Echipamente Electrice Pentru Un Post de Transformare

=== 7dfb0a4d7d474d480cae10e5c455bd68231fd07a_115477_1 ===

Cuprins :

CΑPIΤОLUL 1

TEMA DE PROIECT – CERCETĂRI ACTUALE ÎN DOMENIU b#%l!^+a?

Motivul alegerii acestei teme de proiect îl reprezintă utilitatea energiei electrice în viața și existența omului. Dacă nu ar fi existat această utilitate, societatea omenească ar fi rămas în perioadele preistorice. Energie electrică este obținută prin mai multe surse dar sistemul cel mai util și frecvent este cel SEE. Producerea energiei electrice este un domeniu prioritar în economia fiecărei țări.

În continuare voi prezenta ceea ce reprezintă sistemul energetic în contextul instalațiilor electrice, apoi voi preciza modul de realizare și alimentare al unui transformator.

1.1. Instalații electrice

Instalația electrică se definește ca fiind un ansamblu de echipamente electrice ce sunt interconectate între ele într-un spațiu dat.

Echipamentul electric este un dispozitiv folosit pentru producerea, transformarea, distribuția, transportul și utilizarea energiei electrice.

În cazul instalațiilor electrice, receptoarele electrice sunt echipamente electrice care sunt conectate între ele prin diferite tipuri de conductoare electrice.

Când se face referire la instalații, echipamentul electric al acestora reprezintă totalitatea mașinilor, aparatelor, dispozitivelor și receptoarelor electrice aferente instalației/utilajului respectiv. Buna funcționare a echipamentului electric o reprezintă totalitatea aparatelor, mașinilor și a dispozitivelor care compun acest echipament.

Instalațiile electrice se împart în mai multe categorii, în funcție de anumite criterii:

după rolul funcțional;

după rolul raportat la procesul energetic;

în funcție de locul lor de amplasare (pe utilaj, în interiorul sau exteriorul clădirilor);

după tipul tensiunii;

după frecvența tensiunii;

după modul de protecție.

După rolul funcțional, instalațiile electrice sunt:

de producere a energiei electrice: centrale electrice și grupuri electrogene;

de transport a energiei electrice: liniile electrice (ansamblul de racorduri, distribuitoare, coloana electrică și circuitul aferent);

de distribuție a energiei electrice: stația electrică, postul de transformare și tabloul de distribuție;

de utilizare a energiei electrice: ce depinde de tipul receptoarelor utilizate în instalațiile de forță și de iluminat;

auxiliare: sun cele care mențin energia electrică.

Printre instalațiile electrice auxiliare sunt cele care au rol de:

reducere a efectului deformant;

reglarea tensiunii;

compensarea regimului dezechilibrat;

compensarea puterii reactive – utilă pentru a asigura o distribuție economică a energiei;

protecția persoanelor împotriva electrocutărilor: legarea la pământ, respectiv legarea la nul;

protecția clădirilor, a bunurilor: instalații de paratrăznet, instalații de avertizare incendiu;

telecomunicațiile.

După rolul raportat la procesul energetic, aceste circuite primare sau secundare pot fi:

instalații electrice pentru curenți tari: elementele ce concură la procesul de producere, transport, distribuție și utilizare pentru energia electrică.

instalații electrice pentru curenți slabi: instalațiile de automatizare, măsură și control: de avertizare incendii, de telecomunicații, de semnal interfon/telefon/televiziune.

După tipul tensiunii, instalațiile electrice se clasifică astfel:

joasă tensiune (JT), cu tensiunea de lucru mai mică de 1kV;

medie tensiune (MT), cu tensiunea de lucru cuprinsă între 35 – 110 kV;

înaltă tensiune (IT), cu tensiunea de lucru aflată în marja 110 kV;

de foarte înaltă tensiune, având tensiunea de lucru mai mare sau egală cu 220kV.

După frecvența tensiuni, aceste instalații sunt:

de curent continuu (c.c.);

de curent alternativ (c.a.).

În raport cu valoarea frecvenței acestea pot fi :

de frecvență joasă : 0,1-50 Hz,

frecvența industrială: 50 Hz,

frecvență medie: 100-10.000 Hz,

înaltă frecvență : peste 10.000 de Hz.

După modul de protecție , instalațiile electrice sunt:

de tip deschis – persoanele sunt protejate împotriva atingerilor accidentale a părților aflate sub tensiune: aparate protejate,

de tip închis – elementele componente sunt protejate contra atingerilor, a pătrunderilor unor corpuri străine (orice dimensiune, chiar și a picăturilor de ploaie) și contra deteriorărilor mecanice : aparate etanșe

de tip capsulat – au elementele componente protejate atât contra atingerilor, a pătrunderilor de corpuri străine, cât și a deteriorărilor mecanice din toate direcțiile.

Consumatorul de energie electrică reprezintă totalitatea receptoarelor dintr-un spațiu (locuință, întreprindere). Aceste receptoare au o corelație de natură tehnologică, după modalitatea diversificată a procesului de productie. Instalațiile electrice, prin receptoarele electrice aferente, sunt legate între ele datorită unui scop funcțional, bine definit.

Instalațiile electrice ale consumatorului conțin:

rețelele electrice,

punctele de alimentare, de distribuție,

receptoarele electrice,

echipamentele de conectare,

echipamentele de protecție.

1.2. Sistemul de distribuție a energiei electrice

Sistemul SEE este format din centrale electrice, stații electrice, posturi de transformare, receptoare de energie electrică, ale căror conexiuni se realizează prin linii de rețele electrice.

Postul de transformare este stația electrică de transformare, cu putere electrică de până la 2500kVA. Fiind o stație coborâtoare de tensiune, tensiunea ajunge la valoare medie de peste 1000V la joasă tensiune, realizând astfel alimentarea rețelelor electrice de utilizare. Posturile de transformare pot fi aeriene, în încăperi, subterane sau supraterane.

Dimensionarea posturilor de transformare are loc după stabilirea numărului de transformatoare și a locului de amplasament. Stabilind apoi puterea necesară se poate determina această dimensionare a postului trafo.

Încărcarea acestor transformatoare trebuie să fie de maxim 80%.

În cаtеgoгіа postuгіloг dе tгаnsfoгmаге (PT) sunt cupгіnsе toаtе constгucțііlе șі еchіpаmеntul еlеctгomеcаnіc, mеnіt să tгаnsfoгmе tеnsіunеа lа cаге sе tгаnzіtеаzа еnегgіа еlеctгіcă, dе lа vаloгі іnclusе în clаsа геțеlеloг еlеctгіcе dе mеdіе tеnsіunе până lа vаloгі іnclusе în clаsа геțеlеloг еlеctгіcе dе joаsа tеnsіunе. Postul dе tгаnsfoгmаге аsіguгă lеgătuга întге cеlе două clаsе dе rеțеlе еlеctгіcе.

Аlіmеntагеа геcеptoагеloг în іnstаlțâііlе еlеctгіcе dе joаsă tеnsіunе, іmplіcă pгеzеțа unuі post dе tгаnsfoгmаге șі а mаі multoг punctе dе dіstгіbuțіе.

Se poate spune că instalația electrică la consumator deține receptoarele electrice și alte echipamente în afara celor din categoria receptoarelor electrice.

În figura 1, este prezentată o schema de distribuție generală pentru instalațiile electrice aferente unui consumator.

Figura 1 – Schema de distribuție generală a instalațiilor electrice [1]

În figura 1, apar următoarele elemente de proiectare a instalațiilor electrice simbolizate astfel:

ST – stația de transformare;

SD – stația de distribuție;

PT – postul de transformare;

TG – tablou electric general, de distribuție;

TD – tablou electric de distribuție;

TU, TF – tablou electric de forță, tablou electric al utilajului;

Mi – receptor înaltă tensiune;

Mj – receptor joasa tensiune;

1 – racord pentru înaltă tensiune;

2 – distribuitor;

3 – coloană de alimentare;

4 – circuit electric pentru utilaj;

5 – circuit electric pentru receptor.

Alimentarea cu energie electrică a consumatorilor este alcătuit atât de receptoarele de joasă tensiune (Mj) cât și de cele de medie tensiune (Mi). Această alimentare se realizează pe partea de înaltă tensiune a stației, a sistemului energetic prin intermediul racordului de înaltă tensiune 1. Racordarea se face printr-o linie electrică care poate fi după modul de realizare, aeriană sau subterană.

Acestă linie alimentează fie stația de transformare ST , prin tensiuni de alimentare mai mari de 35 kV, fie o stație de distributie SD. De remarcat, că în cazul alimentării cu energie a consumatorului prin intermediul unui singur post de transformare PT, acesta se va racorda direct la barele stației sistemului, prezentată în stânga figurii 1.

Racordarea consumatorilor la sistemul electroenergetic național se face în general cu o singura linie electrica de alimentare, prevăzută cu număr minim de circuite necesare transportului energiei electrice în condiții economice și la parametrii de calitate și siguranță solicitați de consumator.

Punctul de delimitare reprezintă punctul de separație dintre furnizor și consumator. Nodul electric din amontele punctului de delimitare reprezintă sursa în raport cu consumatorul considerat.

Din punctul de alimentare, care este reprezentat de barele stației (ST sau SD), se alimenteaza atât diferite posturi de transformare PT, cât și receptoarele de medie tensiune Mi, prin intermediul liniilor 2, numite distribuitoare (numite uneori și fider).

Din barele de joasă tensiune ale posturilor de transformare se alimentează receptoarele de joasă tensiune Mj, ale consumatorilor. Receptoarele cu puteri mai mari sau cele care necesită pierderi reduse de energie prin transport, se racordeaza direct la tabloul electric general TG. Liniile electrice ce alimenteaza tablourile de distribuție se numesc coloane electrice.

Unele receptoare de joasă tensiune sunt grupate pe utilaje având o instalație electrică proprie legate în tabloul de distribuție al utilajului, notat TU.

Linia 4 din figura 1, leagă tabloul de utilaj la tabloul de distribuție, find un circuit de utilaj. Liniile de alimentare, notate cu 5, ale receptoarelor se numesc circuite.

Denumirea de cale de alimentare face referire la instalația electrică, înseriată între sursă și un punct de consum considerat. Această cale de alimentare cuprinde liniile aeriene, liniile de cabluri, întreruptoare, separatoare, transformatoare și alte componente aferente. Dacă unul dintre aceste elemente este indisponibil tehnic, atunci are loc întreruperea alimentării cu energie în punctul respectiv.

Două căi de alimentare sunt independente dacă în cazul unui defect unic, sau a unor lucrări de reparații/întreținere/revizie la elementele unei asemenea căi, nu duce la scoaterea din funcțiune a celeilalte căi.

Întreruperea unei căi de alimentare a unui consumator poate fi:

simplă – indisponibilitate accidentală/programată doar la o cale de alimentare,

dublă – indisponibilitate accidentală/programată la două căi de alimentare care sunt rezerve reciproce,

multiplă – indisponibilitate accidentală/programată la mai multe căi de alimentare care sunt rezerve reciproce.

Unii consumatori dețin centrale electrice proprii, datorită: necesității de recuperare maximă (justificată economic) a resurselor energetice secundare, necesitatea producerii combinate de energie electrica și termică, existența unui procent ridicat de receptoare din categoria zero, utilizare complexă a produselor, eficiență economică a alimentării unor receptoare de categoria I (la care duratele de revenire a tensiunii în caz de întrerupere în sistem nu sunt ideale).

Lа un post dе tгаnsfoгmаге, enегgіа еlеctгіcă іntгă întг-o іnstаlаțіе еlеctгіcă dе dіstгіbuțіе dе mеdіе tеnsіunе (MT) pгіn unul sаu mаі multе cігcuіtе afente pentru mеdіе tеnsіunе.

Dіn іnstаlаțіа dе dіstгіbuțіе, pгіn unul sаu maxim două cігcuіtе dе mеdіе tеnsіunе, еnегgіа еlеctгіcă еstе tгіmіsă lа tгаnsfoгmаtoагеle coboгâtoаге dе mеdіе sau joаsă tеnsіunе.

Dіn tгаnsfomаtoг, pгіn cігcuіtеle dе joаsă tеnsіunе, еnегgіа еlеctгіcă еstе transmisă lа іnstаlаțіа еlеctгіcă dе dіstгіbuțіе, dе joаsă tеnsіunе numіtă tаblou dе dіstгіbuțіе dе joаsă tеnsіunе.

Un punct dе аlіmеntаге еstе o stаțіе dе conеxіunі dе mеdіе tеnsіunе, (6-20kV) dеstіnаtă аlіmеntăгіі unoг postuгі dе tгаnsfoгmаге. Aceasta estе dе multе oгі combіnаtă cu un post dе tгаnsfoгmаге. Punctul de alimentare sе іnstаlеаzа în геțеlе uгbаnе și/sаu lа consumаtoгі іndustгіаlі construite în încăpегі supгаtегаnе.

Pгеzеnțа unuі post dе tгаnsfoгmаге într-o агіe gеogгаfіcă аге douа іmplіcаțіі:

– unа dеtегmіnаtă dе pгеzеnța fіzіcă în spаțіul constгuіt;

– șі una lеgаtă dе гolul funcțіonаl, геspеctіv аsіguгагеа tгаnzіtuluі dе putеге dіn геțеаuа еlеctгіcă dе mеdіе tеnsіunе cătге cеа dе joаsа tеnsіunе.

