Proiectare Instalatie de Alimentare cu Energie Electrica Pentru O Sectie Tehnologica

=== Proiect ===

Tema de proiect

Să se proiecteze instalația de alimentare cu energie electrică pentru o secție tehnologică (o secție de turnatorie industrială) caracterizată prin urmatoarele date inițiale de proiect.

Numărul de ordine este n=14.

Aria în plan a secției tehnologice are dimensiunile :

-lungimea : a=10+n=10+14=24 m ;

-lațimea : b=6+n=6+14=20 m ;

-înalțimea : h=10 m. h b

a

G1 G2

MW MW Ss1=2800MVA

cos=0,8; x”d=13,6% cos=08; x”d=15,2%

MVA T1 MVA T2

usc=14% usc=16%

110KV

L3

L1 L2 110kV

Ss2=340MVA 40MVA 40MVA

usc=12,5% T3 T3 usc=12,5%

20kV 20kV

L4 L5

20kV

K0 L6

20kV

PT 1600kVA

TGD 20000/550V

0,4kV Msc=7%

TF(P)

y0_5

Pn22kV

TF(S)

Pentru alimentarea cu energie electrică a receptoarelor aflate în dotarea secției se foloseste schema monofilară din figura de mai sus în care :

L1=14 Km , LEA OLA1 mm;

L2=9,4Km , LEA OLA1 mm;

L3=9,6Km , LEA OLA1 mm;

L4=7,6Km , LEA OLA1 mm;

L5=7,4Km , LEA OLA1 mm;

L6=3,8Km , LEA OLA1 mm.

Proiectul trebuie să cuprindă :

Calculul puterii cerute și dimensionarea postului de transformare.

Schema sinoptică a consumatorului și repartiția receptoarelor pe tabloul de distributie.

Alegerea și verificarea secțiunii conductoarelor.

Calculul curenților de scurtcircuit.

Alegerea și verificarea echipamentelor de comutație ,masură și protecție pe joasă și înaltă tensiune.

Calculul instalației pentru înbunătățirea factorului de putere.

Calculul instalației de legare la pamânt.

Partea grafică trebuie să conțină:

a) Planul general de amplasare a utilajelor și trasee de cablu;

b) Schema electrică monofilară.

Datele caracteristice ale receptoarelor sunt prezentate în tabelul de mai jos:

Dnumire Cuptor Compresor Mașina Mașina Ventilator Transportor Strung Pod

utilaj de format curațat cu SN400 rulant

inducție miezuri debavurat bandă

Nr. bucați 2 2 4 2 4 2 4 1

Pn/nn 6,3t 90/ 750 55/1000 75/ 750 75/1500 110/750 160/3000

[KW/rot/min]

Se va prescurta numele utilajului după cum urmează:

-“Ci” = cuptor de inducție;

-“C” = compresor;

-“Mfm” = mașina de format miezuri;

-“Mcd” = mașina de curățat debavurat;

-“V” = ventilator;

-“Tb” = transportor de bandă ;

-“S” = strung;

-“Pr” = pod rulant.

Alegerea tipurilor de motoare

Nume Tip Putere Turație Curent cos Masa

utilaj motor [kW] [rot/min] nomin. la [%] [] netă

380V [A] [kg]

C TPS-320 90 740 181 93 0,81 5,5 – 1,85 16 970

Mfm TPS-320 55 980 106 93 0,87 6,5 – 3,2 23 1190

Mcd TPS-320/ 0,38 75 741 150 93 0,82 5,5 1,6 2 0,613 115

V TPS-320/ 0,38 75 1478 141 92 0,88 7 – 2,8 19 1215

S AE2-280M-2 160 2972 279 93,7 0,925 7,2 1,6 2,5 – 935

Tb ASI 315S-80-8 110 739 221 92,3 0,81 5,5 2,3 2,5 2,3 690

Pr ASI 180L-48-6 15 960 32,75 86 0,81 6 1,6 2 0,582 144

Pr ASI 160L-42-6 11 960 24,76 85 0,795 6 1,6 2 0,613 115

Pr ASI 90L-24-6 1,1 940 3,22 73 0,71 4,5 2 2,2 0,028 22,5

Alegerea transformatorului

1.1)Calculul puterii instalate :

