elementele componente ale liniei (vantul lipseste) .

Incercarile provenite din actiunea vantului se determina cu relatia :

[daN / m2]

In care : - 16,3 – coeficient ;

- v – viteza vantului ,[m / s] ;

- p – presiunea atmosferica de baza (este o valoare tabelata).

GENERALITATI

ETAPELE DE REALIZARE A UNUI OBIECTIV ENERGETIC

Necesitatea de reducere a pierderilor de energie elactrica si imbunatatirea calitatii energetice pe tot fluxul energetic pana la consumatorul final justifica din plin abordarea acestei teme cu finalitate in reducerea pierderilor si marirea sigurantei in functionare.

In prezent retelele electrice de distributii concepute si realizate in perioade anterioare pentru o structura a consumului energetic sunt depasite ca urmare a supraincarcarii sau subincarcarii a unor elemente de retea precum si datorita depasirii duratei de viata fizica,economica si morala.

I. PROIECTUL SI FAZELE DE REALIZARE A UNUI OBIECTIV ENERGETIC

Nevoile de energie impun un proces de investitii.

Proiectul de investitii este un ansamblu de masurari cu caracter investitional prin care se aloca resurse materiale,banesti, informationale si umane in scopul de a obtine un produs tehnic insotit de profit. Fazele unui proiect de investitii sunt unmatoarele:

Faza preinvestitionala (de conceptie).

Aceasta faza se deruleaza din momentul identificarii ideii de proiect pana se ia hotararea de a se accepta proiectul respectiv.

Etapele fazei preinvestitionale sunt prezentate:

a)-etapa de oportunitate:se identifica ideea de proiect si se informeaza potentialul beneficiar ;

b)-etapa studiului de prefezabilitate:se identifica solutiile posibile si acestea sunt analizate si comparate intre ele din punct de vedere economice:

c)-etapa studiului de fezabilitate :in aceasta etapa se formuleaza clar proiectul de investitie si se face analiza tehnica,economica si financiara a solutiilor de realizare a proiectului ;

d)-etapa de evaluare si aprobare :se realizeaza un raport de evaluare pe baza caruia beneficiarul proiectului ia decizia de aprobare sau a proiectului de investitii.

1.2.Faza investitionala

Aceasta faza se deruleaza din momentul acceptarii proiectului pana la punerea in functionare.

Componentele acestei faze :

realizarea proiectului tehnic;

obtinerea terenului ;

evaluarea si negocierea ofertelor ;

organizarea licitatiilor pentru echipamente,tehnologii,etc;

organizarea santierelor ;

recrutarea fortei de munca pentru intretinere si exploatare.

1.3.Faza operationala

Aceasta faza se deruleaza dupa punerea in functiune a obiectivului energetic,se adreseaza beneficiarului.Din punct de vedere economic obiectivul energetic trebuie sa aiba o serie de restrictii.

1.4.Faza de dezafectarea si eliberarea terenului

Pana in prezent reglementarile legale si literatura de specialitate nu abordeaza si nu trateaza costurile care sunt implicate in dezafectarea terenului,valorificare a tuturor activelor(cladiri,instalatii,echipamente)si redarea lui in circuitul natural pentru alte scopuri .

II.FAZELE DE ELABORARE A DOCUMENTATIILOR TEHNICE SI NECESARE REALIZARII UNOR OBIECTIVE ENERGETICE

Studiul de prefezabilitate (SPF);

Studiul de fezabilitate (SF);

Proiectul tehnic (PT) si caiet de sarcini:

Detalii de executie (DDE).

Documentatiile tehnico-economice se elaboreaza pe baza datelor cuprinse de tema de proiectare.

2.1.Tema de proiectare

Metode de imbunatatire a performantelor tehnice si economice pentru retehnologizarea unei retele de distributie de medie tensiune.

Tema face parte integrata din fazele initiale de proiectare SPF si SF.

Pentru instalatiile de alimentare cuenergie electrica ,tema de proiect cuprinde urmatoarele date principale :

- destinatia si categoria de importanta economica a unitatilor din zona (spitale, posta, scoli, licee, etc.).instalatiile de alimentare cu energie trebuiesc incadrate si inglobate in conceptia constructiilor din zona ;

-conditiile de confort sau cerintele de estetica ale unitatilor economice;

- conceptia alimentarii cu energie electrica in functie de importanta si nr consumatorilor si modul energetic (cantitate de energie/cantitate de suprafata );

-distributia energiei electrice si numarul total de consumatori; -conceptia de alimentare cu energie electrica din sistemul energetic international; -alte elemente de detaliu care completeaza tema de proiectare.

2.2.Studiul de prefezabilitate Reprezinta documentatia tehnica si economica prin care beneficiarul (persoana juridica) fundamenteaza necesitatea ,oportunitatea si importanta realizarii,modernizarii si retehnologizarii institutiilor de alimentare cu energie electrica.

Studiul de prefezabilitate se intocmeste de catre o unitate ,persoana juridica,licentiata si agreata de beneficiar si se aproba de catre reprezentantii acesteia.

In functie de complexitatea temei se pot angrena si mai multi consultanti pe diverse persoane fizice si juridice,pe diverse utilitati cum ar fi cu energie electrica,apa ,gaze,prin contracte sau prestari de servicii.

2.3.Studiul de fezabilitate

Reprezinta documentatia care cuprinde caracteristicile principale si indicatorii tehnico-economici ai retehnologizarii,prin care trebuie sa se asigure utilizarea rationala si eficienta a cheltuielilor de capital si a cheltuielilor materiale pentru satisfacerea cerintelor economice si sociale din domeniul energiei electrice.

Studiul de fezabilitate se elaboreaza de catre contractantul desemnat.

Aprobarea studiului de prefezabilitate se face conform prevederilor legale si are in vedere asigurarea surselor de finantare.

2.4.Proiectul tehnic si caietul de sarcini

Reprezinta documentatii scrise si desenate pentru care se elibereaza autorizatia de retehnologizare si care fac parte din documentele de licitatie ,pe baza carora se intocmeste oferta.

2.5.Detalii de executie

Se elaboreaza in conformitate cu tehnologiile de executie propuse,dar cu respectarea stricta a prevederilor proiectului tehnic,fara sa fie necesar sa se suplimenteze alte lucrari fara sa se depaseasca costul de lucrari stabilit in faza de oferta.

CAPITOLUL I

STABILIREA CURBELOR DE SARCINA LA NIVELUL UNEI SECTII TEHNOLOGICE SI RIDICAREA PRINCIPALILOR INDICATORI AI CURBEI DE SARCINA LA NIVELUL INTREPRINDERII

1.1ASPECTE GENERALE

In procesul de alimentare cu energie electrica din sistemul electroenergetic a unei platforme industriale ,intre aceasta din urma ,in calitate de consumator si sistem ,in calitate de furnizor ,se stabilesc o serie de relatii reciproce care exprima cerintele si obligatiile din partea fiecaruia .

Astfel ,intreprinderile solicita sa li se asigure puterile maxime necesare ,energia necesara ,calitatea energiei (prin tensiuni si frecvente normale) ,siguranta in alimentare in sensul asigurarii continuitatii in alimentare,corespunzator cerintelor diferitelor categorii de receptoare.

De asemenea ,sistemul energetic ,ca furnizor ,solicita intreprinderilor realizarea unei curbe de sarcina cat mai aplatizata (ducand la o valoare cat mai redusa a puterii maxime la aceeasi energie consumata ) ,realizarea unui consum specific de energie cat mai mic ,realizarea unui factor de putere corespunzator conform reglementarilor in vigoare precum si prevederea unor instalatii de automatizare si protectie prin relee care sa asigure in cazul unor deranjamente in instalatiile de distributie din intreprindere, detectoare,deconectarea si limitarea efectelor la nivelul intreprinderii ,fara sa afecteze sistemul energetic .

Stabilirea puterii si energiei electrice necesare platformei industriale ofera primele informatii in vederea examinarii problemei alimentarii acestora cu energie.

O importanta tehnico-econimica deosebita in aceasta problema o constituie evaluarea corecta a necesarului de putere solicitata din sistemul energetic ,astfel incat acesta sa fie cat mai aproape de puterea consumata efectiv de receptoare,individual sau pe diferite grupe.

Am spus o importanta tehnico-economica deosebita pentru ca in cazul unei supraevaluari a necesarului de putere ,acesta duce la sectiuni prea mari sau numar prea mare pentru cabluri si puteri unitare prea mari sau numar prea mare pentru transformatoare ,iar in cazul subevaluarilor apare necesitatea realizarii unor instalatii suplimentare care sa permita ,impreuna cu cele insuficiente vehicularea in conditii normale de tensiune si pierderi de energie a intregii puteri cerute de consumatori ,in ambele cazuri existand cheltuieli suplimentare legate de investitii de exploatare.

Practica a demonstrat ca tendinta generala este de supraevaluare .

1.2.CURBE DE SARCINA ACTIVA SI REACTIVA

Necesitatea studierii acestor curbe deriva din imposibilitatea stocarii energiei electrice ,astfel impune cunoasterea nu numai a puterilor, ci si a modului de variatie a puterilor cerute ,ci si a modului de variatie a consumului ,sub forma curbelor de sarcina ce se pot trasa pe zile,luni,anotimpuri ,an .

Pentru a determina modul de variatie a puterii active si reactive (necompensata si compensata ) am considerat : (data in tema de proiect ) ,factorul de putere cunoscut ( φ = 0,82 proiect ,iar cos φ=0,93 ,ce reprezinta factorul de putere natural ,respectiv neutral la nivel de intreprindere ) ,precum si aliura curbelor de sarcina cunoscuta ,pe baza prelucrarii statistice a unui mare numar de curbe de sarcina reale,pentru intreprinderi grupate pe acelasi profil.

Astfel ,pentru platforma industriala care este fabrica de industrie textila ,curba de sarcina activa se traseaza in baza curbei tip pentru lucrul in doua schimburi .

Se prezinta grafic curbele de sarcina activa si reactiva ,preluate din sistemul electroenergetic pe baza valorilor din tabelul (1.1.) ,cu specificarea ca factorul de cerere K este cunoscut in fiecare moment .

Puterea ceruta se calculeaza cu relatia :

(1.1.)

Valorile puterilor reactive necompensate si compensate se calculeaza astfel :

Qtg φnecompensat; Q= tg φ

QPtg φcompensat ; Q tg φ (1.2.)

Curbele de sarcina sunt reprezentate in figurile 1.1 (pentru vara – zi de lucru) si 1.2 (iarna – zi de lucru) .

Curba numarul 1 reprezinta curba de sarcina activa (PC).

Curba numarul 2 reprezinta curba de sarcina reactiva necompensata (Qnec) .

Curba numarul 3 reprezinta curba de sarcina reactiva compensata (Qcomp) .

1.3.INDICATORI CARACTERISTICI AI CURBELOR DE SARCINA

Indicatori caracteristici ai curbelor de sarcina activa si reactiva prelucrate din sistem ,se vor calcula in doua schimburi ,pentru pauza ,cat si pentru 24 h .

Schimbul I intre orele 7 -15 ;

Schimbul II intre orele 15 -23 ;

Pauza intre orele 0 -7 si 23 -24 ;

Modelul pe care il vor exemplifica acesti indicatori il constituie curbele de sarcina pentru vara zi de lucru .