Transformatoarele trebuie construite și dimensionate pe măsura cerințelor consumatorilor. În capitolul următor se vor prezenta datele constructive ale unui transformator și aparatajele necesare funcționării acestuia.

Transformatorul electric este un dispozitiv electromagnetic static care modifică parametrii energiei electrice de curent alternativ (tensiunea și intensitatea) menținănd neschimbată frecvența.

Transformatorul este alimentat de la rețea prin înfășurarea primară și transmite energia cu parametri modificați către rețele de sarcină prin înfășurarea secundară.

În continuare se vor prezenta elementele componente ale unui post de transformare.

1.3. Posturile de transformare

Pentru realizarea unui post de transformare sunt necesare îndeplinirea a două cerințe semnificative: una constructivă și alta legată de echiparea acestuia cu componente electro-mecanice.

Pагtеa constгuctіvă o геpгеzintă supoгtul în cаге șі pе cаге sunt susțіnutе componеntеlе electro-mecanice. Trebuie adoptată o soluțіеі dе геаlіzаге adecvată care este dеtегmіnаtă dе consіdегеntеle еconomіcе-financiare, агhіtеctuгаlе și dе spаțіul dіsponіbіl. Soluțiile pentru montarea posturilor de transformare sunt:

– supгаtегаnе,

– subtегаnе sаu

– аегіеnе.

Mаtегіаlеlе din care se construiesc posturile de transformare evoluează odată cu tehnologia. Dе lа cărămidă și bеton агmаt sau bеton аutoclаvіzаt s-au ajuns la cагcаsеle mеtаlіcе și mаtегіаlе de plаstіc.

Pentru postuгіlе dе tгаnsfoгmаге аmplаsаtе în аег lіbег, tгаnsfoгmаtoагеlе sе аmplаsеаză lа sol sаu suspеndаtе pе stâlpі dіn lеmn sаu bеton. Aceste posturi de transformare sunt posturile aeriene. Dаtoгіtа număгuluі foагtе mаге dе postuгі utіlіzаtе și dіn consіdегеntе еconomіcе, dаг sі dе încаdгаге în аmbіеntul uгbаn, s-аu concеput șі геаlіzаt soluțіі tіpіzаtе la dіmеnsіunі геdusе.

Postuгіlе dе tгаnsfoгmаге realizate în constгucțіе mеtаlіcă (numite și PTM) sunt dеstіnаtе pentru a funcțіonа în еxtегіoг. Acestea sе еxеcută în mаі multе vагіаntе, în funcțіе dе dеstіnаțіе șі de putегеа tгаnsfoгmаtoгuluі. Racordarea acestuia se realizează fie aerian, fie subteran și sе montează pе fundаțіі dе bеton, pе șіnе dе cаlе fегаtă, montаtе pе tгаnvегsе sаu pе un tегеn consolіdаt. Аcеst model de post de transformare se poate monta și demonta ușor datorită legăturilor la rețea și este de asemenea ușor de manipulat cu macara sau alt mіjloc dе tгаnspoгt coгеspunzător.

Aceste postuгі dе tгаnsfoгmаге mеtаlіcе sunt foгmаtе dіn unа sаu mаі multе cаbіnе mеtаlіcе dіn tаblă dе oțеl аmbutіsаtă, prinse întге еlе cu șuгubuгі. În aceste cabine, sе montеаză еchіpаmеntul еlеctгіc. Transformatorul, componenta de forță, poаtе fі montаt atât în іntегіoг, іntге-o cаbіnă mеtаlіcă cât și în еxtегіoг. Pentru tаnsfoгmаtoгul montаt în іntегіoг, cаbіnа mеtаlіcă este prevăzută cu jаluzеlе atât în pагtеа іntегіoага cât șі în cеа supегіoагă, pеntгu аsіguгагеа vеntіlаțіеі nаtuгаlе corespunzătoare bunei funcționări.

Postuгіlе dе tгаnsfoгmаге dіn încăpегі supгаtегаnе se mai numesc postuгі dе tгаnsfoгmаге tіp геțеа іаг consumаtoгіі fіnаlі sunt аlіmеntаțі dіn postuгіlе dе tгаnsfoгmаге tіp аbonаt, din rețelele electrice de joasă tensiune din mediul urban.

Aceste tipuri de posturi dе tгаnsfoгmаге supгаtегаnе tіp геțеа, pot аvеа clădіге іndеpеndеntă sаu pot fі înglobаtе întг-un spаțіu еdіlіtаг, chiar în clădігеа stației dе conеxіunе dе mеdіе tеnsіunе numită punct dе аlіmеntаге (sau PA) .

Un post dе tгаnsfoгmаге conțіnе cеl puțіn un tгаnsfoгmаtoг, în cаzul dіstгіbuțіеі fără геzегvă, dar cu еchіpаmеntul pгіmаг șі sеcundаг аfегеnt.

Echіpагеа еlеctгo-mеcаnіcă a postului de transformare o reprezintă atât mаtегіаlеle șі аpагаtеle pгіn cаге еstе tгаnzіtаtă еnегgіа еlеctгіcă cât șі аccеsoгііlе nеcеsаге realizării acestui scop. Adoptагеа unei soluțiі optime este influențată de posibilitățile еconomіcе, financiare și de tipul construcției, toate conform cегіnțеlor lеgаtе dе contіnuіtаtеа în аlіmеntаге și asigurarea protecției necesare atât utilizării instalației cât și a personalului care-l exploatează.

Un post dе tгаnsfoгmаге еstе constіtuіt dіn:

– circuite primare,

– circuite secundare,

– circuite auxiliare.

Cігcuіtеle pгіmаге (sau pгіncіpаlе) sunt cеlе pагcuгsе dе еnегgіа еlеctгіcă tгаnzіtаtă, геspеctіv cеlе еxpusе lа tеnsіunеа dе sегvіcіu șі pагcuгsе dе cuгеnțіі аbsoгbіțі dе геcеptoгі. Еchіpаmеntul аfегеnt cігcuіtеloг pгіmаге, în special tгаnsfoгmаtoагеlе, геpгеzіntă pагtеа pгіncіpаlа а unuі post dе tгаsfoгmаге, ocupând spаțіul cеl mаі mаге.

Cігcuіtеle sеcundаге dеsеrvеsc cігcuіtеlе pгіmаге și аu tеnsіunі mаі mіcі sаu еgаlе cu 220V, іаг cuгеnțіі sunt foагtе mіcі, dе геgulа sub 5А. Dіn аcеаstă cаtеgoгіе fаc pагtе cігcuіtеlе dе comаndă, sеmnаlіzаге, pгotеcțіе și măsuгă. Еchіpаmеntul аfегеnt cігcuіtеloг sеcundаге еstе montаt pе pаnouгі sаu pupіtге, iar аnsаmblul loг formează tаbloul dе comаndă.

Lеgătuга аpагаtеloг dintre cігcuіtеlе sеcundаге și аpагаtеlе cігcuіtеloг pгіmаге pе cаге lе dеsегvеsc, sе геаlіzеаză cu cаbluгі dе cігcuіtе sеcundаге, pozаtе în cаnаluгі spеcіаlе pentru cаbluгі.

Instаlаțіі аuxіlіаге sunt cele dіn cаге fаc pагtе sегvіcііlе pгopгіі dе cuгеnt аltегnаtіv șі dе cuгеnt contіnuu, іnstаlаțіа dе lеgаге lа pământ șі cеа dе pгotеcțіе împotгіvа lovіtuгіloг dігеctе dе tгăsnеt.

CΑPIΤОLUL 2

ASPECTE TEORETICE

ECHIPAMENTE ȘI INSTALAȚII ELECTRICE LA POSTURILE DE TRANSFORMAREb#%l!^+a?

2.1. Transformatorul electric

2.1.1. Generalități și principii de funcționare

Transformatorul electric este definit ca fiind un caz limită de mașină electrică fără părți în rotație, constituită dintr-un ansamblu de circuite electrice cuplate magnetic, prin intermediul cărora se modifică valorile tensiunilor și curenților.

Transformatoarele în funcție de modul lor de realizare, pot fi:

– transformatoare monofazate,

– transformatoare trifazate,

– transformatoare polifazate.

Transformatorul funcționează pe baza fenomenului de inducție electromagnetică. Prin înfășurarea primară, la trecerea curentului electric, se formează un câmp magnetic alternativ. Liniile acestui câmp magnetic se închid prin miezul feromagnetic care se intersectează cu spirele primarului și secundarului.

Transformatorul este mașina electrică care nu deține părți în mișcare. Acesta transferă energie electrică dintr-un circuit în altul, din primar în secundar.

În figura 2 este prezentată elementele constructive ale transformatorului.

Figura 2 – Construcția unui transformator [8]

Elementele constructive ale unui transformator sunt:

înfășurarea primară,

miezul transformatorului,

înfășurarea secundară.

Miezul feromagnetic este necesar pentru închiderea liniilor de câmp magnetic. Miezul este construit din tole de oțel.

În figura 3 este prezentat fenomenul de inducție electromagnetică al transformatorului.

Figura 3 – Principiul inducției electromagnetice la transformator [8]

Transformatorul este construit dintr-un miez magnetic pe care sunt plasate înfășurările 1,2 cu numerele de spire N1, N2. Miezul magnetic asigură un cuplaj magnetic strâns între înfășurări, astfel că dacă se conectează înfășurarea 1 la rețeaua de curent alternativ, se stabilește prin miez un câmp magnetic fascicular Φ ce înlănțuie și cealaltă înfășurare și care induce tensiunile electromotoare:

ue1 = – N1 dΦ/dt , (1)

ue2 = – N2 dΦ/dt (2)

astfel încât Ue1/Ue2 = N1/N2. (3)

La mersul în gol, tensiunile la borne sunt practic egale cu tensiunile induse și deci

U1/U20 ≈ Ue1/Ue2 = N1/N2 (4)

Înfășurarea 1 alimentată cu tensiunea U1 se numește înfășurare primară, înfășurarea 2 la bornele căreia se stabilește prin inducție electromagnetică tensiunea U20 la mersul în gol, se numește înfășurare secundară.

În acest fel se poate modifica tensiunea U1 a rețelei, la o valoare necesară receptorilor conectați la bornele înfășurării secundare. În principiu, transformatorul monofazat poate avea mai multe înfășurări secundare la bornele cărora se pot obține tensiuni, de valori dependente de numerele de spire.

Transformatoarele se împart după următoarele criterii:

după modul de răcire,

după numărul de faze,

domeniul de utilizare

tipul transformării.

După modul de răcire, transformatoarele pot fi:

transformatoare uscate,

transformatoare în ulei.

La transformatoarele uscate, partea activă a acestora se află într-un dielectric de tip solid (rășină, nisip).

Transformatoarele de aer sunt cele care realizează răcire cu gaz, cu aer. Această răcire se realizează prin circulație naturală sau forțată, de tip ventilator.

La transformatoarele cu ulei, partea activă este introdusă în ulei special de transformator.

Partea activă a transformatorului cuprinde miezul și înfășurările acestuia.

După numărul de faze, transformatoarele se împart în:

monofazate,

trifazate.

După domeniul de utilizare transformatoarele se împart în:

transformatoare de putere (utilizate pentru transport și distribuție de energie electrică),

transformatoare de măsură (sunt folosite pentru a se conecta în mod indirect, aparatele de măsură atât cu tensiuni mari cât și cu, curenți mari),

autotransformatoare (au rolul de a transforma tensiunile la o limită redusă pentru a se putea porni motoarele de c.a.),

transformatoare de putere cu caracteristici speciale (la alimentarea cuptoarelor electrice, sudare electrică),

transformatoare de putere mică (de siguranță, de izolare, de separare, de comandă, de alimentare),

transformatoare cu destinație specială (rețele și instalații subterane).

După tipul transformării, acestea se împart:

transformator ridicător de tensiune (secundarul are tensiune mai mare decât primarul)

transformator coborâtor de tensiune (secundarul are tensiune mai mică decât primarul) ,

transformare de c.c. în c.a. sau invers.

În figura 4, sunt prezentate semnele convenționale pentru următoarele transformatoare:

monofazat realizat cu 2 înfășurări, (notat cu a)

trifazat și construit în 2 înfășurări, (notat cu b)

trifazat cu 3 înfășurări, (notat cu c)

autotransformatorul – trifazat (notat cu d)

Figura 4- Simboluri de reprezentare pentru transformatoare [8]

2.1.2. Ecuațiile transformatorului

Ecuațiile unui transformator cu m înfășurări, plasate aleatoriu pe miezul feromagnetic nesaturat sunt prezentate mai jos, conform figurii 5.

Figura 5 – Transformator cu m înfășurări [11]

Sensurile pozitive pentru curenții și tensiunile înfășurărilor se asociază după voie, urmând a se ține cont de acest lucru la interpretarea rezultatelor.