Calculul puterii instalate se face cu relația:

-pentru C :

-pentru Mfm :

-pentru Mcd :

-pentru V :

-pentru Tb :

-pentru S :

-pentru Pr :

1.2)Calculul puterii active cerute:

Se determină cu ajutorul relației : ( kc=coeficient de cerere )

-pentru C :

-pentru Mfm :

-pentru Mcd :

-pentru V :

-pentru Tb :

-pentru S :

-pentru Pr:

1.3)Calculul puterii active total cerute (pentru fiecare receptor)

Se determină cu relația : (Rc =numărul de utilaje din fiecare tip )

-pentru C :

-pentru Mfm :

-pentru Mcd :

-pentru V :

-pentru Tb :

-pentru S :

-pentru Pr:

1.4)Calculul lui “tg”

Se determină cu ajutorul relației : (“cos” se ia pentru fiecare

receptor în parte)

-pentru C :

-pentru Mfm :

-pentru Mcd :

-pentru V :

-pentru Tb :

-pentru S :

-pentru Pr:

1.5)Calculul puterii reactive total cerute (pentru fiecare receptor)

Se determină cu ajutorul relației

-pentru C :

-pentru Mfm :

-pentru Mcd :

-pentru V :

-pentru Tb :

-pentru S :

-pentru Pr:

1.6)Calculul puterii active total cerute

Se face cu relația :

1.7) Calculul puterii reactive total cerute

Se face cu ajutorul relației:

1.8)Calculul lui și al lui

1.9)Calculul puterii reactive pentru bateria de condensatoare

Se face cu relația :

Din cele doua relații de mai sus se obține:

1.10)Calculul puterii aparente a transformatorului ținind cont și de bateria de condensatoare

1.11)Determinarea puterii transformatorului

(coeficient care ține cont de obținerea unor pierderi minime)

Din cele doua relații de mai sus se obține:

1.12)Alegerea numărului de transformatoare ținind cont de pierderi:

, (n=nr. de transformatoare ; puterea aparentă standardizată a transformatorului)

Dacă se alege :

Pierderile sunt date de relația :

Deoarece :

Dacă se alege

Deoarece ;se va obține ca pierderile totale vor fi:

Deoarece s-a obținut , se va alege transformatorul cu pierderile cele mai mici ; deci postul de transformare al secției de turnătorie va avea doua transformatoare caracterizate de urmatoarele mărimi:

SSTAS Tipul Un [kV] Reglaj(IT) Grupa de Pierderi [kW]

[MVA] IT JT [%] conexiuni [%] [%]

0,63 TTU-NL 20 0,4 1,35 6,5 6 1,8

2) Alegerea si verificarea secțiunii conductoarelor:

2.1) Determinarea curentului de calcul:

Se face cu ajutorul relației: ; ;

-pentru C :

-pentru Mfm :

-pentru Mcd :

-pentru V :

-pentru Tb :

-pentru S :

-pentru Pr:

Din suma celor trei curenți pentru “Pr” rezultă curentul:

2.2)Alegerea secțiunii conductoarelor :

Alegerea secțiunii se face în funcție de valorile curenților de calcul , determinați mai sus , și ținând cont de faptul ca ( este curentul maxim admisibil)

-pentru C :

-pentru Mfm :

-pentru Mcd :

-pentru V :

-pentru Tb :

-pentru S :

-pentru Pr:

2.3)Verificarea la incalzire

Se face ținând cont de relația urmatoare : ;

Trebuie ca “” , în caz contrar se alege o secțiune imediat urmatoare.

-pentru C :

-pentru Mfm :

-pentru Mcd :

-pentru V :

-pentru Tb :

-pentru S :

-pentru Pr:

2.4)Determinarea secțiunii conductoarelor pentru tablourile de forță

2.4.1)Determinarea curentilor de calcul:

Se determină cu relația:

; ;

-pentru TF1:

Din cele două relații de mai sus rezultă :

-pentru TF4:

Din cele două relații de mai sus rezultă :

-pentru TF2 si pentru TF3:

Din cele două relații de mai sus rezultă :

2.4.2)Alegerea secțiunii conductoarelor pentru tablourilor de forță:

Alegerea secțiunii conductoarelor , pentru tablourile de forță , se determină în funcție de curenții de calcul determinați mai sus și ținind cont de conditța : (curentul maxim admisibil).