  1. W- energia activa consumata

W

+

W MWh

W =114 MWh

W =27 MWh

2. Wr nec =energie reactiva necompensata .

Wr nec =nec i ti

WrInec = ()=78,46 MVAr h WrIInec = ()=79,8 MVArh Wr Pnec =() =18,92 MVArh

Wrzinec =WrInec +WrIInec +WrPnec =117,18 MVArh

3.Energia reactiva ceruta compensata

Wr comp =

WrIcomp = ()=44,85 MVAr h

WIIr comp =(45,6 MVArh

WrPcomp =()=10,8 MVAr h

Wrzicomp =WrIcomp +WrIIcomp+WrPcomp =101,25 MVArh

4. Puterea activa medie

Pmed =PImed = =14 MW

PIImed =14,25 MW

PPmed =3,37 MW

Pzimed =10,55 MW

5.Puterea reactiva medie necompensata

Qmed nec =

QImed nec = =9,8 Mvar

QIImed nec =9,97 Mvar

QPmed nec = =2,36 Mvar

Qzimed nec =7,38 Mvar

6.Puterea reactiva medie compensata

Qmed comp =

QImed comp =5,6 Mvar

QIImed comp =5,7 Mvar

QPmed comp =1,35 Mvar

Qzimed comp =4,22 Mvar

7. Tmax a ,Tmax r =durata de utilizare a puterii active respectiv a puterii reactive maxime,ce reprezinta timpul necesar ,in cazul in care consumatorii ar prelua din retea o putere activa ,respectiv reactiva constanta si egala cu Pmax , respectiv Qmax pentru a consuma aceeasi cantitate de energie activa , respectiv reactiva ca in functionarea normala ,dupa curba de sarcina reala si este dat de relatia :

Tmax a =

Tmax r =

TImax a = h

TIImax a = h

TPmax a =

Tzimax a = h

8. Kapl –coeficientul de aplatizare a curbei de sarcina activa ,respectiv reactiva

Kapl a =

Kapl r =apl a

Se observa ca acesti factori au valori subunitare .

KIapl a =

KIIapl a=

KPapl a =

Kziapl a =

9. Ku –coeficientul de utilizare a puterii instalate.

Acest coeficient se determina cu relatia :

Ku =

unde :

Pmed – puterea medie pe perioada considerata;

Pi –puterea instalata a agregatelor;

KIu =

KIIu =

KPu =

Kziu =

10. Kf –coeficientul de forma

Acest coeficient reprezinta puterea medie patratica Pmed p ,raportata la puterea medie din aceeasi perioada Pmed

Kf = ; i = I ,II ,P

Kf =

11. Kc =coeficientul de cerere este stabilit prin raportul : Kc = , unde : Pc = puterea maxima ceruta

Pi = puterea instalata

KIc = ; KIIc = ; KPc = ;

Kzic =

12.

valori necompensate

valori compensate

Factorul de putere mediu a fost calculat pentru a verifica exactitatea calculelor (de mentionat ca factorul de putere a fost considerat constant atat pentru cel natural,cat si pentru cel neutral,la valorile impuse in tema de proiect).

Valorile indicatorilor specifice ai curbelor de sarcina,atat pentru cazul in care platforma industriala lucreaza iarna-zi de lucru,cat si in cazul in care lucreaza vara-zi de lucru sunt mentionate in tabelul 1.1

OBSERVATII SI CONCLUZII

Se observa atat din tabelul 1.1. cat si din fig 1.1 si 1.2 ca cererea de putere reactiva necompensata din sistemul electroenergetic este mai mica decat cererea de putere activa ,dar mult mai mare decat cererea de putere reactiva in cazul compensarii .

Iarna – zi de lucru

Schimbul

I

Schimbul

II

Pauza

Zi

Wa [MWh]

Wr [MVArh]

nec.

comp.

Pmed [MW]

Qmed [MVAr]

nec.

comp.

Tmax [h]

Kapl

Ku

Kc

cos φmed

nec.

comp.

Tabelul 1.2.

Kf = 1,12 - coeficient de forma.

Vara – zi de lucru

Schimbul

I

Schimbul

II

Pauza

Zi

Wa [MWh]

Wr [MVArh]

nec.

comp.

Pmed [MW]

Qmed [MVAr]

nec.

comp.

Tmax [h]

Kapl

Ku

Kc

cos φmed

nec.

comp.



Tabelul 1.3.

Kf = 1,109 - coeficient de forma.

Consumul maxim de energie se realizeaza vara – zi de lucru ,datorita punerii in functiune a sistemelor frigorifice .

Curbele de sarcina au un coeficient de aplatizare ridicat (apropiat de 1) pentru cele doua schimburi ,insa coeficientul de aplatizare mediu ,pe intreaga zi este destul de redus ( 0,7 ) ,datorita faptului ca se lucreaza doar in doua schimburi si nu in trei.

Se observa ca cele doua tipuri de curbe (pentru iarna – zi de lucru si vara – zi de lucru ) nu au acelasi Kf –coeficient de forma .

Stabilirea curbelor de sarcina pentru consumatorii industriali ,atat cele de putere reactiva ,cat si cele de putere activa ,da posibilitatea alegerii unei scheme rationale a racordului la sistemul electroenergetic si dimensionarii corecte a retelelor si transformatoarelor din statie si posturi .

CAPITOLUL II

STABILIREA CARACTERISTICILOR STATIILOR SI POSTURILOR DE TRANSFORMARE PENTRU DIFERITE CONFIGURATII ALE RETELEI DE

DISTRIBUTIE

2.1 RACORDAREA INTREPRINDERII LA SISTEMUL ENERGETIC

Alegerea variantei optime .

Variante de realizare a racordului .

Principiul de racordare a platformei industriale la sistemul energetic poate fi sintetizat pe baza schemei bloc de la fig 2.1.

 
 
 
 

Figura . 2.1

– sistemul energetic ;

- linii ;

– statii sau posturi de transformare ;

– instalatii de distributie din intreprinderi ;

Racordul (constituit din elementele 2 si 3 )are rolul de a aduce puterea necesara de la S.E.(1) pana la instalatiile de distributie din intreprindere .

Pentru selectarea variantelor de racord trebuie sa se tina seama de o serie de factori care privesc atat intreprinderea cat si sistemul energetic .

In legatura cu sistemul energetic trebuie sa se tina cont de :

- tipul si caracteristicile instalatiilor existente in zona in care se amplaseaza platforma industriala ;

gradul de incarcare a acestora si posibilitatea preluarii unorsarcini ;

siguranta in alimentare pe care o reprezinta instalatiile respective .

In legatura cu intreprinderea trebuie sa se tina seama de :

puterea activa maxima solicitata in fiecare etapa de dezvoltare si plafonul dezvoltarii ;

factorul de putere corespunzator ;

distantele de la amplasamentul intreprinderii pana la cele mai apropiate instalatii ale sistemelui ;

specificul consumatorilor in functie de locul si rolul lor in procesul de productie precum si repartizarea consumatorilor pe diferite categorii din punct de verede al sigurantei in alimentare si a pagubelor care apar la intreruperea alimentarii .

Astfel exista :

  • Consumatori din categoria zero (VITALI) ,la care intreruperea alimentarii poate duce la incendii ,explozii sau distrugeri de vieti omenesti ,distrugeri de utilaje ;

Pentru alimentarea acestei categorii de consumatori sunt necesare DOUA cai dealimentare cu rezerva de 100% ,caile de alimentare fiind independente si racordate in puncte dealimentare distincte .

  • Consumatori din categoria I ,la care intreruperea alimentarii duce la mari pagube materiale ,fara sa aiba posibilitatea recuperarii productiei nerealizate .

Pentru aceasta categorie de receptoare sunt necesare doua cai de alimentare cu rezerva de 100% care pot sa nu fie independente .

Durata de intrerupere corespunde timpului de actionare a automaticii din sistem .

  • Consumatorii din categoria a II-a la care intreruperea alimentarii duce la nerealizari de productie pe timpul intreruperii ,nerealizari care pot fi insa ,in general recuperate
  • Consumatorii din categoria a III-a sunt consumatorii la care intreruperea alimentarii nu produce pagube materiale .

La alimentarea receptoarelor din categoria a II-a se asigura rezerva de 100% pe durata intreruperii .

Durata intreruperii caracterizeaza timpul in care se face trecerea de la alimentarea de baza la alimentarea de rezerva ,care poate fi de 30min .

Aceste intreruperi corespund datelor de efectuare a manevrelor pentru izolarea neutrului si stabilirea unei scheme noi pentru realimentarea pe cale de rezerva .

Pentru receptoare de categoria a III-a se poate sa nu se prevada alimentarea de rezerva .

O alta clasificare a consumatorilor se poate face dupa valoarea puterii maxime absorbite din retea si anume :

Clasa A ,cu Smax >50 MVA ;

Clasa B ,cu Smax I MVA ;

Clasa C ,cu Smax I MVA ;

Clasa D ,cu Smax < 2,5 MVA .

Cunoscand puterea maxima activa solicitata de platforma industriala Pmax =15 MW,si factorul de putere cosj ,vom obtine :

Smax =face parte din categoria B .

Consumatorii din intreprindere se incadreaza in urmatoarele categorii II si III ,din punct de vedere al continuitatii in alimentare .

Sistemul energetic constituie la realizarea racordului prin instalatiile existente ale sale cele mai apropiate de amplasamentul intreprinderii ,care corespund cerintelor acesteia .Acestea pot fi :

noduri ale sistemului (constand din statii ,posturi de transformare sau centrale electrice ) ;

linii electrice (aeriene sau in cablu ) ;

Tinand seama de aceste probleme de principiu se pot stabili si examina diferite variante de racorduri la sistemul energetic SE .

In cazul in care prin zona trece o linie electrica aeriana de 110 kV cu dublu circuit LAB de 110 kV (figura 2.2 ).In ipoteza ca linia poate prelua si puterea necesara intreprinderii ,cele doua circuite necesare alimentarii platformei industriale se pot racorda la linia LAB in cel mai apropiat punct C:


A LAB C 110kV B

LAB

I1 I2

D 10 kV

Figura 2.2

In cazul existentei unui nod de 110 kV ,centrala ,sau statie coboratoare de la 220,dupa stabilirea conditiilor de alimentare a intreprinderii (in sensul posibilitatii vehicularii puterii necesare intreprinderii) ,fiecare din cele doua circuite necesare pentru alimentare (necesare asigurarii rezervei de 100% ) se racordeaza la cate o sectie de bare,fiecare putand sa asigure puterea integrala intreprinderii ,conform

figurii

220kV

110kV

10kV

Figura 2.3. (a)


110kV

10kV

Figura 2.3. b

Pentru consumatori din categoriile I ,II si III ,necesitand puteri intre 40 si 70 MW racordul celor doua grupuri de circuite la sistem implica fie doua noduri ale sistemului energetic ,fie doua sectii de bare ale unui nod cu sursa locala si sistem ca in figura 2.4 .


220kV

110kV

Figura 2.4

Variantele prezentate desemneaza numai o parte din cele care se pot concepe in vederea realizarii liniilor electrice de racord aeriene sau in cablu.Functie de alte elemente specifice ,care pot aparea in legatura cu instalatiile sistemului energetic ,cat si cu intreprinderile de alimentat ,se mai pot stabili si alte variante care sa fie comparate din punct de vedere tehnico-economic.

2.1.1. Alegerea variantei optime de racord

O prima caracteristica a racordului este tensiunea nominala ,fiind una din tensiunile nominale ale instalatiilor sistemului .Astfel ,pentru intreprinderea studiata ,necesitand o putere maxima de 15 MW si fiind amplasata la 30 – 40 km de instalatiile sistemului energetic ,poate fi alimentata de la 110 kV .

Pentru a realiza o alegere optima de racordare a intreprinderii la sistemul energetic,se examineaza pentru inceput instalatiile care apartin sistemului energetic ce se afla in apropierea amplasamentului intreprinderii .

Astfel ,se constata ca la o distanta de aproximativ 60 km se afla o centrala termica care ar putea alimenta intreprinderea cu energie electrica ,la circa 40 km o statie 220 / 110 kV ,iar pe la 5 km o linie aeriana dubla de 110 kV care insa nu poate prelua puterea necesara intreprinderii .

Astfel ,varianta optima de racord se alege in urma unor comparatii tehnico-economice intre variantele prezentate in figura 2.3. a ,si figura 2.3.b.

Varianta b din figura 2.3 prezinta dezavantaje majore privind transportul energiei electrice .Acest dejavantaj este in primul rand de natura economica ,deoarece cheltuielile cu linia aeriana sunt ridicate ,in comparatie cu varianta a ,datorita distantei mari .

Varianta din figura 2.4 ,desi prezinta avantajul ca mareste siguranta in alimentarea cu energie ,este costisitoare pentru intreprinderea studiata .