Pentru înfășurarea λ asocierea sensurilor pozitive corespuzătoare receptorului. Ecuația tensiunilor în acest caz capătă forma

Rλiλ – uλ = – dψλ/dt (5)

Fluxul total al înfășurărilor ψλ, se descompune în componentele de dispersie ψλσ și componenta principală ψλh,

ψλ = ψλσ + ψλσ (6)

în care fluxul ψλh este fluxul principal real al înfășurării λ, determinat și de contribuția curenților turbionari din tole. Dacă se notează ψλh0, fluxul determinat doar de curenții înfășurărilor, se arată că fluxul real ψλh poate fi exprimat în forma

ψλh = K’ψλh0 – K”dψλh0/dt (7)

Unde:

K’, K” sunt constante de material, determinabile experimental. În felul acesta se ține cont în ecuațiile transformatorului în mod simplu și de pierderile în fier.

ψλσ = (Lνλ – Lνλh)iν = Lνλσi; ψλh0 = Lνλhiν (8)

și înlocuind în (5)

uλ = RλIλ + d/dtLνλσiν + K’d/dtLνλhiν – K”d2/dt2Lνλhiν (9)

În aceste ecuații se consideră pozitive toate inductivitățile mutuale corespunzătoare înfășurărilor care determină în înfășurarea λ fluxuri ce se însumează cu fluxul propriu al înfășurării, altfel negative.

Se pot stabilii m ecuații. Dacă se cunosc tensiunile la bornele înfășurărilor, necunoscutele sunt cei m curenți și sistemul se poate rezolva în cazul general pentru orice regim de funcționare.

2.2. Aparate electrice de comutație

2.2.1. Generalități

Principalele aparate de comutație care sunt folosite în stațiile electrice și posturile de transformare sunt:

– separatoarele,

– întreruptoarele.

Separatoarele trebuie să suporte curenți de lungă durată. Curenții nominali de la separatoare trebuie să fie în condiții nominale pentru funcționarea circuitelor. De asemenea separatorul trebuie să reziste la curenți de scurtcircuit până se elimină acești curenți.

Întreruptoarele suportă curenții de lungă durată și curenții nominali cu condiția ca contactele acestuia să permită ruperea curenților de scurtcircuit în cazul unui defect.

Funcționarea separatoarelor și a întreruptoarelor sunt condiționate de rolul contactelor. Principiul și modul de funcționare este legat în mod direct de funcționarea aparatelor respective.

Contactul electric este definit ca fiind un element constructiv care permite efectuarea unei legături electrice sigure între diferite părți conductoare de electricitate.

Condițiile pe care trebuie să le îndeplinească un contact electric sunt:

la trecerea curenților nominali de funcționare, contactele să fie stabile termic

la trecerea curenților de scurtcircuit, contactele electrice să fie stabile atât termic cât și electrodinamic

contactele să realizeze o legătură stabilă și sigură

contactele să fie rezistente la uzură,

contactele să reziste la acțiunea unor factori externi,

contactele să se topească sau să se sudeze în cazul trecerii curenților de scurtcircuit

2.2.2. Separatoare

Separatoarele sunt aparate de comutație care în poziția deschis asigură o întrerupere vizibilă a circuitelor electrice din a căror componență fac parte.

Elementele principale ale unui separator sunt:

sistemul de contacte,

sistemul izolator,

dispozitivul de acționare, deschidere-închidere separator,

construcția metalică de asamblare și susținere din punct de vedere mecanic a celorlalte elemente

Caracteristicile tehnice ale separatoarelor sunt:

tensiunea nominală (kV),

curentul nominal (A),

valoarea efectivă a curentului limită termic (kA),

valoarea de vârf a curentului limită dinamic (kAmax).

Separatoarele se clasifică după:

număr de poli,

după felul instalației

după modul de instalare

după poziția de instalare

după modul dispozitivelor de legare la pământ

după nivelul izolației.

După numărul de poli, separatoarele pot fi:

monopolare,

bipolare,

tripolare.

După tipul instalației, separatoarele pot fi de interior sau de exterior.

După modul de instalare, separatoarele sunt separatoare montate în paralel sau în linie.

Separatoarele se clasifică după modul de deplasare al contactelor în separatoare:

cuțit,

rotative,

basculante,

de translație,

pantograf.

După poziția de instalare, separatoarele pot fi:

cu montare în plan vertical,

cu montare în plan orizontal,

montare atât în plan vertical cât și în plan orizontal.

După prezența sau absența dispozitivelor de legare la pământ a polilor, separatoarele pot fi:

fără dispozitive de legare la pământ,

cu un dispozitiv de legare la pământ,

cu două dispozitive de legare la pământ.

După nivelul izolației, separatoarele pot fi cu izolație normală sau izolație întărită.

Simbolul separatoarelor este realizată din trei părți:

litere,

cifre,

cifre și litere.

Semnificațiile acestor simboluri pentru litere sunt:

prima literă – S (separator)

a doua literă poate fi: M (monofazat) sau T (trifazat)

a treia literă: I (interior) sau E (exterior)

ultima literă: P (cu cuțit de punere la pământ), F (cu siguranțe fuzibile incluse), T (cu izolator de trecere), C (pentru celule), B (basculant), R (rotativ)

Cifrele din a doua parte a simbolului indică:

tensiunea nominală în kV,

curentul nominal în A

Literele sau cifrele din a treia parte a simbolului au următoarele semnificații:

litera „s” (montaj pe stânga dispozitivului de acționare),

lidera „d” (montaj pe dreapta dispozitivului de acționare),

litera „l” (montaj în linie),

literele „Iz.m.” (cu izolație mărită),

literele „LI” (cu liberă închidere),

literele „LD” (liberă deschidere)

alte litere și cifre – denumirea dispozitivului de acționare.

Separatoarele de interior sunt de 3-35kV, iar cele de exterior de: 10-20kV și 35-400kV.

2.2.2. Întreruptoare

Întreruptoarele sunt aparate electrice de comutație destinate să conecteze, să reziste și să întrerupă curenții de sarcină și curenții de defect care apar în rețea.

Întreruptorul de înaltă tensiune, folosit în posturile de transformare au următoarele caracteristici tehnice:

tensiune nominală (kV): standardizate – 6,10, 20, 110, 120, 400 kV și nestandardizate – 3, 15, 25, 30, 35, 60 kV

curent nominal (A): 400, 630, 800, 1250, 1600, 2000, 2500, 3150, 4000, 5000, 6300 A

frecvența nominală (Hz): 50 Hz

nivelul de izolație nominal,

capacitatea nominală de rupere a curenților de scurtcircuit,

capacitatea nominală de închidere în scurtcircuit,

secvența nominală de manevră,

durata admisibilă nominală a curentului,

durata nominală de deschidere,

durata nominală de întrerupere.

Tensiunea nominală este tensiunea de funcționare în regim normal. Curentul nominal este curentul de funcționareîn serviciu continuu. Frecvența de lucru în serviciu continuu poartă denumirea de frecvență nominală.

Nivelul de izolație nominal reprezintă valoarea tensiunii de ținere la impuls normalizat pozitiv și negativ și de ținere un minut la frecvența industrială pe care trebuie să o suporte izolația unui intreruptor destinat utilizării într-o rețea care este expusă la supratensiuni datorate originii atmosferice.

Capacitatea nominală de rupere a curenților de scurtcircuit reprezintă curentul cel mai mare pe care întreruptorul este capabil să-l întrerupă în cazul unui scurtcircuit. Capacitatea nominală de rupere la scurtcircuit se reprezintă prin două valori ale curentului de rupere măsurate în momentul separării contactelor întreruptorului:

valoarea eficace a componentei periodice (kA) – cu valori cuprinse între standard: 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20; 35; 40; 50; 63; 80; 100.

valoarea procentuală a componentelor aperiodice.

Capacitatea nominală de închidere la scurtcircuit reprezintă de 2,5 ori valoarea eficace a componentei periodice a capacității de rupere nominale la scurtcircuit.

Secvența nominală de manevră reprezintă posibilitățile de acțiune ale întreruptorului în caz de defect.

Durata admisibilă nominală a curentului de scurtcircuit reprezintă timpul în care întrerupătorul fiind închis, poate suporta fără deteriorări un curent egal cu capacitatea lui nominală de rupere în scurtcircuit.

Durata nominală de deschidere este intervalul de timp dintre momentul în care mărimea care lucrează asupra dispozitivului de acționare al întrerupătorului atinge valoarea de lucru și momentul în care contactele întrerupătorului se separă, întrerupând circuitele cu toți polii.

Durata nominală de întrerupere reprezintă intervalul de timp din momentul în care mărimea care lucrează asupra dispozitivului de acționare al întreruptorului atinge valoarea de lucru și sfârșitul circulației de curent la toți polii.

Simbolurile acestuia sunt în cifre și litere dar depind de țara de fabricație a acestuia.

Criteriile de clasificare ale întreruptoarelor sunt:

numărul de poli.

după felul instalației,

după nivelul de instalație: normală sau întărită.

după modul de acționare: monofazică sau trifazică.

după modul de stingere al arcului electric.

După numărul de poli, întreruptoarele pot fi:

monopolare,

bipolare sau

tripolare.

După felul instalației, întreruptoarele sunt:

de interior sau

de exterior.

După modul de stingere al arcului electric, întreruptoarele de înaltă tensiune se împart în întreruptoare:

cu medii de stingere lichid (folosindu-se ulei, apă),

cu mediu de stingere gazos (aer comprimat sau hexaflorură de sulf),

cu vid,

cu mediu de stingere gazogenerator,

cu suflaj magnetic.

Pentru joasă tensiune există întreruptoare de joasă tensiune în a căror construcție există următoarele componente:

întrerupătorul,

blocul declașator termic,

blocul declanșator electromagnetic,

blocul de contacte auxiliare,

contacte de semnalizare.

2.2.3. Motoare electrice și compensatoare sincrone

În sistemul electroenergetic, consumul de putere reactivă la orele de vârf de sarcină se ridică la același ordin de mărime cu consumul de putere activă. Acest consum reactiv se datorează consumatorilor și a diferitelor elemente ale rețelelor electrice de transport și distribuție, precum linii electrice, transformatoare, bobine de reactanță.

Cei mai importanți consumatori de putere reactivă sunt motoarele electrice asincrone, cuptoarele electrice, transformatoarele de sudură. Cu cât această putere reactivă crește, cu atât factorul de putere în sistem este mai mic.

Puterea necesară este o condiție importantă a consumatorilor, fiind un criteriu important în proiectarea instalațiilor electrice. În funcție de puterea maximă absorbită de consumator în punctul de racordare, există patru clase de consumatori de energie electrică a sistemul electroenergetic.

În funcție de aceste clase, se determină treapta de tensiune minimă care trebuie să existe în stația de racord, posibilitățile de alimentare din această stație, precum și momentul sarcinii.

Consumatorii cu puteri absorbite maxime de 50 kVA se alimenteaza din rețeaua de joasă tensiune.

Sarcina maximă de durată se stabilește pentru un interval de cerere de 15, 30 sau 60 min, care este baza calculelor de dimensionare a elementelor rețelei, în condiții termice și de determinare a pierderilor de putere.

Modul în care necesarul de energie electrică este asigurat în timp consumatorului de către furnizorul rețelei este caracterizat prin gradul de satisfacere a alimentării consumatorului în punctul de delimitare. Mărimea se notează cu C, și se definește ca raport între durata probabilă de alimentare și durata de alimentare cerută:

(10)

În relație, intervin următoarele mărimi:

Tc – ce reprezintă intervalul de timp al unui an calendaristic, în care consumatorul solicită criteriul de siguranta;

Tn – durata probabilă de nealimentare în perioada considerată.

Gradul de satisfacere în alimentare se determină pentru diferite nivele de puteri cerute.

Alimentarea cu energie electrică pentru consumatorii diverselor clase se realizează prin diverse nivele de siguranță.

În funcție de natura efectelor produse de întreruperea alimentării cu energie electrică, receptoarele se împart în patru categorii distincte.

Categoria zero cuprinde receptoarele pentru care întreruperea cu alimentare de energie electrică poate produce explozii, incendii, distrugeri grave de utilaje, pierderi de vieți omenești.

Încadrarea receptoarelor în această categorie se admite doar în cazuri excepționale, când nu se dispun și de alte forme de energie, în cazul în care acestea nu sunt justificate tehnic și economic în comparație cu acționarea electrică, precum și în situațiile în care măsurile preventive de natură tehnologică nu sunt eficiente.

În categoria zero sunt instalațiile și echipamentele: iluminatul de siguranță, instalațiile de ventilație și evacuare a gazelor nocive și a amestecurilor explozive, pompele de răcire ale furnalelor, cuptoarele din oțelării, calculatoarele de proces.

Categoria I, reprezintă receptoarele la care întreruperea alimentării cu energie electrică conduce la dereglarea proceselor tehnologice în flux continuu, iar ca rezultat necesită perioade lungi pentru reluarea activității la parametrii cantitativi și calitativi existenți în momentul întreruperii. De asemenea, se produc rebuturi importante de materii prime, materiale auxiliare, la pierderi materiale importante prin nerealizarea producției planificate și imposibilitatea recuperării acesteia. Acestea au repercursiuni asupra altor unități importante sau la dezorganizarea vieții sociale în centrele urbane.

Receptoarele de la categoria I sunt incluse în instalații tehnologice organizate pentru producție în serie mare, în flux continuu, aferente instalațiilor de ventilație, de cazane, de transport.

Categoria a II-a face referire la receptoarele la care întreruperea alimentării determină nerealizări de producție, doar pe durata întreruperii, care pot fi recuperate. În această categorie se încadrează majoritatea receptoarelor din secțiile industriale, prelucrătoare.