-pentru TF1:

-pentru TF2:

-pentru TF3:

-pentru TF4:

2.4.3) Verificarea la incalzire:

Se obține din relația : ;.

Trebuie ca “ ” , în caz contrar se alege o secțiune a conductoarelor imediat superioară.

-pentru TF1:

-pentru TF2:

-pentru TF3:

-pentru TF4:

3)Verificarea secțiunii conductoarelor cu criteriul densitații admise de curent

3.1)Determinarea curentului de pornire pentru fiecare tip de consumator

Curentul de pornire se determină cu relația : , ( ,pentru compresor).

-pentru C:

-pentru Mfm:

-pentru Mcd:

-pentru V:

-pentru Tb:

-pentru S:

-pentru Pr:

3.2)Determinarea densitații de curent pentru fiecare tip de consumator

Densitatea de curent se determină cu relația :

-pentru C:

-pentru Mfm:

-pentru Mcd:

-pentru V:

-pentru Tb:

-pentru S:

-pentru Pr

3.3)Determinarea curentului de pornire pentru fiecare tablou de forță

Se poate determină cu relația :

-pentru TF1:

-pentru TF2 si pentru TF3:

-pentru TF4:

3.4)Determinarea densitații de curent pentru fiecare tablou de forță

Densitatea de curent se determină cu relația :

-pentru TF1:

-pentru TF2 si pentru TF3:

-pentru TF4:

4)Verificarea secțiunii conductoarelor receptoarelor cu criteriul căderii admise de tensiune

4.1)Verificarea secțiunii conductoarelor în regim normal de funcționare

Caderea efectivă de tensiune este dată de relația :

[%] ; (trebuie ca ).

În care : ; , (R=rezistența conductorului)

; ; (X=reactanța conductorului).

-pentru C:

Cu datele de mai sus se determină :

-pentru Mfm:

Cu datele de mai sus se determină :

-pentru Mcd:

Cu datele de mai sus se determină :

-pentru V:

Cu datele de mai sus se determină :

-pentru S:

Cu datele de mai sus se determină :

-pentru Tb:

Cu datele de mai sus se determină :

-pentru Pr:

Cu datele de mai sus se determină :

4.2)Verificarea secțiunii conductoarelor în regim de pornire

Caderea efectivă de tensiune este dată de relația:

; trebuie ca .

-pentru C:

-pentru Mfm:

-pentru Mcd:

-pentru V:

-pentru S :

-pentru Tb:

-pentru Pr:

5)Verificarea secțiunii conductoarelor tablourilor de forță cu criteriul căderii admise de tensiune

5.1)Verificarea secțiunii conductoarelor în regim normal de funcționare

Caderea efectivă de tensiune este dată de relația :

[%] ; (trebuie ca ).

În care : ; , (R=rezistența conductorului)

; ; (X=reactanța conductorului).

-pentru TF1:

Din datele de mai sus se poate determina :

-pentru TF2:

Din datele de mai sus se poate determina :

-pentru TF2:

Din datele de mai sus se poate determina :

-pentru TF4:

Din datele de mai sus se poate determina :

5.2)Verificarea secțiunii conductoarelor în regim de pornire

Caderea efectivă de tensiune este dată de relația:

; trebuie ca .