Astfel se va adopta ca varianta optima a racordului varianta prezentata in figura 2.3.a ,deci racordarea labarele unei statii coboratoare de la 220 kV aflata la distanta d = 40 km .

2.2.STATIA DE INJECTIE A ENERGIEI ELECTRICE DIN SISTEMUL ENERGETIC

Aceasta constituie partea a II-a a racordului ,dupa linii ,si se realizeaza pentru coborarea tensiunii de la cea a liniilor (corespunzatoare SE ,la care acestea se conecteaza) la valoarea tensiunilor retelelor de distributie din intreprindere .

Tensiunea secundara a statiei de injectie este in acest caz medie tensiune (10 kV),deci este o statie de transformatoare 110 / 10 kV .

Realizarea statiei de injectie ,in cadrul unei solutii optime din punct de vedere tehnico-economic ,presupune atat examinarea si rezolvarea unor probleme de principiu cat si considerarea elementelor specifice intreprinderii studiate .

Amplasarea statiei de injectie a puterii din SE

Cunoscand in primul rand repartizarea tuturor consumatorilor din intreprinderea studiata si folosind un principiu de baza in alegerea amplasamentului statiei ce consta in aducerea energiei electrice la tensiunea superioara racordului cat mai aproape de centrul de greutate a zonei de consum alimentata din statie (sau postul respectiv )si cunoscand puterea maxima ceruta de fiecare consumator ,se poate face o amplasare optima a statiei deinjectie de putere din SE .

Deoarece intreprinderea solicita o putere aparenta maxima nu foarte mare ( Smax = 18,3 MVA ) se examineaza doar varianta cu o singura statie de injectie (nu si varianta cu 2 statii care ar fi prea costisitoare ) si deci studierea unui singur amplasament.

Astfel,intreprinderea studiata este impartita in urmatoarele sectii de productie,fiecare sectie avand consumul sau propriu :

Sectia I consuma : S1 = 4 MVA

Sectia II consuma : S2 = 1,8 MVA

Sectia III consuma : S3 = 3,3 MVA

Sectia IV consuma : S4 = 2 MVA

Sectia V consuma : S5 = 2,2 MVA

Schema electrica si tipul constructiv al statiei de injectie a puterii din sistem

La stabilirea acestei scheme se tine cont de puterea maxima solicitata :

( Smax = 18,3 MVA ) de siguranta in functionare necesara intreprinderii privind continuitatea in alimentarea cu energie electrica ,de existenta sau nu a unei centrale electrice de termoficare proprii si caracteristicile acesteia si nu in ultimul rand de specificul consumatorilor intreprinderii .

In cazul intreprinderii studiate ,in care puterea maxima solicitata de intreprindere este de 18,3 MVA ,in care exista consumatori numai din categoria a II-a si a III-a si in care avem un numar redus de consumatori care produc socuri de putere activa si reactiva (care ar putea periclita buna functionare a altor consumatori ,fara socuri )este necesar sa se studieze mai multe variante de scheme electrice pentru statia de injectie de putere din sistem .Se vor studia variantele :

(a) statie cu 2 trafo (figura 2.5. a)

(b) statie cu 3 trafo (figura 2.5. b)

110 kV


110 kV

10kV 10kV

(a) (b)

Figura 2.5

v         In cazul statiei cu 2 transformatoare avem mai multe variante – statie de tip racord adanc cu sistem de bare sectionate pe puterea secundara,statie de tip H pe partea primara (care are dezavantajul ca nu se poate extinde ) ,statie cu un sistem de bare pe ambele parti (ca in figura 2.5.a),care are avantajul ca permite o eventuala extindere ;

v     statii cu sistem dublu de bare pe partea secundara .

In toate cazurile ,cele 2 trafo au puteri egale ,fiecare putand asigura intregul consum de putere solicitat (pentru asigurarea rezervei de 100%),considerand in acest scop si supraincarcarea admisibila a transformatorului .Am luat in considerare doar varianta cu cate un sistem de bare pe ambele parti (pe partea secundara sistemul de bare este actionat).

Varianta optima a schemei electrice a statiei de injectie ,se va alege in urma calcului tehnico-economic efectuat de alegerea transformatoarelor,intrucat deosebirea esentiala a acestor variante este legata de puterea si numarul transformatoarelor .

Statia de 110 / 10 kV se realizeaza in exterior .

De asemenea transformatoarele vor fi plasate tot in exterior .

Solutia constructiva si dispozitia in teren a aparatelor trebuie sa permita ocuparea unei suprafete cat mai reduse .

2.3 STABILIREA NUMARULUI SI PUTERII TRANSFORMATOARELOR PRINCIPALE

Transformatoarele principale sunt cele instalate in statia de injectie a energiei electrice din sistem de 110 / 10 kV .

Alegerea transformatoarelor instalate in statie se face in functie de :

puterea activa maxima ceruta ;

factorul de putere ;

tensiunea nominala a retelei de distributie ;

rezerva necesara pentru alimentarea consumatorilor in cazul defectarii unui transformator .

Numarul de transformatoare trebuie justificat din punct de vedere tehnico-economic .De obicei intr-o statie pot fi ,din acest punct de vedere : 1 transformator ,2 transformatoare ,sau 3 transformatoare coboratoare .

Alegerea variantei optime se face in urma unui calcul tehnico-economic in care este necesar sa se tina seama de criteriul cheltuielilor minime de exploatare si a pierderilor minime de energie .

Puterea nominala a transformatoarelor se stabileste tinand seama de puterea aparenta maxima necesara platformei industriale .

Alegerea puterii transformatoarelor este dictata de urmatoarele considerente :

(a)    – cand in statii exista mai multe transformatoare ,la avarierea unuia dintre ele,cele ramase in functiune trebuie sa permita alimentarea cu energie a consumatorilor conectati .

(b)   – necesitatea considerarii dezvoltarii in timp a statiei poate sa conduca la o solutie care sa admita posibilitatea instalarii unor transformatoare mai puternice sau la marirea numarului lor .

Se recomanda :

instalarea de transformatoare cu incarcarea in regim normal de 60 – 80 % din puterea nominala ;

admiterea supraincarcarii transformatoarelor in timpul functionarii de avarie,pana la 160 % din puterea nominala pe o perioada de timp de scurta durata (zeci de minute) .

Tinand cont ca la varf consumatorii paltformei industriale studiate necesita o putere maxima Pmax = 15 MW si ca la un factor de putere

cosφnec= 0,82 corespunde o putere aparenta de Smax = 18,3 MVA se va analiza incontinuare pe baza considerentelor enumerate mai sus si in urma unui calcul tehnico-economic cateva variante posibile ,functie de puterea si numarul transformatoarelor instalate in statie .

Se vor studia variantele in care in statie functioneaza transformatoare de 16 MVA si de 25 MVA .

Pentru aceasta e necesar sa se cunoasca caracteristicile celor doua tipuri de transformatoare ,caracteristici trecute in tabelul 2.1.

Functionarea statiei este optima atunci cand pierderile de putere activa sunt minime.

In cazul general in care in statie functioneaza n transformatoare,pierderile de putere activa pe ansamblu se calculeaza cu expresia :

Δ Pn = Δ Pt a + n + Δ Psist n + Δ PLn  (1)

in care :

Δ Pt a +n – pierderile totale de putere activa la functionarea cu n transformatoare,si se calculeaza astfel :

Δ Pt a + n = n ( Δ P0 + α2 Δ Pk ) (2)

unde :

Δ P0 – pierderile in Fe sau pierderile la mersul in gol al transformatoarelor ;

α – coeficientul de incarcare al transformatoarelor .Se calculeaza cu expresia :

α = (3)

unde :

S – puterea aparenta tranzitata prin n transformatoare la un moment dat ;

SnT – puterea aparenta nominala a transformatoarelor .

Δ Pk – pierderile de putere activa in cupru .

Δ Psist n – pierderile de putere activa in sistem la transportul energiei reactive si se calculeaza cu expresia :

Δ Psist n = Ke Δ Qtot n (4)

unde :

Ke – echivalentul energetic al puterii reactive ;

Ke = 0,01 kW / k var (5)

Δ Qtot n = n () (6)

Introducand relatiile (5) si (6) in relatia (4) rezulta urmatoarea expresie a pierderilor de putere activa in sistem :

Δ Psist n = (7)

Δ PLn – pierderile de putere activa in liniile electrice .

Deoarece au valori mici in raport cu celelalte pierderi ,Δ PLn se pot neglija .

In final se obtine expresia :

Δ Pn = (8)

2.4.CARACTERISTICILE TRANSFORMATOARELOR

Tipul

Sn

[MVA]

U1 / U2

[kV]

Reglaj la j.t.

Grupa de conexiuni

Δ P0

[kW]

Δ Pk

[kW]

Uk

i0

TTUS – NS

Y

TTUS - NS

Y

Tabelul 2.1

2.4.1 Variantele posibile utilizand transformatoare de 16 MVA

Variantele posibile se vor studia in functie de configuratia optima a statiei de injectie a energiei din sistem ,care contine doua sau trei transformatoare si tinand cont de puterea maxima tranzitata:Smax = 18,3 MVA sunt posibile mai multe variante :

A.    Varianta cu doua transformatoare ;

B.     Varianta cu trei transformatoare ;

C.     Varianta cu patru transformatoare .

Regimul economic de functionare a statiei

Regimul economic de functionare a statiei se determina aplicand criteriul pierderilor minime de putere activa pentru fiecare varianta,(A ,B,C).

Se aplica relatia (8) pentru fiecare varianta ( n – numarul transformatoarelor variaza),rezultand astfel valorile pierderilor de putere activa .

Varianta A n = 2

Varianta B n = 3

Varianta C n = 4

In toate aceste expresii:ΔP2,ΔP3,ΔP4 ,S a fost un parametru,caruia i se pot da anumite valori.

In concluzie ,tinand cont de valoarea puterii maxime tranzitate Smax = 18,3 MVA si de faptul ca diferentele intre pierderile de putere activa corespunzatoare regimului normal de functionare pentru variantele A si B sunt mici se alege ca varianta optima,varianta cu trei transformatoare ,astfel incat ,la avarierea unuia dintre ele ,celelalte doua sa poata prelua intreaga putere tranzitata maxima .

Smax = 18,3 MVA

Conditiile pe care trebuie sa le indeplineasca cele trei transformatoare sunt legate de :

(a) Functionarea economica care se reflecta in respectarea conditiei :

0,3 n SnT ≤ Smax ≤ 0,8 n SnT

unde : n – numarul transformatoarelor

SnT – puterea nominala a transformatoarelor ;n = 3

SnT = 16 MVA

Smax = 18,3 MVA

ADEVARAT !

Deci conditia de functionare economica este indeplinita .

(b) Functionarea in regim de avarie ,cand este necesar sa se respecte conditia:

ADEVARAT !

Rezulta deci ca si conditia de functionare in regim de avarie este respectata .

2.4.2 Variante posibile utilizand transformatoare de 25 MVA

In acest caz sunt posibile urmatoarele variante :

A.Varianta cu doua transformatoare ;

B.Varianta cu trei transformatoare .

Regimul economic de functionare a statiei

Intrebuintand acelasi algoritm ca si in cazul variantelor utilizand transformatoare de 16 MVA si particularizandu-l pentru acest caz se obtin urmatoarele rezultate :

Varianta A n = 2

Varianta B n = 3

Ca si in cazul variantei cu transformatoare de 16 MVA,si aici S este un parametru ,caruia i se pot da diferite valori.

In concluzie ,tinand seama de valoarea puterii maxime tranzitate Smax=18,3MVA se alege varianta cu trei transformatoare de 25 MVA .

Conditiile pe care trebuie sa le indeplineasca cele trei transformatoare sunt :

(a) Functionare economica

FALS ! – varianta cu trei transformatoare NU SE

JUSTIFICA ECONOMIC

(b) Functionare in regim de avarie

ADEVARAT !