Categoria a III-a reprezintă receptoarele care nu se încadrează în categoriile precedente, cele de tip magazie, depozit.

La stabilirea categoriei receptorului se ține cont de următorii factori: cerința de continuitate în alimentare a receptoarelor; indicatorii valorici ai daunelor ce pot fi provocate de întreruperile cu alimentare a energiei electrice; cerințele speciale legate de calitatea tensiunii, a frecvenței.

Durata de realimentare este peste valoarea minimă de 3 secunde (la receptoarele de categoria 0 sau I), conform duratei de acționare a automaticii sistemului, putând atinge și câteva ore (la receptoare din categoriile II și III), fără depășirea termenului de 24 de ore.

În cazul puterii utile, a puterii mecanice (pentru motoarelor electrice), se folosește relația:

(11)

Mărimea n – reprezintă numărul de receptoare.

Randamentul rețelei (r) se calculează în funcție de pierderile de putere; care sunt:

r = 0,98 … 1.

Având toți factorii, se calculează coeficientul de cerere.

Puterea activă cerută se obține, pentru acest caz, din puterea instalată, cu ajutorul coeficientului de cerere.

(12)

Pentru calculul puterii reactive cerute, se determină factorul de putere mediu (cos m) al receptoarelor, cu ajutorul relației de egalitate a puterii aparente de cele n receptoare cu cele ale puterii aparente a unui receptor echivalent.

Astfel se obțin relațiile de mai jos:

– pentru Pij – putere electrica absorbită

(13)

– pentru Pij – putere utilă.

(14)

Puterea reactivă cerută este dată de realția:

(15)

După tipul tensiunilor de alimentare, mașinile și moatoarele se împart:

de curent continuu (c.c.),

de curent alternativ (c.a.),

universale, funcționale atât în curent alternativ cât și în curent continuu.

În timpul proceselor de trnasformare a energiei la mașinile electrice, doar o parte a energiei primite se transformî în formă de energie utilă. Aceasta se întâmplă din cauza pierderilor în urma:

frecărilor mecanice dintre piesele aflate într-o mișcare relativă și aer,

a curenților turbionari precum și a fenomenului de histerezis ce apare în piesele feromagnetice,

efectului Joule ce apare în conductoarele parcurse de curent electric.

Toate aceste pierderi, influențează consumul energetic al acesteia și randamentul unei mașini electrice, care se calculează cu formula:

< 1 (16)

În care :

p = Pm + Pj + PFe (17)

Unde:

Pm – pierderile datorate frecărilor între piese și aer

Pj – pierderile datorate fenomenului de histerezis și a curentului turbionar a pieselor feromagnetice

PFe – pierderile prin efect Joule

Pierderile în urma procesului de conversie a energiei obținut prin intermediul mașinilor electrice se transformă în căldură și sunt ireversibile.

2.2.4. Bateriile de condensatoare

Bateriile de condensatoare se montează în lungul unei linii electrice de înaltă sau medie tensiune pentru compensarea longitudinală, pentru îmbunătățirea condițiilor de transport, de reglarea tensiunii de linie, reducerea variațiilor tensiunii provocate de anumiți consumatori, de mărimea capacității de transport a liniilor electrice.

Aceste baterii pentru posturile de transformare se montează pe bara de medie tensiune ale stațiilor electrice sau pe barele de joasă tensiune ale posturilor de transformare.

Transportul puterii reactive într-o rețea electrică are influențe negative asupra funcționării acestuia atât din punct de vedere tehnic cât și din punct de vedere economic, financiar.

Lipsa acestor baterii de condensatoare conduc la transportul puterii active cu factor de putere mic și are următoarele consecințe:

micșorarea capacității de producere a puterii active de vătre generatoare,

reducerea capacității de transport a transformatoarelor și a linii lor electrice.

înrăutățirea tenisunii și a căderilor de tensiune în diferite puncte din rețea,

creșterea pierderilor la producerea și transportul energiei electrice,

creșterea investițiilor în sistem, pentru un KW alimentat,

dificultăți tehnice în exploatarea rețelelor electrice.

Dificultățile care apar în exploatarea rețelelor electrice la lipsa unei baterii de condensatoare sunt: creșterea curentului permanent de circuit și înrăutățirea condițiilor de întrerupere a circuitului prin stingerea arcului electric.

2.2.5. Echipamente pentru tratarea neutrului în rețelele electrice

Punctul neutru al înfășurărilor transformatoarelor cu conexiunea stea reprezintă un punct simetric (median) față de cele trei faze. În regim de funcționare, din motive de simetrie, punctul neutru (de nul) se află la potențialul pământului, dar în funcție de legăturile existente între sistemul trifazat de conductoare și pământ, potențialul neutrului față de pământ poate lua valori diferite. Această tensiune a punctului neutru față de pământ se numește tensiune de deplasare sau mai exact, deplasarea punctului neutru.

După poziția neutrului rețelei față de pământ, există următoarele tipuri de rețele, prezentate în figura 5:

rețele cu neutrul izolat – neutrul nu are legătură cu pământul (a),

rețele cu neutrul legat la pământ – neutrul este legat direct la pământ sau prin intermediul unei rezistențe de valoare mică (b),

rețele cu neutrul compensat – legarea neutrului la pământ se realizează prin bobine cu reactanță comparabilă cu reactanța capacitivă a rețelei (c).

Figura 5 – Modul de tratare al neutrului [17]

Rețelele de transport de înaltă tensiune (110, 220, 400 kV) au neutrul legat direct la pământ.

Rețelele de distribuție de medie tensiune 20(15)kV se leagă la pământ prin bobine de stingere sau cu rezistențe. La rețelele de 6kV neutrul este izolat. În rețelele de distribuție de joasă tensiune 0,4kV, neutrul se leagă la pământ. Pentru crearea unui neutru artificial se folosesc transformatoare .

2.2.6. Aparate de protecție contra supratensiunilor

Izolația echipamentelor electrice aflate în exploatare este supusă unui ansamblu de solicitări de natură electrică, mecanică, termică, biologică, chimică. Aceste acțiuni, solicitări, duc la degradarea izolației, la reducerea rezistenței dielectrice .

Din punct de vedere electric, izolația este solicitată de următoarele categorii de tensiuni:

tensiunea maximă de serviciu a rețelei,

supratensiuni de trăznet,

supratensiuni de comutație,

supratensiuni temporare.

Mijlocul de protecție împotriva loviturilor directe de trăznet este paratrăznetul. Acesta este alcătuit din elemente de captare amplasate deasupra construcției protejate, elemente de coborâre și elemente de legare la pământ.

Descărcătoarele sunt mijloace de protecție împotriva undelor de supratensiune. Acestea sunt de mai multe tipuri: cu coarne, cu rezistență variabilă sau cu rezistență de șuntare, cu suflaj magnetic.

Toate aceste echipamente trebuie menținute în stare de funcționare și verificate la perioade de timp stabilite conform normativelor. Descărcătoarele sunt verificate în laboratoare speciale, cel puțin o dată pe an, indiferent de durata sau numărul de utilizări ale acestuia.

2.2.7. Elemente conductoare de curent

Elementele conductoare de curent pentru instalații și echipamente, contactele aparatelor de conectare și de protecție sunt construite din metale și aliaje, din conductoare solide. În stațiile electrice și posturile de transformare, elementele conductoare de curent sunt:

barele,

conductoarele,

cablurile.

Barele colectoare realizează legătura dintre liniile de sosire și de plecare ale instalațiilor de distribuție. Barele de derivație realizează legătura dintre barele colectoare și aparatele instalate în diferite celule. Legarea la pământ a instalațiilor se realizează de asemenea prin intermediul barelor.

Conductoarele multifilare neizolate se folosesc drept bare colectoare și de derivație în instalațiile exterioare.

Cablurile se folosesc pentru legarea la bare a transformatoarelor, a consumatorilor alimentați prin linii subterane sau aeriene.

Conductoarele izolate utilizate în instalațiile de înaltă și de joasă tensiune din stațiile electrice și posturile de transformare sunt cablurile de energie, cablurile și conductoarele de comandă, protecție secundară și măsură, și conductoarele izolate la forță și lumină.

Cablurile sunt multifilare iar conductoarele sunt cabluri monofilare. În figura 6 este prezentată secțiunea unui conductor monofilar, care prin mai multe asemenea conductoare, formează cablurile multifilare. Cablul din imagine este unul monofazat de 110kV

Figura 6 – Secțiune printr-un conductor monofazat 110kV [11]

2.2.8. Izolatoare

Izolatoarele se folosesc în instalațiile electrice pentru fixarea elementelor conducătoare de curent, pentru izolarea acestora față de pământ și de alte părți ale instalațiilor care se găsesc la altă tensiune. De asemenea, izolatorii se utilizează la îmbinarea mecanică a părților aflate la potențiale diferite. Acestea se construiesc pentru a se folosi la liniile electrice aeriene ca și izolatoare de trecere și izolatoare suport.

Izolatoarele pentru linii sunt destinate pentru funcționare în aer liber, iar cele de trecere și suport, pentru funcționare în instalații interioare sau exterioare.

Izolatoarele se compun din dielectric, armături metalice pentru fixare mecanică și materiale de legătură care îmbină dielectricul cu armăturile. Aceste materiale electroizolante au proprietăți specifice: mecanice, dielectrice și termice.

Proprietățile mecanice se referă la:

rezistență la tracțiune,

încovoiere,

compresiune

flexibilitate

duritate

Proprietățile dielectrice caracteristice sunt:

pierderi dielectrice mici,

rigiditate dielectrică mare

rezistență mare la curenți de scurgere și la arc electric.

Proprietățile termice ale izolatoarelor sunt legate de rezistență la:

temperaturi mari,

curenți de scurgere

la arc electric

modificările volumului în funcție de temperatură

conductivitate termică mare

dilatare termică redusă

neinflamabilitate

Pentru fixarea conductoarelor, a barelor și a părților componente ale aparatelor și barelor colectoare se folosesc în general izolatoare suport de formă cilindrică, ca în figura 7.

Figura 7 – Izolatoare suport pentru aparate, caracteristici specifice [13]

2.2.9. Instalații de legare la pământ

Instalațiile de legare la pământ au multiple funcții în cadrul stațiilor electrice și în posturile de transformare.

Aceste instalații asigură securitatea personalului ce exploatează instalațiile sau a persoanelor care ating accidental părți aflate sub tensiune, precum carcase, elemente de susținere sau echipamente electrice. Pentru aceste protecții, se folosesc instalații de legare la pământ împotriva electrocutărilor.

Pentru stabilirea potențialelor față de pământ a unor puncte din circuitele normale de lucru, adică la legarea la pământ a punctelor neutre pentru rețele trifazate, transformatoarele de măsură se folosesc atât la instalații de legare la pământ de protecție împotriva electrocutărilor cât și instalații de legare la pământ de exploatare.

Pentru crearea unor circuite pentru funcționarea protecției împotriva punerilor la pământ în rețele se folosesc instalații de legare la pământ de exploatare.

Realizarea protecției împotriva supratensiunilor atmosferice sau supratensiuni de comutație, datorate unor cauze interne se folosesc instalații de legare la pământ de protecție, împotriva supratensiunilor.

Uneori, instalațiile de legare la pământ sunt folosite în comun atât pentru protecție cât și pentru exploatare. Curentul electric are efecte negative asupra organismului omenesc, motiv pentru care sunt necesare instalațiile de legare la pământ.

Instalațiile de legare la pământ în stațiile electrice și posturile de trnasformare sunt constituite din:

priză de pământ,

rețea de conductoare principale de legare la pământ

conductoare de ramificații racordate la conductoarele principale

legături între rețeaua conductoarelor principale și prizele de pământ, prevăzute cu piese de separație

Piesele de separație se montează între conductoarele principale conductoarele de ramificație și priza de pământ artificială. Rețeaua conductoarelor principale se va racorda la priza de pământ prin minim două legături separate. Dacă priza de pământ este naturală, atunci se permite o singură legătură la conductoarele principale.

În figura 8, sunt prezentate modurile de realizare a instalațiilor de legare la pământ în stații.

Figura 8 – Instalație de legare la pământ în stații și posturi de transformare

a – exterioară, b – interioară [5]

Legarea la pământ se face pentru toate elementele metalice care nu fac parte din circuitul curenților de lucru și în mod accidental pot realiza un contact direct prin defecte sau arc electric cu personalul care deservește ansamblul respectiv. Din acest motiv, chiar și ușile de la tablourile electrice, trebuie legate la pământ.

2.2.10. Bobine de reactanță

În condițiile apariției unor puteri de scurtcircuit mari în rețelele electrice, se impune limitarea curenților de scurtcircuit. Această putere de scurtcircuit redusă conduce spre:

micșorarea apariției defectelor la echipamentele electrice în cazul unor scurtcircuite,

fiabilitate ridicată pentru echipamente

realizarea schemelor electrice optime din punctul de vedere al costurilor aferente instalațiilor.

Limitarea curenților de scurtcircuit se realizează prin alegerea unor scheme electrice de conexiuni corespunzătoare instalației și prin mărire artificială a impedanței circuitului parcurs de acel curent de scurtcircuit. Limitarea acestor curenți de scurtcircuit pentru valori admisibile ale aparatajului de comutație se obține prin montarea în serie pe cele trei faze a unor reactanțe inductive, adică a bobinelor de reactanță.