-pentru TF1:

Din datele de mai sus se poate determina :

-pentru TF2:

Din datele de mai sus se poate determina :

-pentru TF3:

Din datele de mai sus se poate determina :

-pentru TF1:

Din datele de mai sus se poate determina :

Jurnal de cabluri:

Nr. Denumire Pn Ic l S R X URN URP Tip cablu Traseu cablu

crt utilaj [kW] [A] [m] [mm2] [M] [ M] [%] [%] De la Pina la

1 C1 132 262,9 3 95 0,9 0,3 0,099 0,175 Al/PVC TF2 C1

2 C2 132 262,9 3 95 0,9 0,3 0,099 0,175 Al/PVC TF3 C2

3 Mfm 90 173,1 3,1 50 1,8 0,31 0,123 0,915 Al/PVC TF1,4 Mfm

4 Mcd 11 24,7 5,6 50 65 0,56 0,498 3,89 Al/PVC TF1,4 Mcd

5 V 132 248,1 5,1 70 2,1 0,51 0,217 1,68 Al/PVC TF1,2,3,4 V

6 Tb 55 108,9 17,8 25 20 1,78 0,807 5,39 Al/PVC TF1,4 Tb

7 S 132 234,8 4,8 70 1,9 0,48 0,196 1,55 Al/PVC TF2,3 S

8 Pr 28,2 63,8 11,5 6 55 1,15 1,089 7,47 Al/PVC TF1 Pr

9 TF1 405,1 308,8 17 120 4 1,7 1,44 4,91 Al/PVC PT TF1

10 TF2 528 472 13 240 1,5 1,3 0,79 2,367 Al/PVC PT TF2

11 TF3 528 472 29 240 3,5 2,9 1,827 5,46 Al/PVC PT TF3

12 TF4 378 298,45 33 185 5,1 3,3 2,451 6,76 Al/PVC PT TF4

6)Calculul curenților de scurtcircuit

6.1) Calculul curenților de scurtcircuit pentru partea de medie și înaltă tensiune

6.1.1) Se fixează tensiunea de bară și puterea

6.1.2)Calculul reactanțelor pentru toate elementele schemei

Formulele prin care se determină reactanțele sunt:

-pentru generatoare:

-pentru transformatoare:

-pentru linie: (km)

-pentru sursă:

Calculul reactanțelor:

-pentru generatoare:

-pentru transformatoare:

-pentru surse:

-pentru linii:

; ;

; ;

6.1.3) Se execută schema echivalentă în reactanțe:

XG11 XG12 XG13 XG21 XG22 XG23

XS1 Xe7

XT11 XT12 XT13 XT21 XT22 XT23

Xe3 XL3 Xe6

XL1 XL2

XT3 XT3 Xe8

Xe9

XS2

Xe10 XL5 X5

XL4

K

6.1.4) Calculul mărimilor de scurtcircuit in “K0”

6.2)Calculul curenților de scurtcircuit pentru partea de joasă tensiune

Se execută schema monofilară de joasă tensiune a secției tehnologice , în reactanțe și în rezistențe (desenul este făcut la sfirșitul proiectului ).

6.2.1)Calculul reactanței sistemului

6.2.2)Calculul reactanței transformatorului

6.2.3)Calculul impedanțelor de scurtcircuit

Calculul impedanțelor:

6.2.4)Calculul parametrilor de scurtcircuit pentru fiecare punct de scurtcircuit.

Formulele cu ajutorul careia se determină acești parametrii sunt:

-curentul de scurtcircuit: ;

-curentul de șoc : ;

-puterea aparentă de scurtcircuit :

Calculul paramrtrilor:

-calculul curentului de scurtcircuit:

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

0,469kA ;

;

-calculul curentului de șoc:

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

-calculul puterii aparente în punctele de scurtcircuit:

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

7)Alegerea și verificarea echipamentelor de comutație , măsură și protecție ,pentru partea de

înalta tensiune

20kV

S1

P1 P2

I1

S1 S2 TC1

TT

I2

TC2

S2

0,4kV

7.1) Alegerea și verificarea întreruptoarelor

Se aleg întrerptoare de tip ‘IUP-M-20/630’

7.2) Alegerea și verificarea separatoarelor

Se aleg separatoare de tip ‘STI-20/630’ produse de Electroputere Craiova .

7.3) Alegerea și verificarea transformatoarelor de curent

Se aleg transformatoare de curent de tip ‘CIRS-20-(150…600)/5/5’.

7.4) Alegerea și verificarea transformatoarelor de tensiune:

Se aleg transformatoare de tensiune de tipul ‘CIRS-20 clasa 3D’ .