2.4.3 Observatii si concluzii

1) Alegerea variantei optime din numeroasele variante privind puterea si numarul transformatoarelor s-a facut pe baza unui calcul tehnico-economic ,in care s-a tinut seama numai de criteriul pierderilor minime de putere activa si NU de criteriul cheltuielilor minime ,din lipsa datelor .Acest calcul economic bazat pe studiul criteriului cheltuielilor anuale de calcul ar fi cuprins :

Z = C + PI ,unde :

Z – cheltuielile anuale de calcul ;

C – cheltuieli anuale de exploatare (care tin cont de amortizare,de instalatiile de putere in centralele electrice ,de pierderile de energie ) .

P – coeficient normat de eficienta economica a investitiei ,a carui valoare in ramura energetica este de 0,06

I – valoarea investitiei (pentru transformatoare ,pentru sistemul de racire, pentru constructii si instalatii ,pentru montaj ,pentru transport ) .

In concluzie ,considerand criteriul pierderilor de putere activa minime s-a ales ca varianta optima in ceea ce priveste numarul si puterea transformatoarelor din statia de injectie a energiei din sistem VARIANTA CU TREI TRANSFORMATOARE DE 16 MVA .

2) Pentru a evita subincarcarea transformatoarelor alese in perioada in care necesarul de putere este minim (in cazul de fata pe timp de iarna ) si supraincarcarea transformatoarelor in perioada necesarului de putere maxim (pe timp de vara ) se tine cont de :

- suprasarcinile admisibile ale trafo pe baza variatiilor zilnice ale sarcinii :

[%] ,unde :

Ku – coeficient de utilizare a puterii instalate ;

Pe timp de iarna :

suprasarcinile admisibile pe baza variatiei anuale ale sarcinei :

[%] ≤ 15 %

unde : Smax = MVA - puterea maxima ceruta de intreprindere in limitele de iarna,conform curbei de sarcina .

Capacitatea de suprasarcina totala (datorita neuniformitatii curbelor zilnice si anuale de sarcina ) va fi :

α = α3 + αP

Trebuie respectate conditiile :

α ≤ 20 % pentru trafo instalate in interior ;

α ≤ 30 % pentru trafo instalate in exterior .

Se va alege astfel incat ,tinand cont de α ,sa se asigure

Pmax v = 15 MW MVA = 18,3 MVA

cos φ = 0,82

Pmax i = 13,5 MW MVA = 16,5 MVA

cos φ = 0,82

Pentru zilele de iarna Ku = 63 %

MVA

Rezulta deci de aici o concluzie importanta :in cazul variantei cu doua transformatoare de 16 MVA ,la avarierea unuia dintre ele ,celalalt nu este capabil ,tinand cont de α ,sa asigure Smax v .

Iata deci motivul pentru care ,chiar daca pentru aceasta varianta pierderile de putere activa erau ceva mai mici decat pentru varianta aleasa,am ales varianta cu trei transformatoare de 16 MVA .

2.5 STRUCTURA INSTALATIILOR DE DISTRIBUTIE A ENERGIEI ELECTRICE

2.5.1 Aspecte generale

Instalatiile de distributie a energiei electrice sunt formate din :

- retelele de distributie ;

- statii si posturi de transformare care asigura vehicularea energiei electrice de la barele secundare ale statiilor (sau posturilor ) de injectie din sistemul energetic si o vehiculeaza pana la fiecare din receptoarele platformei industriale .

Structura instalatiilor de distributie in cadrul intreprinderii depinde de:

puterile care trebuiesc vehiculate ;

dimensiunile intreprinderii ;

comportarea consumatorilor in timpul regimului de durata ;

tipul receptoarelor din punctul de vedere al sigurantei in alimentare;

tensiunile nominale ale consumatorilor ;

felul curentului (alternativ sau continuu) .

Un principiu de baza in alegerea unei anumite structuri a instalatiilor de distributie a energiei electrice il constituie folosirea unui numar minim de trepte de tensiune in vederea reducerii investitiilor si a pierderilor de energie.

In cazul intreprinderii studiate ,neexistand consumatori care au tensiunea nominala de 6 kV (de exemplu anumite compresoare) ,nu este necesar sa se realizeze aceasta treapta de tensiune .

Deci intreprinderea va avea doua trepte de retele de distributie:(10 kV si 0,4 kV) si posturi de transformare cu transformatoare de 10 / 0,4 kV .

Tinand cont de restrictiile de spatiu care exista in intreprinderile industriale (legate atat de fluxul tehnologic cat si de necesitatea vehicularii materialelor),retelele de distributie de la medie tensiune si o parte a retelei de distributie de joasa tensiune (pana la tablourile secundare de distributie din cadrul sectiilor)se vor realiza in cablu .

2.5.2 Retele de distributie

Exista doua tipuri de baza ale retelelor de distributie ,indiferent de treptele de tensiune :

RADIALA ;

LINIE PRINCIPALA .

Pentru fiecare treapta de tensiune se poate concepe si examina diferite variante de configuratii ale retelelor ,functie de gruparea consumatorilor pe diferite categorii ,de puterile vehiculate ,de numarul statiilor sau posturilor de transformare .

In continuare se va dezbate pe larg modul de determinare a retelei de medie tensiune (10 kV) .

Reteaua de distributie de medie tensiune se racordeaza la barele statiei de injectie a energiei electrice (110 / 10 kV) aflata in apropierea intreprinderii .

Acestea pot fi dupa cum am mai spus ,de tip radial sau de tip linie principala sau mixta .

In functie de numarul treptelor de transformare ,retelele de distributie pot avea mai multe trepte de transformare .

In cazul intreprinderii studiate vom avea o singura treapta de transformare (10 / 0,4 kV) .

I . VARIANTE DE RETELE DE TIP RADIAL

Retelele de tip radial ,cu avantaje ca : siguranta marita in alimentare,elasticitate,posibilitati de automatizare si comanda centralizata,dar si dezavantaje ca :investitii mai mari precum si numar mai mare de plecari din statii .

Retelele radiale pot fi :

intr-o treapta ; (1)

in doua trepte ;(2)

in cascada .(3)

(1) Reteaua de tip radial la medie tensiune se poate clasifica si in functie de importanta consumatorilor :

a) – retea pentru consumatori de categoria a II-a si a III-a .

Cea mai simpla alimentare radiala pentru aceste categorii de consumatori se face printr-un cablu (figura 2.6. a) sau prin doua cabluri,pe acelasi intreruptor pentru marirea sigurantei in alimentare (figura 2.6. b) .

Pentru reducerea plecarilor din statie se pot monta cele doua cabluri pe un intreruptor ,pentru alimentarea a doua grupuri de consumatori mai mici ,ca in figura 2.7 .

10kV 10kV 10kV

10kV 10kV

10kV 10kV

(a) (b)

Figura 2.6

Figura 2.7

(b) – retea pentru consumatorii din categoriile 0 si 1

Pentru asigurarea rezervei de 100 % (intr-un timp foarte scurt) se prevad doua cai de alomentare ,fiecare putand prelua intregul consum,racordate fiecare la sectii sau sisteme de bare diferite ,atat la plecare cat si la sosire .Cuplele dintre aceste sectii sunt prevazute cu AAR (Anclansare automata rapida) .

Se pot adopta diferite variante de retele in functie de puterea vehiculata :

- pentru consum de 2 – 3 MVA se poate folosi cate un cablu pe fiecare cale de alimentare (figura 2.8),iar pentru valori de 4 – 6 MVA se pot folosi si cate doua cabluri in paralel pe acelasi intreruptor ,de pe fiecare cale de alimentare.

Pentru alimentarea a doua grupe de consumatori se pot folosi variante ca in figura 2.9. a si b ,iar cea de-a doua oferind avantajul in plus al unui numar mai mic de plecari .



Ambele solutii ofera o elasticitate mare in utilizarea rezervei (mai mare in varianta a ) .

AAR

10 kV

AAR

10kV

Figura 2.8

AAR 10 kV


AAR AAR

10kV 10kV

Figura 2.9 a)

AAR

10 kV

AAR AAR

10kV 10kV

Figura 2.9 b)

(2) Reteaua de medie tensiune in doua trepte se utilizeaza in cazul in care exista un numar mare de consumatori ,printre care unii amplasati la distante mai mari debarele statiei .

II VARIANTE DE RETELE DE TIP LINIE PRINCIPALA (MAGISTRALA)

Retelele de tip linie principala au avantaje ca :investitii mai mici (datorita numarului mai mic de plecari ),statii de alimentare mai reduse (datorita numarului mai mic de plecari),dar si dezavantaje ca :siguranta in alimentare mai mica (pentru ca avarierea unui cablu intrerupe alimentarea a mai multor receptoare ) ,dificultati la folosirea automatizarii .

La tensiune medie ,prin linii principale se pot alimenta consumatori din toate cele 4 categorii .

Consumatorii din categoriile a II-a si a III-a pot fi alimentati prin linii principale simple prin deviatii (figura 2.10 a )sau prin linie sectionata (figura 2.10 b ) .

10 kV

Figura 2.10 a


10 kV

Figura 2.10 b

Rezerva in alimentare se poate realiza fie pe partea de joasa tensiune,fie in cazul alimentarii a mai multor consumatori prin doua-trei linii principale simple prin folosirea unei linii principale comune ,legata de liniile respective prin separatoare ,fie prin folosirea unei linii principale inchise (bucla) ca in figura 2.11 .Functionarea in bucla are insa dezavantajul ca in cazul unei avarii pe orice tronson de cablu ,deconecteaza ambele intreruptoare si toti consumatorii raman nealimentati pana la stabilirea tronsonului defect,a izolarii lui si reluarii alimentarii .Insa ,sectionand bucla si montand un separator S ,deschis in functionarea normala si montat pe cablul prin care trece curentul cel mai mic ,se poate reduce acest inconvenient .

10kV


S

10kV


10kV

Figura 2.11

Exista posibilitatea ,in vederea cresterii sigurantei in alimentare,alimentarii unei linii principale simple de la doua capete ,ca in figura 2.12.

10 kV 10 kV

10 kV 10 kV

Figura 2.12

Schemele examinate separat pentru retele de tip radial sau de tip linie principala se pot combina intre ele ,functie de conditiile specifice intreprinderii studiate in vederea alegerii variantei optime de retea de distributie .

2.5.3 Posturile de transformare

Posturile si statiile intermediare de transformare constituie ultima treapta de transformare in cadrul intreprinderii pentru alimentarea consumatorilor de joasa,respectiv de medie tensiune .

Pentru a stabili numarul statiilor si posturilor de transformare precum si numarul transformatoarelor montate in acestea si puterea nominala a acestora se va tine cont de distributia consumatorilor pe amplasamentul intreprinderii si de puterile cerute de acestia .

Tinand seama de faptul ca intr-o statie intermediara de transformare,respectiv intr-un post de transformare se monteaza maxim doua transformatoare (un numar mai mare nu se justifica economic) si de faptul ca este suficient sa se foloseasca un numar redus de tipuri de transformatoare (in posturile de transformare acestea sunt de maxim 1MVA,intrucat se tinde spre o tipizare in constructie ,voi proiecta incontinuare numarul posturilor de transformare ,numarul transformatoarelor din fiecare post ,precum si puterea nominala a acestora .

Voi utiliza doua tipuri de transformatoare .

Sn [MVA]

Tipul

U1 / U2

Reglaj i.t.

Grupa de conexiuni

Δ P0

[kW]

Δ Pk

[kW]

Uk

i0

TTU-NL

Δ φn5

TTU-NL

Δ φn5

Tabelul 2.2

Pentru a determina numarul transformatoarelor din fiecare post de transformare (unul sau doua)voi utiliza criteriul pierderilor minime de putere activa .

Ke = 0,01

(a) pentru transformatorul de 0,630 MVA

- n = 1

- n = 2

Ca si in cazurile anterioare,S este un parametru,pentru care se pot da diferite valori.

(b) pentru transformatorul de 1 MVA

- n = 1

n = 2

CONCLUZII

1) pentru transformatorul cu Sn = 0,630 MVA

(a) pentru S ≤ 0,35 MVA este economic sa se functioneze cu un transformator in post ;

(b) pentru S > 0,35 MVA este economic sa se functioneze cu doua transformatoare in post .