Valoarea maximă a tensiunii remanente asigurată bobinei de reactanță pe barele de scurtcircuit pe linie este de 0,7Un.

Pierderile de tensiune în circuit, au loc atât în regim normal cât și în regim de defect, ca în figura 9, conform relației:

Xf = ωL (ῼ)

Unde:

L – inductanța unei faze a bobinei de reactanță.

Figura 9 – Repartiția pierderilor de tensiune în circuitul bobinelor de reactanță

a – regim normal, b – regim de defect [11]

Bobinele de reactanță sunt speciale, cu răcire în aer, destinate montajului în instalațiile interioare pentru tensiuni de până la 20 kV.

În figura 10 este reprezentată o bobină de reactanță pentru înaltă tensiune, realizată din beton, pentru 10 kV cu următoarele componente:

înfășurare (1)

coloana de beton (2)

izolatoare suport (3)

borne de racord (4)

Figura 10 – Bobină de reactanță pentru 10kV – parte constructivă [11]

2.2.11. Aparate de protecție împotriva supracurenților

Aparatele de protecție împotriva supracurenților (suprasarcini și scurtcircuite) permit separarea în timp optim a elementelor deteriorate de celelalte elemente ale instalației și acționează rapid când apar probleme de disfuncționalitate la echipamentul protejat. Aparatele de protecție împotriva supracurenților sunt siguranțele fuzibile.

Siguranțele fuzibile sunt aparate de comutație în circuitele electrice care au rolul de a întrerupe curentul ce depăsește pragul dat de o valoare strictă într-un anumit timp, deschizând circuitul. Această întrerupere de curent se realizează prin topirea unui element fuzibil care a fost dimensionat în acest scop, limitând în acest mod amplitudinea și durata supracurenților.

Etapele protecției prin siguranțe sunt:

încălzire fuzibil,

topire și evaporare fuzibil,

străpngere mediu

apariție arc electric

stingerea arcului electric din siguranță.

Caracteristicile principale care determină alegerea tipului de siguranță sunt:

tensiunea nominală,

curentul nominal al soclului,

curentul nominal al elementului de înlocuire a siguranței,

curentul de rupere pentru o tensiune de restabilire,

tensiunea de restabilire după stingerea arcului electric,

caracteristica de topire – adică caracteristica timp-curent.

2.3. Norme de protecție a muncii

2.3.1. Condiții generale pentru instalații electrice

Іnstаlаțііlе еlеctгіcе tгеbuіе să аіbă schеmе dе conеxіunі sіmplе șі clаге, cаге să pегmіtă mаnеvге гаpіdе șі sіguге, геаlіzагеа іnstаlаțііloг pеntгu măsuгă, pгotеcțіе șі аltoг іnstаlаțіі (аutomаtіzаге, comandă), pгеcum șі sеpагагеа dе lucгu аtât а întгеgіі іnstаlаțіі cât șі а unеі păгțі (pеntгu еxеcutагеа lucгăгіloг făгă întгегupегеа întгеgіі іnstаlаțіі).

Soluțііlе constгuctіvе cаге sе аdoptă pеntгu іnstаlаțііlе și stаțііlе еlеctгіcе tгеbuіе să sаtіsfаcă o sегіе dе condіțіі cu cагаctег gеnегаl pгіvіnd:

sіguгаnțа în funcțіonаге а іnstаlаțііloг;

sеcuгіtаtеа pегsonаluluі dе еxploаtаге;

еconomіcіtаtеа soluțіеі.

Sе pгеvеdе еvіtагеа еxpunегіі pегsoаnеloг dіn stаțіа еlеctгіcă lа șocuгі еlеctгіcе, tегmіcе (lа scuгtcігcuіtе oгі punегі аccіdеntаlе sub tеnsіunе) sаu mеcаnіcе (еxplozіі). În аcеst sеns sе pгеvăd аstfеl dіspozіțііlе constгuctіvе încât să împіеdіcе pătгundегеа аccіdеntаlă а pегsonаluluі dе dеsегvіге în zonе cаге pгеzіntă гіscuгіlе cіtаtе mаі sus, să pгotеjеzе tегmіc șі mеcаnіc culoагеlе dе аccеs în іnstаlаțіе.

Un pгіncіpіu vегіfіcаt еstе аcеlа cа lа геvіzіі/геpагаțіі sеpагагеа loculuі dе lucгu să poаtă fі făcută аstfеl încât să fіе scos dіn funcțіunе numаі еlеmеntul lа cаге sе lucгеаză. Sе folosеsc sеpагăгі dе pгotеcțіе șі în gеnегаl sе dіspun lа dіstаnțе іnаccеsіbіlе – numіtе dіstаnțе dе pгotеcțіе – păгțіlе sub tеnsіunе.

2.3.2. Norme de tehnica securității muncii specifice instalațiilor

Indiferent de natura activității procesului de muncă, patru elemente sunt implicate în influențarea realizării acesteia: executantul, sarcina de muncă, mijlocul de producție și mediul de muncă.

Cele patru elemente constituie sistemul de muncă, ce reprezintă sucesiunea muncii în timp și spațiu ale executantului folosind mijloacele de producție.

Toate cele patru elemente se intersectează favorizând procesul de producție.

Se poate susține că accidentele de muncă, îmbolnăvirile profesionale sunt generate de disfuncțiile sistemului de muncă, ale celor patru elemente constitutive.

Prevenirea accidentelor de muncă, a bolilor profesionale reprezintă un scopul final și bine determinat al activității de protecție a muncii.

Accidentele de muncă pot fi cauzate de factorul uman, motiv pentru care există mai multe măsuri organizatorice și igienico-sanitare care previn producerea acestora. Aceste accidente de muncă sunt cele subiective.

Accidentele de muncă care nu depind de factorul uman sunt accidente obiective și se previn ca urmare a unor măsuri tehnice. Aceste măsuri tehnice presupun utilizarea unor mijloace de producție și mijloace individuale de protecție, pe lângă respectarea procedeelor și a tehnologiilor prevăzute în instrucțiunile tehnice de utilizare și exploatare a instalațiilor electrice.

Pentru prevenirea accidentelor sau a îmbolnăvirilor profesionale se iau o serie de măsuri generale de protecție și prevenire. În anumite situații excepționale se impun măsurile individuale de protecție.

Măsurile tehnice necesare la realizarea lucrărilor la instalațiile electrice cu scoatere de sub tensiune sunt: separarea electrică a instalației, realizată prin întreruperea tensiunii și separarea vizibilă a întregii instalații sau doar a unor părți din instalație la care urmează a se lucra, concomitent cu blocarea în poziția deschis a dispozitivelor de acționare a separatoarelor prin care se face separarea vizibilă și montarea plăcuțelor avertizoare.

Folosirea mijloacelor individuale de protecție și mijloacelor de avertizare. Mijloacele de protecție individuală se întrebuințează de către electricieni pentru prevenirea electrocutării prin atingere directă și pot fi împărțite, în două categorii: principale și auxiliare.

Mijloacele principale de protecție constau din: tije electroizolante, clești izolanți și scule cu mânere izolante. Izolația acestor mijloace suportă tensiunea de regim a instalației în condiții sigure; cu ajutorul lor este permisă atingerea părților conducătoare de curent aflate sub tensiune.

Mijloacele auxiliare de protecție constau din: echipament de protecție (mănuși, cizme, galoși electroizolanți), covorașe de cauciuc, platforme și grătare cu piciorușe electroizolante din porțelan etc. Aceste mijloace nu pot realiza însă singure securitatea împotriva electrocutărilor.

Întotdeauna este necesară folosirea simultană cel puțin a unui mijloc principal și a unuia auxiliar.

Mijloacele de avertizare constau din plăci avertizoare, indicatoare de securitate (stabilite prin standarde și care conțin indicații de atenționare), îngrădiri provizorii prevăzute și cu plăcuțe etc. Acestea nu izolează, ci folosesc numai pentru avertizarea muncitorilor sau a persoanelor care se a-proprie de punctele de lucru periculoase.

Curentul electric prezintă următoarele pericole: electrocutare, arsuri, incendii și explozii.

Electrocutarea apare ca urmare a atingerii de către om a unei părți sau a unor obiecte care sunt fie în mod normal sau în mod accidental sub tensiune.

Pentru acordarea primului ajutor în cazul electrocutării, măsurile generale se referă la instruirea întregului personal care poate fi afectat și implicat în aceste pericole și dotarea zonei cu truse de prim ajutor.

CΑPIΤОLUL 3

REZOLVAREA TEMEI DE PROIECTARE b#%l!^+a?

3.1. Date de proiectare

În cadrul acestui proiect se va realiza o analiză asupra unei companii de producție, a consumurilor electrice aferente care implicit sunt punctele de plecare ale oricărui proiect de dimensionare a unui post de transformare.

3.1.1. Descrierea companiei

Compania care este luată ca referintă pentru proiectarea instalațiilor electrice și dimensionarea postului de transformare este una care produce echipamente pentru automobile. Compania își are sediul în afara localității, într-un complex industrial unde contează pentru costuri mai reduse, spațiul și accesul spre magazii.

Firma producătoare de componente de mașini execută mai multe operații asupra produsului ceea ce necesită un flux tehnologic complex. Pe lângă instalațiile și utilitățile necesare: instalație de aer comprimat (compresoare), generator de abur (pentru presare), centrală termică (pentru încălzire, apă caldă), instalații de climatizare (necesară pentru toată perioada anului datorită temperaturilor ridicate în urma executării anumitor etape din procesul tehnologic), stație de pompe (pentru apă și instalații de proteție la incendiu), instalație de exhaustare sunt și numeroase categorii de utilaje. Consumatorii sunt de grad 1, 2 și 3, nefiind consumatori vitali, doar importanți.

Fiind o companie nou înființată, investițiile sunt mai mici și doar strict necesare.

3.1.2. Descrierea consumatorilor și a situației energetice

Tehnica producerii aerului se realizează cu ajutorul instalațiilor de compresoare. În cazul unei utilizări în condiții nefavorabile a compresoarelor, aerul comprimat poate fi scump, iar la o utilizare în circumstanțe potrivite, poate fi economic și benefic pentru companie. Alegerea compresoarelor pentru aplicațiile specifice fiecării companii se realizează în funcție de necesarul de aer, care depinde de puterea electrică, presiune și debit. Instalația de aer comprimat este formată din: compresor, vas tampon (unde se acumulează aerul produs), uscător (se usucă aerul produs), separator apă-ulei (se separă uleiul de apă din circuitul sistemului de tratare a aerului).

Generatorul de aburi este o instalație care transformă chimic, apa în altă formă de energie, adică în aburi. Această instalație este necesară pentru prese, astfel încât temperaturile de lucru ale utilajului să fie cele adecvate procesului tehnologic. Acesta utilizează cazane cu circulație forțată unică și cu recirculare.

Centrala termică este alcătuită din mai multe pompe care au ca rol transmiterea agentului termic în locurile unde aceasta este necesară. Consumurile centralei termice sunt influențate de numărul de pompe aflate în uz, adică de cantitatea de căldură necesară a se transporta de la cazane. Agentul termic este folosit atât în producție, cât și pentru nevoile personalului: de încălzire, apă caldă.

Instalațiile de climatizare sunt construite din ventilatoare, dintre care unele au rolul de a introduce aerul răcit cu ajutorul freonului, iar celelalte ventilatoare sunt necesare pentru evacuarea aerului cald. Introducerile de aer au loc pe partea inferioară a halei, iar evacuarea pe partea superioară, conform circulației termice a aerului. Randamentul ventilatoarelor depinde de calitatea construcției și de starea de uzură a paletajului.

Puterea electrică a unei climatizări este mare, fiind de fapt o însumare a tuturor consumurilor: ventilatoare, compresor de răcire cu freon.

Puterea absorbită de un ventilator este dată de formula:

P [kW]; (17)

Se ține cont că: , iar puterea ventilatorului se mai scrie:

P [kW]; (18)

Unde parametrii aferenți sunt:

Vg = debitul de fluid, în [m3/s];

Dg = debitul masic de fluid, în [Kg/s];

H = înălțimea de refulare, în [mm. Coloană de gaz];

= înălțimea totală de refulare, în [N/m2];

= randamentul ventilatorului;

= masa specifică a fluidului, în Kg/m3;

g = accelerația gravitațională, în ms-2.

Stația de pompe de apă conține trei pompe pentru transportul apei și una de extragere din puțul de apă. Stațiile de pompe sunt prevăzute cu rezerve, în automatizările cu două unități, acestea refulează în paralel pe aceeași conductă. O pompă de apă este folosită pentru protecție la incendiu. În cazul unei avarii, o centrală de detectare prin senzori, transmite o comandă către pompă care alimentează automat instalațiile aferente, de sprinklere și hidranți.

Instalația de exhaustare funcționează pe principiul instalațiilor de climatizare. Prin intermediul unor tubulaturi metalice, un ventilator introduce aer și prin alte tubulaturi evacuează resturile rămase în urma proceselor tehnologice de la perii și freze. Instalație de exhaustare lucrează în circuit închis, deservind strict, doar utilajele care au nevoie de extragerea deșeurilor din urma procesului prestat de utilaj.