8) Alegerea și verificarea echipamentelor de comutație ,masură și protecție ,pentru partea de joasă tensiune.

Se alege un întreruptor tripolar tip ‘OROMAX’ .

8.1) Pentru tabourile de forță:

pentru TF1:

pentru TF2:

pentru TF3

pentru TF4

Alegerea separatoarelor:

Se aleg separatoare de tip ‘STI’.

Alegerea siguranțelor fuzibile :

-pentru TF1;

-pentru TF2 si TF3;

-pentru TF4.

Siguranța aleasă este de tip ‘MPR’.

8.2) Pentru motoare:

Alegerea sigurantelor fuzibile :

alegerea siguranțelor pentru Mfm :

. Siguranța aleasă este de tip ‘MPR’.

alegerea siguranțelor pentru Mcd :

. Siguranța aleasă este de tip ‘MPR’.

alegerea siguranțelor pentru V :

. Siguranța aleasă este de tip ‘MPR’.

alegerea siguranțelor pentru Tb :

. Siguranța aleasă este de tip ‘MPR’.

alegerea siguranțelor pentru Pr :

. Siguranța aleasă este de tip ‘MPR’.

alegerea siguranțelor pentru S :

. Siguranța alesă este de tip ‘MPR’.

alegerea siguranțelor pentru C :

.Siguranța este de tip ‘MPR’.

alegerea siguranțelor pentru bateria de condensatoare :

. Siguranța aleasă este de tip ‘MPR’.

Alegerea contactoarelor:

alegerea contactoarelor pentru Mfm:

Se alege un contactor de tipul ‘TCA 250’.

alegerea contactoarelor pentru Mcd:

Se alege un contactor de tipul ‘TCA 40’.

alegerea contactoarelor pentru V:

Se alege un contactor de tipul ‘TCA 400’.

alegerea contactoarelor pentru Pr:

Se alege un contactor de tipul ‘TCA 125’.

alegerea contactoarelor pentru Tb:

Se alege un contactor de tipul ‘TCA 200’.

alegerea contactoarelor pentru C:

Se alege un contactor de tipul ‘TCA 400’.

alegerea contactoarelor pentru S:

Se alege un contactor de tipul ‘TCA 400’.

Alegerea Releelor termice:

alegerea releului pentru Mfm:

Se alege un releu termic de tipul ‘TSAW 400’.

alegerea releului pentru Mcd:

Se alege un releu termic de tipul ‘TSA 32’.

alegerea releului pentru V:

Se alege un releu termic de tipul ‘TSAW 400’.

alegerea releului pentru Pr:

Se alege un releu termic de tipul ‘TSAW 400’.

alegerea releului pentru Tb:

Se alege un releu termic de tipul ‘TSAW 400’.

alegerea releului pentru C:

Se alege un releu termic de tipul ‘TSAW 400’.

alegerea releului pentru S:

Se alege un releu termic de tipul ‘TSAW 400’.

9) Calculul instalației pentru înbunatațirea factorului de putere

; rezultă că numărul de trepte este ‘1’.

rezultă că numarul de conductoare este ‘6’.

a) Alegerea întreruptorului automat :

Se alege un întreruptor de tip ‘OROMAX-tripolar’.

b) Alegerea siguranței fuzibile:

Se alege o siguranță fuzibilă de tip ‘MPR’.

c) Alegerea contactorului :

Se allege un contactor de tipul ‘TCA-400’.

d) Alegerea releului termic :

Se alege un releu termic de tip ‘TSAW 400’.

10) Calculul instalației de legare la pamânt :

h h

t

dv

d0

lv

l0

lv/2

Se cunosc :

Se determina:

Numărul estimat de electrozi este : .

Numarul calculate de electrozi este :

Verificarea impune ca să se respecte inegalitatea :

; deoarece are loc inegalitatea rezultă un calcul corect .

Material bibliografic:

Comșa D. : ‘Proiectarea instalațiilor electrice industriale ‘

Raduți C. : ‘Mașini electrice rotative fabricate în România’

Mircea I. : ‘Instalații și echipamente electrice’ .