2) pentru transformatorul cu Sn = 1 MVA :

(a) pentru S ≤ 0,55 MVA este economic sa se functioneze cu un transformator in post ;

(b) pentru S > 0,55 MVA este economic sa se functioneze cu doua transformatoare in post .

Voi calcula pentru fiecare din cele cinci sectii posturile de transformare .

Astfel :

sectia I S1 = 4 MVA

Pentru consumatorii din categoria a II-a si a III-a ,suma puterilor nominale ale transformatoarelor trebuie sa fie egala cu puterea totala tranzitata .

Folosesc transformatoare TTU-NL ,avand SnT = 1 MVA si caracteristicile trecute in tabelul 2.4

= 4 transformatoare

Conditiile pe care trebuie sa le satisfaca aceste transformatoare (ca si cele principale din statia de injectie a energiei din sistem ) sunt :

1) conditia de functionare economica reflectata in inegalitatea care trebuie satisfacuta

0,3 n SnT ≤ Smax ≤ 0,8 n SnT NU

aleg n = 5 transformatoare

DA

2) conditia de functionare in regim de avarie

Smax = S1 ≤ 1,3 ST (n-1)

4 ≤ 1,3 DA

Avand o putere medie tranzitata de :

folosesc doua posturi cu cate doua transformatoare de 1 MVA in paralel si un post cu un transformator de 1 MVA .

sectia a II-a S2 = 1,8 MVA

Pentru posturile de transformare corespunzatoare acestei sectii folosesc transformatoare TTU-NL cu SnT = 0,630 MVA ,avand caracteristicile in tabelul 2.4 .

Numarul de transformatoare este :

aleg n = 3 transformatoare

1) conditia de functionare economica :

Aleg n = 4 transformatoare

DA

2) conditia de functionare in regim de avarie :

S2 ≤ 1,3 SnT (n-1) DA

Puterea medie tranzitata este :

in posturi voi folosi cate doua transformatoare in paralel .

n = 4 transformatoare – folosesc doua posturi cu cate doua transformatoare de 0,630 MVA

sectia a III-a S3 = 3,3 MVA

Utilizarea de transformatoare TTU-NL cu Sn = 1 MVA cu caracteristicile trecute in tabelul 2.4.

Numarul de transformatoare este :

transformatoare

Aleg n = 4 transformatoare

1) conditia de functionare economica

NU

n = 5 transformatoare

DA

2) conditia de functionare in regim de avarie

DA

Puterea medie tranzitata :

conform concluziilor de la pagina 56 folosesc cate doua transformatoare in paralel pe un post de transformare .

n = 5 transformatoare – folosesc doua posturi cu cate doua transformatoare si un post cu un transformator de 1 MVA .

sectia a IV-a S4 = 2 MVA

Folosesc transformatoare cu Sn = 0,630 MVA

Aleg n = 4 transformatoare

conditia de functionare economica

DA

conditia de functionare in regim de avarie

DA

Puterea medie tranzitata pe un transformator este :

n = 4 transformatoare – aleg doua posturi cu cate doua transformatoare de 0,630 MVA pe post .

sectia a V-a S5 = 2,2 MVA

Aleg transformatoare cu Sn = 0,630 MVA

transformatoare

Aleg n = 4 transformatoare

conditia de functionare economica :

NU

Aleg n = 5 transformatoare :

DA

conditia de functionare in regim de avarie :

DA

n = 5 transformatoare – aleg doua posturi cu cate doua transformatoare in paralel si un post cu un transformator de 0,630 MVA

2.6 OBSERVATII SI CONCLUZII

Numarul total de posturi,la nivel de intreprindere este nPT = 13 posturi de transformare,avand cate 1sau 2 transformatoare de 0,630 MVA sau 1 MVA .

Numarul total de transformatoare este nT = 23 transformatoare din care 10 transformatoare de 1 MVA si 13 transformatoare de 0,630 MVA .

CAPITOLUL III

ALEGEREA ECHIPAMENTELOR DIN STATIILE SI POSTURILE DE TRANSFORMARE

3.1 ASPECTE GENERALE

Echipamentul electric al oricarei instalatii electrice trebuie astfel ales incat sa satisfaca urmatoarele conditii :

- parametrii nominali ai echipamentului sa corespunda parametrilor locului in care se instaleaza ;

- sa reziste supratensiunilor si curentilor de scurtcircuit ce pot sa apara in regim de avarie .

Curentii de scurtcircuit solicita elementele echipamentului din punct de vedere mecanic si termic ;solicitarea electrodinamica este determinata de curentul de scurtcircuit de soc ,iar solicitarea termica este valoarea curentului de scurtcircuit permanent (ca valoare efectiva ) si de durata acestuia .

Verificarea parametrului electric la solicitari mecanice si termice in cazul curentilor de scurtcircuit se face prin compararea marimilor de calcul cu cele de incercare.

La alegerea si verificarea elementului respectiv trebuie sa se aleaga locul de scurtcircuit astfel incat curentul ce rezulta sa determine solicitarea maxima posibila a elementului (deci situatia cea mai nefavorabila ) .

3.2 CALCULUL CURENTILOR DE SCURTCIRCUIT

Deci calculul curentilor de scurtcircuit, pe baza celor mentionate,constituie prima etapa in vederea alegerii si verificarii echipamentului electric din statiile si posturile de transformare .

Alegerea variantei optime

Tinand cont de faptul ca statia de injectie a energiei din sistem se afla undeva in apropierea intreprinderii ,am adoptat o schema radiala in doua trepte ;in treapta a II-a ,in functie de importanta consumatorilor ,adoptand o combinatie intre linii principale (sectii I,III ,IV ) si linii radiale ( sectii II si IV ) .

Asigurarea continuitatii alimentare a sectiilor se face prin cupla prevazuta cu AAR intre sectiile barei din secundarul statiei de injectie ,iar in cazul consumatorului I,care este un consumator important (si pentru ceilalti consumatori ) se face prin alimentarea de la doua sectii diferite ale barei mai sus mentionate .

Puterea maxima de 18,3 MVA tranzitata prin statia de injectie este folosita in parte pentru iluminatul unei sectii ( 5 MVA ) ,iar restul de 13 MVA este tranzitata prin cele cinci plecari spre platforma industriala studiata .

Tipul de scurtcircuit cel mai grav ,in conditiile instalatiilor electrice din intreprinderile industriale ,il constituie scurtcircuitul trifazat ,care conduce la aparitia celor mai mari curenti .

Pentru aceasta este necesar sa se calculeze curentii de scurtcircuit trifazat in toate punctele mai importante ale retelei de distributie la toate treptele de tensiune existente in intreprindere .Astfel se calculeaza valorile maxime ale curentilor de scurtcircuit ,pentru care se considera in functie de toate sursele din sistem si toate instalatiile de transport si distributie ,ceea ce corespunde situatiei sistemului in perioadele de sarcina maxima .

Schema electrica ce cuprinde statia sistemului ,statia de injectie aflata in apropierea intreprinderii ( de 3 Χ TTUS – NS 16 MVA ) ,precum si cele doua tipuri de posturi de transformare ( cu transformatoare de 0,630 MVA si respectiv 1 MVA ) aflata in incinta intreprinderii si deasemenea caracteristicile elementelor care apar in schema si punctele in care se vor calcula curentii de scurtcircuit au fost reprezentati in figura 3.1 .

Pentru calculul curentilor de scurtcircuit trifazat fac urmatoarele ipoteze simplificatoare .

reteaua simetrica si echilibrata ;

- parametrii retelei invariabile in timp ;

neglijez curentii de magnetizare ;

neglijez influenta consumatorilor ;

reteaua liniarizata .


Figura 3.1

L1 = 40 km  L2 = 2,4 km L3 = 2 km

r1 = 0,212 Ώ/km r2 = 0,275 Ώ/km r3 = r2

x1 = 0,305 Ώ/km x2 = 0,11 Ώ/km x3 = 0,11 Ώ/km

T6, T7 : 2 x TTU - NL T8, T9 : 2 x TTU - NL

0,63 MVA; 10/0,4 kV 1 MVA; 10/0,4 kV

Uk = 6% Uk = 6%

ΔPCU = 8,2 kW ΔPCU = 12 kW

Utilizand metoda componentelor simetrice (directe – d,indirecte

i,homopolare – h ) si cum am considerat reteaua perfect simetrica si echilibrata ,la scurtcircuitul trifazat se studiaza numai secventa de succesiune directa (pentru ca Ii ,Ih = 0 ) .

In figura 3.2 se reprezinta schema echivalenta de succesiune directa,in care fiecare element component al sistemului ,reprezentat in figura 3.1 se reprezinta prin schema echivalenta .

Relatiile de calcul al impedantelor elementelor din retea sunt :

generatoare ,compensatoare si motoare electrice sincrone :

XS = 1,1 U2 / Sscc ,unde : U – tensiunea locului de defect .

RS = 0,1 XS

transformatoare :

XT = , unde : UK [%] =,reprezentand

tensiunea de scurtcircuit.

RT =

Daca nu se da Ua [%] se poate calcula cu relatia :

Ua [%] = 100 PCU / ST [kW]

linii (in cablu ,aeriene sau bare )

RL = r - unde r,x reprezinta rezistenta ,respectiv reactanta

specifica .

XL = x L – lungimea liniei .


Figura 3.2

In cazul in care reteaua considerata are mai multe trepte de tensiune U1 ,carora le corespund impedantele Zi ,toate impedantele se raporteaza la o tensiune de referinta aleasa Ur (preferabil tensiunea nominala la locul defectului ) ,in care caz Zi raportat si Ii real se determina cu relatiile :

;

Deci am ales ca metoda de calcul al curentilor de scurtcircuit trifazat metoda marimilor raportate ,in figura 3.2 ,fiind prezentat aportul fiecarui element din retea prin impedanta echivalenta (in regim de succesiune directa) raportata .

Astfel tensiunea de referinta pe care am ales-o este : Ur = 10 kV

Exemplu numeric

contributia transformatoarelor T1 si T2 la scurtcircuit .

XT1r = XT2r = ,

unde : Ur = 10 kV

ST = 200 MVA

U1 = [%]

Ω = 0,05 Ω

RT1r = RT2r = Ω = 0,06 Ω

transformatoarele T3 ,T4 si T5 :

Ω = 0,69 Ω

Ω

Am calculat : %

- transformatoarele T6 , T7 :

Ω = 9,20 Ω

Ω = 2,06 Ω

transformatoarele T8 si T9 :

Ω = 5,8 Ω

Ω = 1,2 Ω

contributia sistemului :

Ω

Ω

Ω

contributia liniilor :

(a)     linii aeriene – acestea sunt din Al ,cu sectiunea

S = 150 mm2 si au distanta intre conductoare de 800 mm

r1 = 0,212 Ω / km

x1 = 0,305 Ω / km

Ω = 0,1 Ω

Ω

(b) linii in cablu – aleg cablu din Cu ,cu manta cu 3 conductoare ,fiecare avand sectiunea S = 70 mm2 si functionand la temperatura t = 400 C

r2 = r3 = 0,275 Ω / km

x2 = x3 = 0,11 Ω / km

Ω

Ω = 0,22 Ω

Ω = 0,66 Ω

Ω = 0,55 Ω

Impedantele echivalente raportate (trecuta in figura 3.2) s-au calculat cu relatia :

,unde indicele i indica elementul ,iar indicele r indica

faptul ca se refera la o marime raportata .

Astfel :

- pentru T1 ,T2

Ω = 0,078 Ω

Analog se calculeaza pentru fiecare element din retea .

3.3 CALCULUL PUTERILOR SI CURENTILOR DE SCURTCIRCUIT

TRIFAZAT

Curentii si puterile de scurtcircuit trifazat se vor calcula in punctele

K1 – K8 .In stabilirea schemei echivalente pana in punctul Ki ,unde consider scurtcircuitul am calculat impedanta raportata,echivalenta (pana in punctul respectiv) cu relatia :

(1)

Valoarea curentului fictiv (considerat pe schema echivalenta)se calculeaza astfel :

, Ui – tensiunea locului de defect (2)

Valoarea reala a curentului de scurtcircuit este :

(3)

Valoarea puterii de scurtcircuit in fiecare punct de defect se calculeaza astfel :

(4)

scurtcircuit in K1

scurtcircuit in K2

(valoarea curentului real )

scurtcircuit in K3

Analog ca si in K2 se obtine :

scurtcircuit in K4

Situatia este identica cu cea din K2 si K3.