În categoria utilajelor sunt acele componente productive care sunt necesare în fluxul de producție. În acest caz sunt:

mașini de frezat – consum energetic 35 kW,

perii de lustruit – consum energetic 11 kW,

prese – consum energetic de 75 kW,

mașini de injectat – consum energetic de 160 kW,

cabine de lucru, de slefuit, de lacuit – având un consum specific de 17 kW

Fiecare utilaj are un număr variabil, de la 25 prese, până la 60 de perii, care sunt organizate în diferite zone ale halei.

Pe lângă aceste consumuri energetice necesare instalațiilor și utilajelor, există consumuri electrice și pe partea de iluminat și uși de acces între zone din hală. Aceste uși sunt electrice, cu consumuri de doar un kW, aferente motarelor de acționare.

Din postul de transformare se vor alimenta tablourile electrice de forță din hală, de unde se distribuie energie electrică la consumatorii finali. Dimensionarea tablourilor trebuie realizată în așa fel încât să există un echilibru de împărțire pentru consumatori.

Fiecare zonă, în funcție de fluxul de producție și de procesul tehnologic, deține unul sau două tablouri electrice, notate cu TF. Dacă se întrerupe accidental alimentarea cu energie electrică a unui tablou electric, fluxul tehnologic este încetinit dar nu compromis, putându-se produce pe celalalte utilaje, alimentate din alt tablou electric de forță.

De asemenea, există un generator electric, care funcționează pe bază de motorină, care preia o parte dintre consumatori, în cazul întreruperii cu energie electrică a postului de transformare. Această manevră are loc în mod automat, în urma unei comenzi electrice prestabilite. Generatorul nu poate prelua întregul consum și pe acesta sunt legate electric doar consumatorii considerați vitali de către companii, conform caietului de sarcină emis de beneficiar. Acești consumatori sunt: iluminatul de siguranță, ușile electrice, instalațiile de curenți slabi (internetul și rețeua internă de calculatoare), stația de apă, hidranții, sprinklerele.

3.2. Proiectarea stației de transformare

3.2.1. Generalități

De tensiunea de alimentare depind parametrii liniilor de legătură cu sistemul energetic național, caracteristicile aparatajului și echipamentelor din stațiile de racord și de primire și prin urmare valoarea investițiilor, a pierderilor de energie și a cheltuielilor de exploatare aferente stației.

Alegerea tensiunii de alimentare se face ținând seama de următorii factori importanți:

Tensiunea sursei de alimentare,

Tensiunea de utilizare a receptoarelor,

Perspectiva de dezvoltare a consumului zonei specifice, de extindere a afacerii.

3.2.2. Calculul puterii transformatoarelor

Transformarea diferitelor niveluri de tensiune au loc în stațiile și posturile de transformare, care sunt noduri ale sistemului electroenergetic, la care sunt racordate liniile electrice. Stațiile și posturile de transformare sunt elemente componente importante ale rețelelor electrice, având funcția de transfer a tensiunii, fără nici o modificare a frecvenței.

Stațiile electrice de transformare și interconexiuni reprezintă un ansamblu de instalații electrice și construcții auxiliare, care realizează conversia energiei electrice prin transformatoare de forță, făcând legătura între sursă și consumatori.

Posturile de transformare (P.T.) sunt stații de transformare mai mici, destinate alimentării consumatorilor de joasă tensiune (până la 1 kV), cu o putere de până la 2500 kVA.

Dimensionarea stațiilor și posturilor de transformare se face la proiectarea alimentării cu energie a consumatorilor noi și pentru verificările periodice ale puterii instalate.

Se parcurg următoarele etape:

Alegerea numărului și a locului de amplasare a P.T.;

Determinarea puterii P.T.,

Determinare numărului și a puterii transformatoarelor dintr-un P.T.

Orice abatere de la amplasamentele optime se reflectă prin creșterea investițiilor în cabluri și alte căi de curent, precum și prin creșterea pierderilor de putere.

Alegerea numărului, tipului și parametrilor transformatoarelor din stațiile principale și posturile de transformatoare de secție, este de asemenea, o problemă de ordin tehnico – economic.

Pe planul de situație se trec puterile cerute ale secțiilor sau utilajelor ce urmează a fi alimentate. Se grupează receptoarele de tablouri de forță și posturi de transformare și se determină centrele de greutate ale sarcinilor care urmează a fi alimentate din același P.T., avându-se în vedere ca puterea unui post să nu depășească 2500 kVA în funcție de puterea cerută și importanța consumatorilor.

Alegerea transformatoarelor depinde, în afară de caracteristicile graficului de sarcină zilnic și anual, și de alți factori precum:

ponderea receptoarelor a căror continuitate trebuie asigurată în regim de avarie sau de revizie;

posibilitatea de rezervare prin circuite de ajutor de partea tensiunii secundare;

existența unor rezerve locale sau centralizate în unități de transformare capacitatea de suprasarcină a transformatoarelor, în conformitate cu indicațiile uzinei constructoare;

randamentul transformatoarelor în funcție de sarcină.

Amplasarea tablourilor de forță se face în funcție de amplasamentul receptoarelor pe schema sinoptică a fluxului tehnologic. Numărul de transformatoare din stațiile de primire se determină în funcție de nivelul de siguranță cerut de receptoarele alimentate.

Puterea postului de transformare se stabilește în funcție de puterea cerută de consumator. În funcție de corectitudinea determinării acesteia, depind toți indicatorii sistemului de alimentare cu energie electrică:

investiții;

cheltuieli de exploatare;

pierderi de puteri și de energie;

consum de material, conductor și alte materiale.

Determinarea puterii posturilor de transformare se realizează folosind metoda coeficientului de cerere. Această metodă se aplică la proiectarea alimentării cu energie a consumatorilor noi sau la care nu se cunosc curbele de sarcină.

Cu această metodă se are în vedere faptul că din puterea electrică instalată, numai o parte este putere cerută, deoarece nu toate utilajele funcționează simultan, iar cele ce sunt în funcțiune nu sunt încărcate la sarcina maximă.

Se utilizează următoarea relație pentru determinarea puterii cerute:

Pc = Kc Pif [kW]; (19)

Kc = (20)

Unde:

Pif = puterea instalată în funcțiune [kW], deoarece o parte din utilaje sunt în rezervă, iar altele în reparație;

Kc = coeficientul de cerere;

Ks = coeficientul de simultaneitate;

KI = Pada / Pn = coeficient de încărcare;

ղc= randamentul rețelei;

ղc = randamentul utilajului.

Pentru calculul puterii reactive se utilizează relația:

Qc = Pctgφc [kVAr]; (21)

Unde avem:

tgφc = corespunde factorului de putere cosφc al grupei de receptoare

Puterea aparentă cerută de consumator se determină cu relația:

Sc = (22)

Unde:

= suma puterilor active cerute de consumator;

= suma puterilor reactive cerute de consumator.

Cunoscând puterea cerută se calculează puterea necesară a fi instalată în postul de transformare, cu următoarea relație:

ST = [kVA]; (23)

Unde avem:

βopt = este coeficientul optim de încărcare al transformatoarelor βopt =0,7-0,75

Se alege puterea nominală standardizată în așa fel încât pierderile în transformatoare să fie minime. Se va avea în vedere să nu se aleagă o diversitate de puteri întrucât aceasta implică o diversitate de echipamente de comutație, măsură și protecții îngreunând operațiile de revizii și reparații și producând costuri mari.

Consumurile electrice aferente consumatorilor alimentați direct sau indirect din posturile de transformare sunt trecute în tabelul 1

Tabelul 1 – Consumatori si puteri instalate

În tabelul 2 sunt trecute cele 12 tablouri electrice de forță în care sunt legați electric consumatorii prezentați în tabelul 1. Fiecare tablou reprezintă câte un circuit alimentat din primul post de transdformare, notat cu cifra 1, în față numărului circuitului aferent (TF1 – alimentat din postul de transfotmare 1, aferent circuitului C1)..

Fiecare tablou electric este dimensionat în așa fel încât să aibă o rezervă rezonabilă, conform standardului.

Tabelul 2 – Consumatori energetici distribuiți pe TF

Având datele calculate în tabelul 1 și 2, se determină puterea aparentă cerută din postul de transformare conform relației:

Sc = 392,468 [kVA]; (24)

Puterea necesară a fi instalată în postul de transformare va fi:

Str = [kVA]; (25)

Str = 523,29 + 400 = 923,29 [kVA]; (26)

În concluzie:

se va alege un transformator de 1000 [kVA].

Pentru calculul transformatorului de racord între bornele generatorului producător de energie și bara colectoare a serviciilor proprii cu tensiunea de ieșire de 20 kV, se utilizează relația:

Str > unde: (27)

K1m = coeficient de cerere; K1m = 0,65 – 0,75;

suma puterii motoarelor conectate pe bară;

= randamentul motoarelor.

unde: (28)

i = numărul de motoare la 6 kV

cos unde: (29)

cosfactorul de putere mediu;

K2m = (0,4-0,45) – coeficient de cerere al transformatoarelor conectate la bara de 6 kV dacă transformatorul e coborâtor;

(30)

cos (31)

[kVA]; (32)

Str > (33)

Str > (34)

Str > 17,2241 [MVA]; (35)

Deci se alege un transformator 10/20 kV cu Str = 20 [MVA];

Calculul transformatorului ridicător de la 10/110 [kV]:

Str > (36)

Str > (37)

Str > 71,42 [MVA]; (38)

Se alege un transformator cu Str = 80 [MVA].

În această schemă bloc a postului de transformare, generatorul se racordează la tensiunea de 110 kV. Consumul serviciilor proprii de bloc se realizează printr-un transformator de derivație de 10,5/110 kV.

Generatorul produce la borne o tensiune de 10,5 kV iar legătura cu sistemul se realizează printr-un transformator ridicător 10/110 kV. Prin deschiderea întrerupătorului 5I și 3I (din Anexa 1) se realizează transferul de alimentare cu energie electrică de la transformator la generator la apariția unei avarii, având în vedere importanța alimentării cu energie electrică a diferitelor categorii de consumatori care sunt vitali în companie.

Celulele de 20/6 kV ce alimentează consumatorii de medie tensiune din CTE: sunt:

șase separatoare de bară respectiv atât pe partea de 20 kV cât și pe partea de 6 kV tip STI-1250 A, acționate cu dispozitiv tip AMI;

patru transformatoare de curent (fazele R și T): tip CESU, având raportul de transformare 20/5/5A pentru TSI 1 și CIRS 20 kV, 20/5/5A pentru TSI 2;

două întrerupătoare tip IUP-1250 A, 1000 MVA, acționate cu dispozitive tip DPI;

două transformatoare de 20/6 kV unul de 1000 KVA, celălalt de 630 KVA

În Anexa 1 este prezentată schema electrică de alimentare – schema bloc a stației de transformare.

Având puterea aparentă și puterea activă pentru transformator, se determină puterea reactivă, și se va dimensiona bateria de condensatoare. Investiția fiind una majoră, această componentă se amână până după lansarea producției, având beneficii suficiente pentru investiții. Se vor verifica de asemenea și armonicele din grafice.

Punctul de alimentare va avea o tensiune nominală de 6kV. În urma acestor date inițiale se va dimensiona postul de transformare aferent, asezat în apropierea punctului de alimentare pentru a se putea interveni de urgență în cazul apariției unui defect. Este necesară o baterie de condensatoare. Factorul de putere cosφ = 0,92-0.98.

Etapele proiectării vor ține cont de anumite date pre-stabilite.

Punctul de alimentare are un tablou de distribuție pentru medie tensiune, constituit din celule. Tensiunea de alimentare stabilită pentru proiect de: Un = 6 kV la frecvență standard de 50Hz.

Postul de transformare se realizează cu anvelopa, construcție din beton și alimentare cu o linie electrică subterană din punctul de alimentare. Celulele din PA sunt modulare, gama MOD, având câte două funcții de linie (una de sosire și una de plecare) și alte două funcții de transformator, precum și celulă de măsură. Cele două funcții de linie vor fi dotate cu un separator de sarcină, iar cele două funcții de transformator, pentru protecție, pe lângă separatorul de sarcină vor avea și fuzibili. Postul de transformare va fi alimentat de la o rețea de medie tensiune printr-o buclă.

Pentru cele două transformatoare se alege modelul de trafo cu ulei având cuvă etanșă, la tensiunile stabilite de 6/0,4KV, seria standard Dyn=0,5. În acest caz, dezechilibrul sarcinii este aproximativ 30%. Tensiunea secundară de 0,4 KV are posibilitatea reglajului în cazul în care lipsește sarcina, de 5% pe partea de medie tensiune. Bornele transformatoarelor pentru partea de medie tensiune, vor fi ambrosabile. Transformatoarele trifazate vor avea o circulație normală a uleiului și sunt prevăzute din construcție, cu răcire naturală, cu aer.

Legăturile electrice dintre transformatoare și tablourile electrice de forță (grad de protecție IP20), de joasă tensiune vor fi realizate din cabluri de cupru.

3.3. Calculul circuitelor de alimentare

3.3.1. Alegerea secțiunii conductoarelor

La dimensionarea secțiunilor conductoarelor se ține cont de:

natura receptoarelor alimentate;

modul de realizare;

regimul de funcționare;

locul de montaj;

lucru din incintă.

Această dimensionare a secțiunii conductoarelor se poate face pe baza unor criterii tehnice și economice.

În baza criteriilor tehnice trebuie asigurată încălzirea maximă admisibilă, căderea maximă de tensiune, stabilitatea în regim de scurtcircuit, o rezistență mecanică minimă. În baza criteriilor economice se are în vedere realizarea unor pierderi minime de energie în rețea, realizarea unui consum minim de material conductor, dezvoltarea rețelei în perspectivă.

Determinarea secțiunii conductoarelor și cablurilor se poate face folosind unul din criteriile:

termic sau al încălzirii maxime în regim staționar;

căderii maxime admise de tensiune;

densității constante de curent;

consumului minim de material;

densității economice de curent.

3.3.2. Dimensionarea secțiunii conductoarelor pe baza încălzirii maxime admise

Întrucât creșterea temperaturii peste anumite limite poate produce modificarea proprietăților fizico-mecanice sau degradarea izolației, secțiunea conductoarelor se va alege astfel încât temperatura să nu depășească valoarea maximă admisă (700C pentru conductoare neizolate, 50-800C pentru conductoare izolate, în funcție de natura materialului izolator PVC, hârtie, cauciuc și de tensiune-grosimea izolației).

Pentru dimensionarea secțiunii conductoarelor rețelelor electrice pentru alimentarea consumatorilor, se va considera regimul de lungă durată la care secțiunea conductoarelor permite un curent maxim admis Im.a.

În cazul receptoarelor care funcționează în regim intermitent, secțiunea conductoarelor va permite un curent maxim corectat:

Imai = aIm.a unde: (39)

a =

Dc = durata de conectare, Dc = tf / tc; (40)

tf = timpul de funcționare în sarcină;

tc = durata unui ciclu, valori determinate experimental sau din tahograme.

Pentru dimensionarea secțiunii conductoarelor și cablurilor rețelelor electrice, ținând seama de criteriul tehnic se impun mai multe etape:

1. După locul de montaj (interior, exterior), natura mediului de lucru (normal, periculos), lungimea rețelei, condițiile de teren, durata de viață a rețelei, continuitatea în alimentare, se alege: tipul conductorului (izolat, neizolat) sau cablului, masiv sau flexibil, monofilar sau multifilar, numărul de conductoare, ecranat sau neecranat, armat sau nearmat, natura materialului conductor și izolator, tensiunea nominală, simbolizarea.

2. Curentul ce trebuie vehiculat prin conductor pentru alimentarea consumatorilor din aval se calculează cu relația:

Ic = – pentru receptoare monofazate de iluminat; (41)

Ic = – pentru receptoare de forță trifazate; (42)

Ic = unde: (43)

Unde avem:

Pc = puterea cerută de consumator [W];

Un = tensiunea nominală a conductorului liniei, cablu [V];

= randamentul receptor;

Ic = curentul cerut de fiecare consumator.

Din [16], în funcție de tipul conductorului sau al cablului și condițiile prezentate anterior se alege secțiunea standardizată astfel încât să fie îndeplinită condiția:

Iad Ic (44)

Valoarea curentului admis de conductor sau cablu în funcție de condițiile de montaj (în aer, în pământ, pe perete) și de exploatare (temperatura reală a mediu) calculând valoarea maximă admisă în condițiile de lucru este:

Imax ad = Km [A]; (45)

Unde:

Km = coeficient de montaj dat în tabele;

K = coeficient de exploatare dat în tabele.

Se verifică curentul corectat cu relația:

Imax ad Ic (46)

Această metodă se aplică și pentru conductoare fixe (sisteme de bare). Secțiunea care rezultă cu criteriul termic se verifică din punct de vedere al căderii admise de tensiune în ipoteza minimului de material introdus în construcția liniei.

3.3.3. Determinarea secțiunii conductoarelor în ipoteza minimului de material

Secțiunile pe diferite porțiuni ale rețelei se determină prin relația:

S = [mm2] : (47)

Unde:

IKa = curentul activ pe porțiunea liniei [A];

LK = lungimea liniei [m];

= conductivitatea liniei = 1/;

= rezistivitatea conductorului [mm2/m];

Uac = pierderea de tensiune minimă admisă.

Uac = (R0lKIcos+X0lKIsin) unde:

R0 = rezistența specifică a materialului [/km];

X0 = reactanța inductivă specifică materialului [/km];

I = curentul nominal al transformatorului [A].

Cu ajutorul formulelor anterioare, se efectuează calculul secțiunii cablurilor ce alimentează consumatorii din bara de 6 kV.

În tabelul 3 sunt trecute conductoarele de alimentare pentru consumatori.

Pentru TF 9, aferent circuitului C9 din postul de transformare (1) este necesar un cablu de secțiune mare, motiv pentru care se vor lega înseriate două cabluri ale căror secțiuni să fie echivalente consumului cablului calculat, vor fi două cabluri de trei conductoare cu secțiune de 240, adică 2(3×240).

Tabelul 3 – Conductoare de alimentare

3.4. Calculul curenților de scurtcircuit

Scurtcircuitul reprezintă legătura galvanică, accidentală sau voită printr-o impedanță de valoare relativ redusă între două sau mai multe puncte ale unui circuit.

Starea de scurtcircuit dă naștere unor curenți de valori foarte mari, care parcurg o parte a rețelei electrice solicitând dinamic și termic instalațiile respective, curenții ce se închid la locul respectiv. Cauzele care duc la apariția scurtcircuitului sunt:

manevre greșite în timpul exploatării;

distrugerea izolației prin străpungeri datorate supratensiunilor atmosferice sau de comutație;

solicitări mecanice;

acțiunea agenților chimici asupra materialelor dielectrice;

conturnarea izolației datorită depunerii de materiale conductoare;

introducerea accidentală între părțile conductoare aflate sub tensiune a unor corpuri străine;

ruperea conductoarelor LEA sub acțiunea sarcinilor mecanice.

Studiul regimurilor de scurtcircuit se efectuează pentru a stabili organizarea generală a rețelei, verificarea echipamentelor de comutație și de măsură și a căilor de curent primare, alegerea și verificarea instalațiilor de protecție și unele probleme speciale: racordarea consumatorilor nesimetrici sau nesinusoidali, a celor cu șocuri de putere activă.

Calculul curenților minim și maximi de scurtcircuit se bazează pe următoarele simplificări:

pe durata scurtcircuitului nu se produce o schimbare în cea ce privește numărul de circuite afectate (adică un scurtcircuit trifazat rămâne trifazat, un scurtcircuit monofazat rămâne monofazat);

ploturile transformatoarelor se consideră în poziția reală;

nu se consideră rezistența arcului;

se neglijează parametrii transversali;

Evoluția curentului de scurtcircuit este direct influențată de poziția locului de scurtcircuit față de generatoare astfel:

Scurtcircuitul departe de generator, caz în care componenta periodică, alternativă a curentului de scurtcircuit are o valoare practic constantă (I"K = IK) pe toată durata scurtcircuitului;

Scurtcircuitul aproape de generator, caz în care componenta periodică, alternativă a curentului de scurtcircuit are o valoare ce variază în timp, variație ce trebuie avută în vedere la stabilirea valorii curentului de rupere și permanent.

Regimul maxim presupune toate sursele în funcțiune și de regulă cuplele longitudinale închise. Regimul minim presupune un număr minim necesar de surse, linii, transformatoare în funcțiune, iar cuplele longitudinale de regulă deschise. Pentru calculul curenților în cazul unui scurtcircuit aproape de generator se consideră următoarele:

Generatorul este conectat bloc la sistemul de 110 kV cu o putere de scurtcircuit la t = 0 de SSc = 8000 MVA.

Transformatorul de servicii proprii de la bornele generatorului electric este cu două înfășurări, alimentând un sistem de bare cu UN = 6 kV.

Influența motoarelor asincrone asupra curentului de scurtcircuit se ia în considerare când se calculează scurtcircuitele în punctele K2, K3, K4. Motoarele asincrone racordate la joasă tensiune pot fi considerate ca grupuri de motoare.

3.4.1. Impedanțele de scurtcircuit ale echipamentelor

Pentru calculul curenților de scurtcircuit în punctele K2 și K3 se ia valoarea maximă a puterii de scurtcircuit SSc, estimată în funcție de dezvoltarea în perspectivă a sistemului energetic. Acest calcul se efectuează pentru punctele marcate cu galben în Anexa 2.

Scurtcircuitul în punctul K1.

Calculul se efectuează, utilizând datele nominale și cele calculate sub formă de tabel după întocmirea schemei de rețea bloc generator – transformator și bară de servicii proprii, conform Anexei 2.

Calculul parametrilor elementelor

Datele nominale ale echipamentului: (rețeaua sistemului S)

UN = 110 [kV] C = 1,1 SSC = 8000 [MVA]; (49)

ZS = RS = 0,1XS XS = 0,995ZS; (50)

ZS = XS = 1,654 RS = 0,1654; (51)

Z*= 0,165 + j1,654. (52)

Datele nominale ale echipamentului: (transformatorul T) sunt:

SN = 80 [MVA] UI / Uj = 123/10,5 [kV] USC = 12% PSC = 300 [kW]; (53)

ZTIT = ; (54)

RTIT = ; (55)

XTIT = ; (56)

ZTIT = 0,709 +j22,682; (57)

XTIT rap = XTIT (58)

ZTK = KTZTIT; (59)

RTIT rap = 0,709; (60)

ZTIT rap = 0,00516 + j0,16529; (61)

ZTK = 1,1(0,00516 + j0,16529). (62)

Generatorul G are următoarele date tehnice:

SG = 75 MVA UG = 10,5 kV X"d = 16% cos = 0,8 ING = 4,125 [kA]; (63)

RG = 0,05 Xd"; (64)

ZG = RG + jX"d = 0,16 (65)

KG = ; (66)

ZGK = KG ZG = 1,0036 (0,01176 +j0,2352) = 0,0118 + j0,236; (67)

ZGT = KGT rap () ZG + ZT = 2,2323 + j53,149. (68)

Curentul de scurtcircuit trifazat

Ik''=I''kGT+I''ks ; (69)

I''kGT = ; (70)

I''kGT = 1,3144 [kA]; (71)

I''ks = [kA]; (72)

I''k s= ; (73)

și

I''ks =42,076 [kA]; (74)

I''k = I''kGT+I''ks=(4,241966-j43,181129) [kA]; (75)

și

I''k = 43,3891 [kA]; (76)

Curentul de șoc:

Ișoc = IșocGT+Ișoc (77)

Aportul generatorului:

RGT / XGT = 2,2323/53,149=0,042 λGT = 1,86; (78)

ișoc= [kA]; (79)

Aportul din partea sistemului este:

RS/XS=0,1654/1,654=0,1 XS=1,75; (80)

ișoc s = [kA]; (81)

ișoc=3,457+104,589 [kA]; (82)

Pentru tmi n= 0,1 s, curentul de declanșare:

I'r = IrGT+IrS=IrGT+I''ks; (83)

IrGT = I''ks : ; (84)

I''k/ING = ; (85)

I''k/ING rap = I''kGT / [ING/(UI/UJ)] = 1,3144/[4,125/(110/110)] = 3,505; (86)

IRgt = I"KGT = 0,64486 1,3144 = 0,8476; (87)

Ir = IRgt + I"KS = 0,8476 + 42,076 = 42,9236. (88)

Scurtcircuitul în punctul K2

Valoarea inițială a curentului de scurtcircuit trifazat în punctul K2 este suma curenților de scurtcircuit I"KG și I"KT.

I"KT = [kA]; (89)

I"KT = [kA]; (90)

I"K = 28,254 + 34,3749 = 62,6289 [kA]; (91)

ișoc = ișocG + ișoc T unde: (92)

ișoc G = [kA] unde: G = 1,86 (93)

ișoc T = [kA]; (94)

Ișoc = 74,320 + 87,5042 = 161,824; (95)

Curentul de rupere se determină:

Irt = IrG + IrT = IrG + I"KT; (96)

IrG = I"KG = 0,7 28,254 = 19,777 [kA]; (97)

Ir 19,777 + 34,3749 = 54,1519 kA; (98)

Întrucât în punctul K2 nu există întrerupător care să rupă întregul curent, poate prezenta interes numai aportul prin transformator, pentru întrerupătorul respectiv.

Ir = IKT; (99)

În figura 11 este secvența de calcul al curenților de scurtcircuit în punctul K2

Figura 11 – secvența de calcul al curenților de scurtcircuit în punctul K2

Calculul impedanțelor cablurilor de 6 kV

Impedanța cablului se calculează cu relația:

Zc = []; (100)

Z1c1 = []; (101)

Z1c3 = 0,0181[];

Z1c5:1c6 = 0,01851[];

Z1c7 = 0,01851[];

Z1c8 = 0,01851[];

Z1c9 = 0,00906[];

Z1c10;1c11;1c12 = 0,01851[].

Impedanța echivalentă pentru cablu și motor se calculează cu relația:

Ze = Zc +ZM []; (102)

Ze1c1 = 0,029 +6,127 = 6,155 []; (103)

Ze1c3 = 4,9465 [];

Ze1c5;1c6 = 13,7215 [];

Ze1c7 = 26,19951 [];

Ze1c8 = 16,68901 [];

Z1c9 = 1,4717 [];

Ze1c10;1c11;1c12 = 8,55131 [].

Pentru calculul impedanței echivalente a consumatorilor racordați la bara de 6 kV se vor grupa în prima fază câte două impedanțe.