Deci :

scurtcircuit in K5

scurtcircuit in K6

scurtcircuit in K7



Scurtcircuit in K8

Sistemul de injectie a energiei electrice din sistem are neutrul legat direct la pamant,rezultand necesitatea studierii scurtcircuitului monofazat pentru a stabili numarul de transformatoare al caror neutru se leaga direct la pamant ,precum si pentru dimensionarea prizelor de pamant ale statiei .

Tratarea neutrului este corecta daca se indeplinesc urmatoarele conditii :

- curentul de scurtcircuit monofazat este mai mic decat curentul de scurtcircuit trifazat ,pentru ca echipamentele se dimensioneaza la scurtcircuitul trifazat .

- in cazul scurtcircuitului monofazat pe fazele neafectate de defect sa nu apara supratensiuni periculoase .

3.4 ALEGEREA ECHIPAMENTELOR

Echipamentele electrice atat din statiile,cat si din posturile de transformare se aleg in functie de valorile curentilor de scurtcircuit trifazat si de parametrii nominali ai locului in care se monteaza .

Astfel :

Alegerea separatoarelor se face in functie de :

- tensiunea nominala :

Uns ≥ Uretea ,unde Uns – tensiunea nominala a separatorului.

- curentul nominal :

Ins ≥ Ic ,unde Ic – curentul de calcul ,care este determinat cu

relatia :

Ic = ,unde Smax – puterea maxima

tranzitata prin locul respectiv.

- tipul instalatiei (de interior sau exterior ),caracteristicile

mediului ambiant .

Separatoarele trebuiesc verificate la stabilitate termica (Iet > Iscc ,unde Iet – curentul limita termic pentru o secunda ,dat in catalog in kA ,iar Iscc – valoarea stabilizata a curentului de scurtcircuit trifazat ) si la stabilitate electro-dinamica ( Ied > Isoc ,unde Ied – curentul limita dinamic ,iar Isoc – valoarea maxima (momentana) a curentului de scurtcircuit in regim tranzitoriu .

Alegerea intreruptoarelor se face analog :

- tensiunea nominala a intreruptorului ; Uni ≥ Un retea

- curentul nominal al intreruptorului ; Ini ≥ Ic ,unde Ic – curentul de calcul .

- felul instalatiei (de tip interior sau exterior),caracteristicile mediului ambiant ;

- posibilitatea ca intreruptorul sa execute RAR (in catalog se precizeaza daca poate executa RAR ,ce durata trebuie sa aiba pauza si cu ce tip de dispozitiv de declansare este dotat.

Timpul de pauza este determinat de durata de rupere – stabilirea- maxim 0,35 – intreruptorului) ;

- puterea de rupere a intreruptorului : Sr ≥ Sscc ,in care Sscc – puterea de scurtcircuit in punctul in care se monteaza ;

- verificarea la solicitarea termica ; Iet ≥ Iscc ,unde marimile au aceeasi semnificatie ca in cazul separatoarelor ;

- stabilirea electrodinamica : Ied ≥ Isoc ,analog ca la separator .

Alegerea transformatoarelor de masura de curent :

- tensiunea nominala ; Un ≥ Un retea

- curentul nominal ; In ≥ Ic

- tipul este ales in functie de locul in care se monteaza .

- clasa de precizie in functie de tipul masuratorii care se doreste sa se efectueze .

Tinand cont de aceste principii mai sus mentionate si urmarind schemele electrice in care sunt figurate echipamentele respective,atat in statia de injectie a energiei electrice din sistemul energetic (figura 3.11),cat si in posturile de transformare din cadrul intreprinderii studiate (in figura 3.12 s-au reprezentat echipamentele electrice corespunzatoare celor doua tipuri de transformatoare utilizate :de 1 MVA si 0,630 MVA) s-au ales aceste echipamente astfel :

Pentru statia de injectie

(a) intreruptoarele I1 pe partea de inalta tensiune .

Puterea maxima tranzitata pe fiecare transformator este :

curentul de calcul :

Puterea de scurtcircuit (din paragraful 3.3)este SK1 = 400,1 MVA,iar curentul de scurtcircuit este IK1 = 2,1 kA (valoare efectiva stabilizata) .


Figura 3.3

Un1 ≥ 110 kV

In1 ≥ 32 A

Sr ≥ 400,1 MVA

Ied ≥ 2,55 ∙ 2.1 kA = 5,4 kA

Iet ≥ 1,52 ∙ 2,1 kA = 3,2 kA

Din catalog aleg intreruptorul IUP – 110, 1250,avand urmatoarele caracteristici : Un = 110 kV

In = 1250 A

Iet / Ied (kA) = 20 / 50

Sr = 3000 MVA

tip actionare MR – 4 (mecanism cu resort)

(b) Separatoarele S1 pe partea de inalta tensiune trebuie sa indeplineasca aceleasi conditii ca si intreruptoarele (mai putin puterea de rupere pentru care nu se pune problema).

aleg separator de exterior,tip STEP – 145 (separator trifazat de exterior cu cutite de punere la pamant),cu urmatoarele caracteristici:

Un = 145 kV

In = 2000 A

I1t / Id (kA) = 315 / 80

- actionare AME (actionare normala de exterior)

ASE (cu dispozitiv de actionare electromagnetica de

de exterior )

AP (cu dispozitiv de actionare a cutitelor de punere

la pamant ).

(c) Transformatoarele de masura de curent pe partea de inalta tensiune TC1 :

Un ≥ 110 kV ;

I1 ≥ IC1 = 32 A .

aleg CESU – 110 2Χ(50) / 5 (transformator de masura de tip exterior,tip suport cu izolatie in ulei),cu urmatoarele caracteristici :

Un = 110 kV

I1 / I2n (A) = 50 / 5

- clasa de precizie in secundar 1

(d) Intreruptoarele I2 pe partea de medie tensiune :

Un2 ≥ U2 = 10 kV

Ied ≥ 2,55IK2 = 2,55 ∙ 6,2 kA = 15,8kA Deci : In2 ≥ IC2 = 352,2 A

Iet ≥ 1,52IK2 = 1,52 ∙ 6,2 kA = 9,4kA

Sr ≥ SK2 = 107,4 MVA

Din catalog aleg intreruptor IO – 10 ,630 (intreruptor ortajector) ,cu urmatoarele caracteristici :

Un = 10 kV

In = 630 A

SR = 500 MVA

- dispozitiv de actionare MRI – 2 (mecanism cu resort pentru actionarea intreruptorului ) .

(e) Separatoarele S2 pe partea de medie tensiune se aleg ca si intreruptoarele I2 aleg ST/m – 12 (separator trifazat modernizat),cu :

Un = 12 kV

In = 630 A

I1t / Id (kA) = 16 / 40

- actionare AMI – actionare normala de interior

(f) transformatoarele de masura de curent TC 2

Un ≥ 10 kV

In ≥ 352,2 A aleg CIRT – 10 B – Al 1500/5

(transformator de curent de interior cu izolatie rasina,tip de trecere )cu :

Un = 10 kV

I1 / I2n = 1500 A / 5A

- indicele B – Al indica faptul ca sunt utilizate pentru bare din aluminiu

Pentru posturi de transformare :


Figura 3.4

(a) pentru posturile de transformare de 1 MVA este dat exemplul din figura 3.12 a .

Curentii de calcul sunt :

intreruptoarele

Un ≥ 10 kV

In ≥ IC1 = 191 A

I3 Sr ≥ SK6 = 76,4 MVA

Ied ≥ 2,55 IK6 = 2,55 ∙ 4,41 kA = 11,25 kA

Iet ≥ 1,52 IK6 = 1,52 ∙ 4,41 kA = 6,7 kA

Aleg IUP – M 10 – 630 (intreruptor cu ulei putin modernizat) cu :

Un = 100 kV

In = 630 A

Sr = 350 MVA

It01 / Id (kA) = 30 / 76,5

t1 / td =

Actionare MRI – 0

Un ≥ 10 kV

I4 In ≥ IC2 = 43,3 A

Sr ≥ SK6 = 76,4 MVA

Aleg acelasi tip de intreruptor ca si I3 :

Un ≥ 0,4 kV

In ≥ IC3 = 1082,6 A

Sr ≥ SK8 = 23,4 MVA

Ied ≥ 2,55 = 2,55 kA = 43 kA

Iet ≥ 1,52 = 1,52 kA = 25,6 kA

Aleg ASRO 660 Vc.a. cu In = 1600 A ,Ir = 1600 A ,Ir = 50 kA .

separatoarele


Un ≥ 10 kV

S3 In ≥ IC2 = 43,3 A

Ied ≥ 2,55 ∙ IK6 = 11,25 kA

Iet ≥ 1,52 ∙ IK6 = 6,7 kA

Aleg STIn – 12 (separator trifazat de interior nou),ca si in cazul separatoarelor S2

Un ≥ 0,4 kV

In ≥ IC3 = 1082,6 A

S4 Ied ≥ 2,55 = 43 kA

Iet ≥ 1,52 = 25,6 kA

Aleg STIn – 3 cu :

Un = 3 kV

In = 1250 A

I1t / Id (kA) = 50 / 125

- actionare AMI 11

transformatorul de masura de curent TC 3

Un ≥ 0,4 kV → Aleg CIT – 0,5 / 5 ,cu :

In ≥ IC3 = 1082,6 A


Un = 0,5 kV

I1 / I2n = 1500 / 5 (A)

(b) pentru posturile de transfrmare de 0,630 MVA ,alegerea se face in mod analog .

Astfel :

intreruptoarele

Un ≥ 10 kV

In ≥ I’C1 = 231 A

I’3 Sr ≥ SK5 = 71,4 MVA

Ied ≥ 2,55 ∙ IK5 = 2,55 ∙ 4,12 kA = 10,5 kA

Iet ≥ 1,52 ∙ IK5 = 1,52 ∙ 4,12 kA = 6,3 kA

Aleg acelasi intreruptor ca si pentru I3

Un ≥ 0,4 kV

In ≥ I’C3 = 722 A

Sr ≥ SK7 = 15,8 MVA

I’5 Ied ≥ 2,55

OROMAX – C5 0,660

Aleg ASRO curent alternativ cu :

In = 1600 A

Ir = 60 kA

- actionare M (cu motor)

separatoarele

S’3 si S’4 se aleg de acelasi tip ca si S3 si S4 .

transformatorul de masura de curent TC’

Un ≥ 0,4 kV

In ≥ I’C3 = 722 A →

Aleg CIT – 0,5 tf – 1000 / 5 / 5 ,avand urmatoarele caracteristici :

Un = 0,5 kV

I1 / I2n (A) = 1000 / 5 / 5

tf – varianta de constructie

Caracteristicile tuturor aparatelor,atat din statia de inalta tensiune,cat si din posturile de transformare din cadrul intreprinderii sunt trecute in tabelul 3.1 .

CAPITOLUL IV

PROIECTAREA PARTII DE JOASA TENSIUNE

ALIMENTEAZA O SECTIE A INTREPRINDERII

4.1 DETERMINAREA CONFIGURATIEI OPTIME A RETELELOR DE

DISTRIBUTIE DE PE PLATFORMA INDUSTRIALA

In acest capitol ma voi referi la retelele electrice de joasa tensiune de pe platforma.Acestea realizeaza distributia energiei electrice la receptoare,indeplinind astfel scopul final al intregului proces de producere,transport si distributie a enerfiei electrice .

Retelele electrice de joasa tensiune sunt constituite din totalitatea coloanelor si circuitelor de utilaj sau receptor.