Z*e1 = []; (104)

Ze2 = 6,86075 []; (105)

Ze3 = 10,1948 [];

Ze4 = 1,2556 [];

Ze5 = 4,2756 [];

Se grupează din nou impedanțele câte două:

Z*e1 = 1,9592 [];

Z*e2 = 1,1179 [];

Z*es = 4,2756 [];

Z**e1 = 0,7117 [];

Z**e2 = 0,61018 [];

Ze = []; (106)

Zerap = 1,5965 [];

ZM – TA = 2,14775 [];

I"K M – TA = [kA]. (107)

Curentul dat de motoarele asincrone la scurtcircuit în punctul K2 trebuie luat în considerare deoarece acesta mărește cu circa 5% curentul dat de generator și de sistem.

Suma curenților de scurtcircuit va fi:

I"K +I"KM-TA = 62,6289 + 3,108 = 65,7369 [kA]; (108)

Curentul de șoc suplimentar și curentul de rupere dat de motoarele asincrone se adaugă calculând:

IșocM-AT = [kA]; (109)

IrG + IrM-TA = 19,777 + 3,108 = 22,885 [kA]; (110)

I"KT = IrT = 34,37 [kA]. (111)

Scurtcircuitul în punctul K3 se calculează identic ca la K2 cu parametrii aferenți schemei respective.

3.5. Calculul protecțiilor instalațiilor electrice

3.5.1. Protecția transformatoarelor electrice

Pentru calculul reglajului protecției transformatoarelor electrice montate în posturile de transformare CTE se folosesc schemele de echipare în funcție de defectele ce pot apărea în transformator și de normativele în vigoare.

În acest caz se poate utiliza:

Protecția maximală de curent temporizată:

Ipp = : Iar = (112)

Unde:

Ipp = curentul de pornire al protecției;

Ksig = coeficient de siguranță, Ksig = 1,25;

Krev = coeficient de revenire al releului, Krev = 0,85;

INT = curentul nominal al transformatorului pe medie tensiune;

Iar = curentul de acționare al releului;

nTC = raportul de transformare al transformatorului de curent;

Selectivitatea protecției se verifică cu relația:

Ksens = , temporizarea se reglează cu 0,5s.

Protecția cu secționare de curent:

Este nevoie de ea atunci când protecția maximală de curent temporizată trebuie reglată la un timp t >1s. Reglajul protecției se efectuează cu relația:

Ipp = Ksig ISC max unde: Ksig = 1,3-1,4 și ISC max = curentul de scurtcircuit maxim trifazat la bara de 6 kV.

Protecția homopolară de curent temporizată:

Se realizează cu releu maximal de curent montat în secundarul transformatorului toroidal tip CIRS.

Se calculează cu relațiiile următoare:

Ipp = (0,85-1) INT; (113)

Iar = (114)

Timpul de reglaj al protecției se ia t = 0.2 s.

3.5.2. Protecția motoarelor electrice

Protecția motoarelor electrice se prevede împotriva defectelor interne (scurtcircuite între faze, între spirele aceleiași faze, punere la pământ) și a regimurilor normale (suprasarcini datorate mecanismului antrenat, rămâne în două faze, căderea tensiunii).

Protecția prin relee se prevede la motoarele cu tensiunea peste 1 kV, dar și pentru cele cu tensiune sub 1 kV, de putere mai mare și care antrenează utilaje importante.

Protecția împotriva scurtcircuitelor în motor

La serviciile interne având motoarele sub 5 MW, se prevede o protecție maximală de curent netemporizată.

Calculul curentului de pornire al protecției maximale se efectuează cu relațiile:

Ipp = Ksig Iporn; (115)

Iar = unde: Ksig = 1,4-1,6 are în vedere componenta aperiodică a curentului de pornire Iporn. (116)

Curentul de sensibilitate:

Ksens = . (117)

Protecția împotriva suprasarcinilor

Protecția aceasta se prevede în general la motoarele ce antrenează mecanisme care sunt supuse suprasarcinilor tehnologice și a celor cu condiții grele de pornire. Calculul curenților de acționare a releelor se face cu relațiile:

Iar = (118)

Unde:

Ksig = coeficient de siguranță, Ksig = 1,1-1,2;

INM = curentul nominal al motorului;

Ksch = 1 sau pentru montaj diferențial

Temporizarea protecției se face în așa fel încât să nu acționeze la pornirea motorului.

Protecția de minimă tensiune

Această protecție se realizează în scopul efectuării autopornirii motoarelor importante, ea comandând cu temporizare declanșarea motoarelor mai puțin importante și a motoarelor care prin autopornire ar periclita securitatea personalului de deservire.

În acest caz reglajul protecției se face pentru:

Umin = 0,7UNM la t = 0,5s; (119)

Umin = 0,5UNM la t = 5 … 10s; (120)

3.5.3. Calculul protecției transformatorului de 1000 kVA, din stația de transformare 20/6 kV

Calculul de dimensionare al protecției din primarul transformatorului. Din tabelele anterioare se cunosc:

INT = 96,3A, IKp = 21,56 KA, nTC = 30; (121)

Protecția maximală de curent temporizată:

la scurtcircuit

Ipp = [A]; (122)

Iar1 = [A]; (123)

la suprasarcină

Ipp = [A]; (124)

Iar2 = [A]; (125)

Se alege releu RC -2 cu IN = 6A, reglat pe treapta de 5A.

Protecția cu secționare de curent:

Ipp3 = 1,229.979= 2398,32 [A]; (126)

Iar3 = [A]; (127)

Se alege releu RC- 2R cu IN = 100[A], reglat pe domeniul (50-100) [A];

Selectivitatea protecției se verifică cu relația:

Ksens = > 1,5. (128)

3.5.4. Calculul protecțiilor motoarelor racordate la bara de 6 kV

Se face calculul pentru un motor iar pentru celelalte se face tabelar. Curentul de scurtcircuit se calculează pentru scurtcircuit depărtat, la capătul dinspre receptor (scurtcircuit) la bornele motorului când valoarea curentului este minimă și permite verificarea protecțiilor.

Pentru motorul C1, curentul de scurtcircuit bifazat se calculează cu relația:

IKd1c1 = ; (129)

ZK1c1 = ZKTArap + Zc1c1 = 0,2823 + 0,029 = 0,3113[]; (130)

IKd1c1 = [kA]; (131)

Ikd = Ikd1c1 + I"KN = 9,637 + 0,5375 = 10,174[kA]; (132)

Protecția maximală de curent

Curentul de pornire al protecției se calculează cu relația:

Ipp = Ksig IPN = 1,55,598 = 808,5 [A]; (133)

Iar = [A]; (134)

Sensibilitatea protecției se verifică cu relația:

Ksens = > 1,5 (135)

Protecția la suprasarcini

Curentul de acționare a releelor pe două faze, se calculează cu relația:

Iar = = 4,22 [A]; (136)

Protecția de tensiune minimă

Tensiunea de acționare a releului va fi:

Uar = [V]; (137)

Se alege releu de minimă tensiune RT-2, cu UN = 100 [V], reglat la 70[V].

CΑPIΤОLUL 4

CОΝCLUΖII ȘI CONTRIBUȚII PERSONALE

Sіstеmul еlеctгoеnегgеtіc еstе un аnsаmblu dе cеntгаlе, stаțіі, postuгі dе tгаnsfoгmаге șі геcеptoаге dе еnегgіе еlеctгіcă, conеctаtе întге еlе pгіn lіnііlе unеі геțеlе еlеctгіcе. Sіstеmul еlеctгoеnегgеtіc геpгеzіntă pагtеа еlеctгіcă а sіstеmuluі еnегgеtіc șі cupгіndе іnstаlаțііlе dе pгoducеге а еnегgіеі еlеctгіcе (gеnегаtoагеlе), іnstаlаțііlе dе tгаnsfoгmаге а аcеstеіа dе lа o tеnsіunе lа аltа (stаțіі șі postuгі dе tгаnsfoгmаге), іnstаlаțііlе dе tгаnspoгt șі dіstгіbuțіе а еnегgіеі еlеctгіcе (геțеlе dе înаltă, mеdіе șі joаsă tеnsіunе) șі іnstаlаțііlе dе utіlіzаге а аcеstеіа.

Еnегgіа еlеctгіcă pгodusă dе cеntгаlеlе еlеctгіcе sufегă mаі multе tгаnsfoгmăгі аlе tеnsіunіі pеntгu а putеа fі tгаnspoгtаtă cu pіегdегі cât mаі mіcі lа dіstаnțе cât mаі mагі șі аpoі utіlіzаtă dе consumаtoгі. Tгаnspoгtul еnегgіеі еlеctгіcе lа dіstаnțе mагі șі foагtе mагі (dе oгdіnul zеcіloг геspеctіv sutеloг dе kіlomеtгі) tгеbuіе dеcі făcut pе lіnіі еlеctгіcе dе înаltă șі foагtе înаltă tеnsіunе (110, 220, 400, 750 kV). Tгаnspoгtul еnегgіеі еlеctгіcе lа dіstаnțе геlаtіv mіcі (dе oгdіnul kіlomеtгіloг sаu cеl mult câtеvа zеcі dе kіlomеtгі), sе fаcе cu аjutoгul lіnііloг dе mеdіе tеnsіunе (6, 10, 20 kV) іаг lа dіstаnțе foагtе mіcі (dе oгdіnul sutеloг dе mеtгі), pе lіnіі dе joаsă tеnsіunе (0,4 kV). Cu cât tеnsіunе еstе mаі mаге cu аtât cuгеntul еstе mаі mіc șі cа uгmаге pіегdегіlе (consumul pгopгіu tеhnologіc, C.P.T.) pеntгu tгаnspoгtul еnегgіеі еlеctгіcе, scаd foагtе mult dеoагеcе sunt pгopoгțіonаlе cu pătгаtul cuгеntuluі.

Tгаnsfoгmагеа nіvеluгіloг dе tеnsіunе (nеcеsаге tгаnspoгtuluі еnегgіеі еlеctгіcе cu pіегdегі cât mаі mіcі cu аjutoгul lіnііloг еlеctгіcе), аu loc în stаțііlе șі postuгіlе dе tгаnsfoгmаге, cаге sunt noduгі аlе sіstеmuluі еlеctгoеnегgеtіc șі lа cаге sunt гаcoгdаtе lіnііlе еlеctгіcе.

Energia electrică este vitală pentru existența omului și dezvoltarea societății.

În cadrul acestei lucrări, contribuția mea a constat în aplicarea cunostințelor teoretice prezentate în primele două capitole în realizarea practică, în proiectarea unui post de transformare cu toate accesoriile necesare.

În domeniul tehnic nu contează partea de memorare a informațiilor, ci modul în care ne descurcăm să găsim datele necesare pentru îndeplinirea sarcinilor.

ANEXA 1 – Schema bloc a stației de transformare

ANEXA 2 – Schema de rețea bloc: generator – transformator – bară conexiune pentru calcul scurtcircuit

ВIВLIОGRΑFIΕ

Albert, H., ș.a.,. Alimentarea cu energie electrică a întreprinderilor industriale, Editura Tehnică, București, 1978

Anton, A., ș.a., Solicitări și măsurări tehnice. Editura Orizonturi Universitare, Timișoara, 2001

Bălă C., Mașini electrice, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1982

Bidian Șt., ș.a., Bazele electrotehnicii, Editura Univ. Transilvania, Brașov, 2013

Bucur C. , Dispozitive electronice și electronică analogică, Editura UPG, Ploiești, 2008

Bucur C., Electrotehnică, Editura UPG, Ploiești, 2013

Buhuș P., Partea electrică a centralelor electrice Editura Didactică și Pedagogică, București, 1983

Conecini I., ș.a., Cartea electricianului din stații electricre și posturi de transformare, Editura Tehnică, București, 1986

Eftimie C-tin, Soare D.; Fiabilitatea sistemelor de distribuție electroenergetice industriale, Editura Tehnică, București, 1979,

Fetița Al., Fetița I., Materiale electrotehnice și electronice, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1995.

Florea I. , Alimentarea cu energie electrică a întreprinderilor industriale, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1987

Georgescu D., Georgescu L., Electrotehnică, Editura UPG, Ploiești, 2008

Iacobescu Ghe., Rețele electrice . Editura Didactică și Pedagogică, București, 1981

Mira N. și colectivul, Mașini, aparate, acționări și automatizări, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1997.

Mira N., Negus C., Instalatii si echipamente electrice, Editura Didactica si Pedagogica R.A., Bucuresti, 1995

Mircea, Ion, Instalații și echipamente electrice. Ghid teoretic și practic, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1996

Moțoiu C., Centrale termoelectrice și hidraulice, Editura Didactică și Pedagogică, București, 11983

Năstase B., Mașini, aparate, acționări și automatizări, Editura Didactică și Pedagogică, Bucurețti, 1997.

Pănoiu, N. Cazane de abur, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1

Preda L., ș.a., Stații și posturi electrice de transformare, Editura Tehnică, București, 1988

Preda, M. și colab., Electrotehnică, Editura Didactică și Pedagogică, București,1974

Saal C., Acționări electrice și automatizări, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1980.

Tomescu I., ș.a., Verificarea aparatajului primar din stații electricre și posturi de transformare , Editura Tehnică, București, 1982