Din punctul de vedere al locului in care sunt considerate,retelele electrice se clasifica in :

(1) retele de alimentare (care leaga barele de joasa tensiune ale posturilor de transformare la punctele de distributie care sunt tablourile);

(2) retele de distributie,care leaga receptoarele si utilajele la punctele de distributie;

(3) punctele de distributie sunt reprezentate,in cazul retelelor electrice de joasa tensiune,de tablourile de distributie,care pot fi :

- tablouri generale (care primesc energia electrica de la postul de transformare sau direct din reteaua furnizorului,avand un curent nominal de pana la 2400 A).

- tablouri principale(alimentate dintr-un tablou general si care distribuie energia electrica la tablouri secundare,curentul lor nominal nedepasind de regula 600 A.

- tablouri secundare (alimentate dintr-un tablou principal si care distribuie energia electrica la receptoare si utilaje,avand un curent nominal de regula maxim de 300 A).

In determinarea configuratiei optime a retelelor de joasa tensiune,trebuie respectate anumite conditii ca :

- sa prezinte siguranta pentru viata oamenilor si impotriva pericolului unor incendii sau explozii;

- sa prezinte siguranta suficienta in ceea ce priveste alimentarea cu energie electrica a receptoarelor;

- sa ofere posibilitatea extinderii;

- sa fie economice;

- sa poata asigura transportul energiei electrice spre receptoare,cu pierderi minime de tensiune.

A.Retelele de alimentare

Se pot folosi sisteme radiale,care sunt cele mai utilizate,datorita simplitatii si claritatii in exploatare.Se folosesc pentru alimentarea unor tablouri de distributie suficient de incarcate,montate relativ apropiat unele de altele,cat si in cazul tablourilor de distributie cu puteri cerute mari,fata de care tabloul general ocupa o pozitie aproximativ centrala.

Acestea pot fi intr-o treapta (figura 4.1 a),in doua trepte (figura 4.1 b):


(b) (a) Figura 4.1

Un alt tip de schema este cel cu linii principale,folosit pentru alimentarea unor tablouri de distributie amplasate pe aceeasi directie fata de tabloul general.

Alimentarea tablourilor de distributie se poate realiza in derivatie (cu sarcini distribuite ca in figura 4.2 (1),sau cu sarcini grupate ca in figura 4.2 (2)sau prin linii sectionate (ca in figura 4.2 (3) ).Magistrala se poate realiza din bare capsulate,fiind folosite frecvent in alimentarea cu energie electrica a unor sectii cu sarcini electrice mari .


Figura 4.2

Retele de distributie de joasa tensiune,care asigura racordarea receptoarelor si utilajelor la tablourile de distributie,se pot realiza cu :

- scheme radiale;

- linii principale.

Configuratia radiala este cea mai frecvent utilizata pentru retelele de distributie de joasa tensiune.

Pentru alimentarea receptoarelor si utilajelor electrice de mica importanta,situate departe de punctele de distributie,insa amplasate apropiat intre ele.Conexiunea cu linia principala este mai frecvent utilizata la realizarea distributiei in interiorul utilajelor.Gruparea receptoarelor si utilajelor pe tablouri de distributie tine cont de :

existenta unor corelatii functionale in cadrul pricesului tehnologic;

amplasarea invecinata in cadrul sectiei;

lipsa perturbatiilor reciproce suparatoare intre diferite tipuri de

receptoare;

Numarul de receptoare si utilaje care pot fi racordate la acelasi tablou de distributie este limitat de valoarea maxima a curentului.

ALEGEREA VARIANTEI OPTIME a retelelor electrice de joasa tensiune a fost determinata de o comparatie tehnico-economica a variantelor prezentate mai sus.Astfel,atat pentru retelele de alimentare,cat si pentru retelele de distributie am ales SCHEMA RADIALA.

4.2 PROIECTAREA PARTII DE JOASA TENSIUNE A UNEI SECTII

Schema electrica de distributie de joasa tensiune la nivelul sectiilor de productie din cadrul platformei industriale,trebuie sa indeplineasca urmatoarele cerinte generale:

- alimentarile normale si de rezerva sa asigure functionarea agregatelor atat separat,cat si in ansamblu;

- conexiunile schemelor,in orice regim de functionare sa nu atraga in caz de incident (intern sau extern) deconectarea a mai mult decat un agregat;

- posibilitati de extindere;

- sa fie economice .

Am ales in cadrul capitolului IV pentru schemele de alimentare si distributie la joasa tensiune scheme de tip radial.

Aceasta parte a proiectului se refera la calculul elementelor retelelor de joasa tensiune,exemplificandu-se pentru tabloul secundar de distributie.

Sistemul de tensiuni cu care se alimenteaza tabloul este de 3Χ400V,50Hz.

Elementele retelelor de joasa tensiune sunt :

conducte si cabluri;

aparate electrice;

Din punct de vedere al functiunilor care le indeplinesc,se deosebesc urmatoarele categorii :

- aparate de conectare:intreruptoare,comutatoare,separatoare,

contactoare,prize si fise;

- aparate de protectie:sigurante fuzibile,contactoare cu relee,intreruptoare automate;

- aparate pentru pornirea motoarelor electrice:comutatoare stea-triunghi,autotransformatoare de pornire,reostate de pornire;

- aparate de semnalizare:relee de semnalizare,lampi de semnalizare;

- aparate de masura:ampermetru si voltmetre electrodinamice,comutatoare voltmetrice,wattmetre si varmetre ferodinamice,contoare de energie activa si reactiva,transformatoare de masura de curent si de tensiune.

La proiectarea schemei de fata se urmaresc a fi satisfacute urmatoarele conditii :

- de stabilitate termica la incalzire in regim permanent si in regim de scurta durata de pornire;

- incadrarea sectiunii conductoarelor si cablurilor in limitele minime admise,dar si din punctul de vedere al rezistentei mecanice;

- alegerea dispozitivelor de protectie la supracurenti (suprasarcina si scurtcircuit) si de comanda (pornire) in mod corect .

Prima etapa in dimensionarea instalatiilor de forta este determinarea curentului de calcul [Ic],care,pentru circuite care alimenteaza un singur receptor trifazat se calculeaza cu expresia :

,unde : (1)

- KT – coeficientul de incarcare,definit ca raportul intre partea reala cu care este incarcat receptorul si puterea instalata a acestuia.

Se considera KT ≈ 1.

- Pn - puterea nominala a receptorului;

- cos φ – factorul de putere al receptorului,indicat de producator

- η – randamentul receptorului,indicat de producator;

- U – tensiunea de linie U = 400 V;

Pentru o coloana trifazata (deci un circuit care alimenteaza mai multe receptoare),curentul de calcul se determina astfel:

,unde : (2)

- PC – puterea ceruta de receptoare,determinata prin metoda analizei directe,astfel :

PC = KC ∙ Pi ,unde :

Pi – puterea totala instalata ;

KC – coeficient de cerere.

- cos φmed – factorul de putere mediu al receptoarelor ;

(A)    Alegerea conductoarelor electrice

Se refera la determinarea sectiunii conductoarelor si alegerea acestora atat pentru circuitele care alimenteaza fiecare receptor,cat si pentru coloanele instalatiilor electrice de forta pe baza incalzirii maxime admisibile (care reprezinta valoarea maxima pentru care izolatia nu sufera deteriorari).

Acest calcul cuprinde:

a) – dimensionarea,tinand cont de stabilitatea termica la incalzire,in regim permanent (folosind si relatiile mai sus mentionate pentru Ic) .

b) – verificare la incalzire in regim de scurta durata de pornire;

c) – verificare la rezistenta mecanica ;

a) In cadrul acestei etape se parcurge urmatorul algoritm :se alege acea sectiune pentru conductor pentru care :

IC ≤ I’ma ,unde : (3)

- IC – curentul de calcul,determinat prin relatia (1) sau (2);

- I’ma – valoarea maxima admisibila a curentului pentru sectiunea

considerata,ce tine seama de felul conductorului (Cu sau Al),

executia izolatiei si de conditiile de montaj ;

Astfel : I’ma = K1 ∙ K2 Ima ,unde :

- K1 – coeficient de corectie,ce tine seama de tipul conductorului si de temperatura mediului ambiant.Pentru temperatura 400C,si pentru conductoare izolate in PVC,montate in aer,K1 = 0,87;

- K2 – coeficient de corectie,ce tine cont de modul de pozare PZ pozare pe pereti,fara distante intre cabluri,K2 = 0,8;

- Ima – valoarea maxima admisibila a curentului,necorectata.Se extrage din tabele in functie de tipul conductorului,de sectiunea sa si de temperatura de functionare.

Aceste valori au fost obtinute plecand de la ecuatia transmisiei de caldura (ecuatia Joule – Lenz).

Acest algoritm este valabil atat pentru fiecare circuit in parte,cat si pentru coloana .

b) Verificarea stabilitatii termice in regim de scurta durata de pornire;

- la pornirea motoarelor ;

Se calculeaza : ,unde :

- jP – densitatea de curent la pornire;

- IP – curentul de pornire al motorului.Este dat in tabele,in functie de modul de pornire si de curentul nominal.

IP = KP In ,unde :

KP – coeficient de pornire,care pentru motor asincron cu rotor in scurtcircuit KP = 6 8 la pornirea directa si KP = 2,7 pentru pornirea stea – triunghi ,pentru motor asincron cu rotor bobinat – pornire cu reostat,KP = 1,611,iar pentru motor de curent continuu,pornire cu reostat

KP = 1,5 2 .

Pentru a verifica conditia de stabilitate termica in regim de pornire trebuie verificata relatia :

jP ≤ Jp adm 35 A / mm2 ,pentru conductoare din Cu

20 A / mm2 ,pentru conductoare din Al

- pentru coloana

Se calculeaza curentul de varf :

,unde :

IPM – curentul maxim de pornire ;

Icj – curentul de calcul pentru receptorul j ;

n = numarul maxim de receptoare in functiune;

Se observa din aceasta relatie ca s-a considerat ca porneste un singur receptor (cel care are curentul maxim de pornire),celelalte fiind in functiune.

c) Verificarea rezistentei mecanice :

S ≥ Smin adm (valoare minima admisibila din punct de vedere specificat).

(B) Alegerea aparatelor

(a) Alegerea dispozitivelor de protectie la suprasarcina.

Releele termice sunt dispozitive ce servesc la protectie la suprasarcina.

Curentul de serviciu al releului se determina in functie de curentul de calcul al circuitului cu relatia : IC ≤ IS .

Reglajul propriuzis insa trebuie facut dupa montaj in conditii de exploatare.

Reglajul releului termic ales,caracterizat prin curentul de reglaj Iet trebuie sa tina cont pe de o parte de domeniul curentilor de suprasarcina admisi de receptor,iar pe de alta parte de domeniul reglajului posibil al releului termic,din punct de vedere constructiv.Conform primei conditii,curentul de reglaj termic trebuie sa apartina intervalului :

Irt = (1,0 1,2)IC si se recomanda reglajul releului termic pe curentul nominal al receptorului sau cat mai apropiat de acesta.

Din punct de vedere constructiv,posibilitatile de reglaj sunt urmatoarele:

0,67 1)Is ,pentru releele termice tip TSA;

0,8 1) Is ,pentru releele termice ale intreruptorului USOL;

0,5 1)Is ,pentru declansatoarele termice ale intreruptoarelor

OROMAX

(b) Alegerea dispozitivelor de protectie la scurtcircuit.Acest tip de protectie se realizeaza,in general prin sigurante fuzibile pentru circuite,coloane secundare si principale si prin relee sau declansatoare electromagnetice ale intreruptoarelor automate la protectia motoarelor motoarelor de putere mare,in cazul retelelor buclate si in cazul cand curentul nominal al dispozitivului de protectie rezulta mai mare de 630 A .

Curentul nominal INf al fuzibilului se determina tinand cont de urmatoarele conditii:

- sigurantele fuzibile trebuie sa suporte curentul de durata al circuitului ;

INf ≥ IC

- sigurantele trebuie sa reziste la actiunea curentului de pornire;

pentru circuit INf ≥ IP / K

pentru coloane,in ipoteza ca porneste motorul cu curentul de

pornire cel mai mare :

,unde :


2,5- oeficient ce tine seama de pornire directa usoara ;

K = 1,5 – pentru pornire directa grea ;

2 – pornire stea – triunghi ;

1,6 – prin reostat .

- sigurantele trebuie sa protejeze conductorul la actiunea curentilor de scurtcircuit.

INf ≤ 3 I’na

(c)Alegerea aparatelor de comutatie.

Se face astfel incat curentul nominal al aparatului sa satisfaca conditia

INc ≥ IC

(d)Alegerea aparatelor de masura ,comanda si semnalizarea.

Alegerea acestor aparate se face tinand seama de conditiile normale de functionare.Astfel :

- transformatoarele de curent se aleg dupa valorile nominale ale tensiunii primare si secundare ;

- transformatoarele de tensiune se aleg dupa valorile nominale ale tensiunii primare si secundare ;

- aparatele de masurat (ampermetre,voltmetre)se aleg functie de valorile nominale ale marimilor ce le masoara si in cazul racordarii prin intermediul transformatoarelor de masura tinand cont si de caracteristicile acestora ;

- aparatele de comanda (chei,butoane,manete)se aleg functie de tensiunea nominala si astfel incat puterea electrica pe care o consuma sa fie cat mai mica .

(e) Dimensionarea instalatiilor electrice de iluminat ;

Astfel,se dimensioneaza la incalzirea in regim permanent,corelat cu alegerea dispozitivelor de protectie impotriva curentilor de scurtcircuit,verificandu-se la conditiile de rezistenta mecanica.

Curentul de calcul este :

,unde :

Pi – puterea instalata pe circuit;

U – tensiunea de linie;

cos φ factorul de putere;

cos φ : 1,pentru iluminatul incandescent;

0,95,pentru iluminatul fluorescent compensat.

Pentru iluminat fluorescent Pi = KB P’i ,unde Pi – puterea lampilor montate pe circuit ,iar KB – coeficient ce tine seama de pierderile din balast.

Protectie impotriva supratensiunilor si la scurtcircuit se face identic ca la circuitul de forta,cu mentiunea ca,intrucat la iluminatul fluorescent (adoptat in intreprinderea studiata) neexistand suprasarcini,conditia de dimensionare a sigurantei fuzibile este :

INf ≤ I’ma

(C) Verificarea caderii de tensiune la capat de linie

Pierderea de tensiune ΔU [%] nu trebuie sa depaseasca o anumita limita impusa,care ar conduce la buna functionare a instalatiilor electrice la consumator .

ΔUadm depinde si de conditiile de alimentare .

Astfel,pentru alimentarea de la un post de transformare propriu

ΔUadm = 10 %

unde : Rj – rezistenta liniei pana la punctul j;

Xj – reactanta liniei pana la punctul j;

Pj – puterea activa absorbita in punctul j considerat;

Qj – puterea reactiva absorbita in punctul j;

CAPITOLUL V

PROIECTAREA INSTALATIEI DE ILUMINAT A UNEI HALE INDUSTRIALE.

In desfasurarea optima a activitatii omului in sectiile de productie ale intreprinderii, iluminatului ii revine unul din rolurile principale, facand parte din factorii de baza ai armonizarii mediului, asigurarii securitatii muncii si confortului vizual.

Iluminatul electric de nivel ridicat contribuie la marirea productivitatii muncii (in general cu 2 %) ,la cresterea calitatii lucrarilor executate (reducerea rebuturilor si a greselilor in medie cu 12 %) si la mentinerea capacitatii de munca (diminuarea accidentelor in medie cu 15 %,reducerea anumitor boli profesionale).

In incaperile industriale scopul principal al instalatiilor de iluminat il constituie asigurarea unor conditii bune de vizibilitate pe planul de lucru (in general orizontal) in functie de dificultatea lucrarilor executate si de performanta dorita, dar nu in ultimul rand acestea trebuie sa asigure si o ambianta vizuala satisfacatoare (confort vizual) care are o influenta pozitiva asupra performantelor activitatii si a bunei dispozitii a personalului.

Consider o sectie productiva de pe platforma industriala avand urmatoarele dimensiuni:

L=40 m

l=20 m

H=6 m

Planul de lucru, orizontal, se afla la 1m de podea.

Pentru proiectarea instalatiei de iluminat voi folosi metoda coeficientilor de utilizare, metoda care se utilizeaza indeosebi pentru calculul instalatiilor de iuminat interior, permitand determinarea iluminarii medii orizontale date de surse luminoase pe planul util tinand cont de fluxul lumios reflectat pe pereti si tavan.

Conditile care caracterizeaza calitatea unei instalatii de iluminat sunt: nivelul de iluminare, uniformitatea iluminarii, directia luminarii si umbre luminoase si contrastele luminoase, compozitia spectrala a luminii.

Pentru hale industriale este recomandat sa se foloseasca iluminatul cu lampi fluorescente (lampi cu descarcari cu balon flourescent care are ca scop marirea eficacitatii luminose a lampilor cu descarcari in gaze si vapori metalici si modificarea culorii si a compozitiei spectrale a luminii radiate). La aceste lampi, lumina este emisa in principal de stratul de substanta flourescenta excitata ea insusi de radiatia ultravioleta a descarcarii.

Voi folosi corpuri de iluminat tip CIA cu lampi flourescente pe tip LFA 40, cu urmatoarele caracteristici:

culoare alba si temperatura de culoare 4 300ok (simbol 2);

puterea nominala 40 W;

curentul nominal 0.43 A;

fluxul luminos nominal 2 800 lm=Φl;

montaj cu starter;

corpul de iluminat contine 2 lampi;

corpurile de iluminat sunt suspendate la distanta de 0,5m de tavan.

Consider tavanul si peretii zugraviti in culoare deschisa (galben foarte deschis) si deci avand urmatorii factori de reflexie:

ρp=0,6 pentru perete

ρt=0,7 pentru tavan

Valoarea minima a iluminarii medii pentru iluminatul general al constructiilor industriale este standardizata in functie de categoria de munca (detaliu de observat) si tipul lampilor. Pentru lucratori de precizie medie (peste 10 mm) si iluminat cu lampi flourescente (pentru plan util):

Emed=150 lx

Uniformitatea iluminarii se exprima prin doi factori de uniformitate:

minim-maxim: Emin/Emax=0,2

minim-mediu: Emin/Emed=0,4

Coeficientul de utilizate U este raportul dintre fluxul luminos util ΦU primit de planul util si fluxul emis de toate lampile instalate in incapere Φo:

,unde :

Φc – reprezinta fluxul luminos al corpurilor de iluminat;

ηu – se numeste utilanta;

ηc – reprezinta randamentul corpurilor de iluminat.

Influenta formei si dimensiunilor incaperii asupra coeficientului de utilizate se exprima prin indicele incaperii.

unde:

h – reprezinta inaltimea corpurilor de iluminat fata de suprafata de lucru:

h = H - ho - ht = (6-1-0,5) m = 4,5 m

Coeficientii de utilizare sunt tabelati si prin interpolare liniara pentru iluminat cu lampi flourescente, tipul corpului de iluminat – direct, ρt=0,7 si ρp=0,6 ; i=2,96 => U=0,618.

Dar ηc nu este constant in timp (fluxul lampilor scade cu timpul) avand loc o depreciere a instalatiei de iluminat in timp fata de momentul punerii in functiune a instalatiei.

De aceea se considera o corectie a factorului de utilizare:

Deci, luand in considerare factorul de depreciere Δ=1,8 corespunzator mediului in care se lucreaza si iluminatul cu lampi flourescente se poate determina:

fluxul luminos total al lampilor de instalat:

numarul de lampi necesar:

lampi => corpuri de iluminat.

Tinand cont de geometria incaperii consider 5 siruri de lampi cu cate 13 corpuri de sir.

=> corpuri

=> lampi

Nivelul de iluminare real va avea valoarea:

(deci nivelul de iluminare impus este asigurat de amplasarea celor 65 de corpuri de iluminat).

Pentru ca nivelul de iluminare sa nu scada sub valoarea minima impusa (Emed) este necesar un numar de 2 curatiei pe an a corpurilor de iluminat (corespunzator factorului de depreciere Δ=1,8).

Puterea consumata de instalatia de iluminat in hala considerata se determina tinand cont de puterea consumata de lampile propriu-zise cat si puterea consumata de balast.

Puterea totala ceruta este:

unde:

- KB este un factor de corectie care tine cont de pierderile suplimentare de putere activa in balast PB

Din cataloagele de balast, pentru Pl=40W => KB=1,13

- PI reprezinta puterea instalata egala cu puterea lampilor din circuit:

care reprezinta puterea totala de calcul pentru instalatia de iluminat in hala considerata.

Modul de conectare al corpurilor de iluminat la reteaua trifazata l-am ales astfel incat, in cazul caderii unei faze, sa nu existe zone intunecate in care iluminarea sa nu fie asigurata in anumite limite minime. Analog si in cazul caderii unui cablu.







Politica de confidentialitate


.com Copyright © 2020 - Toate drepturile rezervate.
Toate documentele au caracter informativ cu scop educational.


Proiecte

vezi toate proiectele
 SCHITA DE PROIECT DIDACTIC GEOGRAFIE CLASA: a IX-a - Unitatile majore ale reliefului terestru
 PROIECT DIDACTIC 5-7 ani Educatia limbajului - Cate cuvinte am spus?
 Proiect atestat Tehnician Electronist - AMPLIFICATOARE ELECTRONICE
 Proiect - masurarea si controlul marimilor geometrice

Lucrari de diploma

vezi toate lucrarile de diploma
 Lucrare de diploma - eritrodermia psoriazica
 ACTIUNEA DIPLOMATICA A ROMANIEI LA CONFERINTA DE PACE DE LA PARIS (1946-1947)
 LUCRARE DE DIPLOMA MANAGEMENT - MANAGEMENTUL CALITATII APLICAT IN DOMENIUL FABRICARII BERII. STUDIU DE CAZ - FABRICA DE BERE SEBES
 Lucrare de diploma tehnologia confectiilor din piele si inlocuitor - proiectarea constructiv tehnologica a unui produs de incaltaminte tip cizma scurt

Lucrari licenta

vezi toate lucrarile de licenta
 LUCRARE DE LICENTA CONTABILITATE - ANALIZA EFICIENTEI ECONOMICE – CAI DE CRESTERE LA S.C. CONSTRUCTIA S.A TG-JIU
 Lucrare de licenta sport - Jocul de volei
 Lucrare de licenta stiintele naturii siecologie - 'surse de poluare a clisurii dunarii”
 LUCRARE DE LICENTA - Gestiunea stocurilor de materii prime si materiale

Lucrari doctorat

vezi toate lucrarile de doctorat
 Diagnosticul ecografic in unele afectiuni gastroduodenale si hepatobiliare la animalele de companie - TEZA DE DOCTORAT
 Doctorat - Modele dinamice de simulare ale accidentelor rutiere produse intre autovehicul si pieton
 LUCRARE DE DOCTORAT ZOOTEHNIE - AMELIORARE - Estimarea valorii economice a caracterelor din obiectivul ameliorarii intr-o linie materna de porcine

Proiecte de atestat

vezi toate proiectele de atestat
 PROIECT ATESTAT MATEMATICA-INFORMATICA - CALUTUL INTELIGENT
 Proiect atestat Tehnician Electronist - AMPLIFICATOARE ELECTRONICE
 ATESTAT PROFESIONAL LA INFORMATICA - programare FoxPro for Windows
 ATESTAT PROFESIONAL TURISM SI ALIMENTATIE PUBLICA, TEHNICIAN IN TURISM




BILANTUL ELECTROENERGETIC ORAR AL CONSUMATORILOR ALIMENTATI DIN STATIA CET 0,4 KV - D
MOTORUL SINCRON
PROPRIETATI NEELECTRICE ALE DIELECTRICILOR
Dioda de putere
Inregistratoarele grafice
Deconectarea scurtcircuitelor trifazate
Amplificator inversor sumator cu CC
Energia stocata




Termeni si conditii
Contact
Creeaza si tu