În cadrul acestui proiect s-a avut în vedere Studiul și proiectarea alimentă rii cu energie [614307]

1
INTRODUCERE

În cadrul acestui proiect s-a avut în vedere Studiul și proiectarea alimentă rii cu energie
electrică a unui consumator industrial, consumatorul prezentat fiind o rafinărie, așa că voi
prezenta fluxul tehnologic pentru una din instalațiile prezente în cadrul acesteia.
Instalația est e cea de producere a bitumului.
Întreprinder ea are puterea instalată P i = ll,2 MVA și se încardrează în categoria
consumatorilor de clasa B cu puterea cuprinsă între 7,5 – 50 MVA.
Puterea consumată de către întreprinder e este P c = 1,6 MVA făcând parte din ultima
clasă a consumatorilor cu un consum mai mic de 2,5 MVA.
Alimentarea se face din Statia 110/20kV Ploiești Vega pe două linii cu plec are din
celulele 12 și 13 sosind în celulele 10 și 11.
Punctul de alimentare se găsește la 1,0 km de postul de transformare.
Racordul pentru alimentarea întreprinderii se realizează de la un nod de 20 kV, fiind
un racord subteran cu c onductoare de aluminiu de 150mm2.
Energia este capacitatea unui sistem fizic de a efectua un lucru mecanic când trece,
printr -o transformare, dintr -o stare de referință în altă stare. Energia acumulată în natură, în
diverși purtători de energie se numește energie primară[8].
Energia primară poate fi:
• energie chimică
• energie nucleară
• energie hidraulică
• energia eoliană
• energie solară
Transformarea energiei primare în energie secundară este ireversibilă și se
realizează conform schemei [8]:

Fig.1 Lanțul de transformare al energiei primare

2
Dintre formele sub care se consumă energia, un loc deosebit îl ocupă energia electrică,
fapt dovedit și de creșterea continuă a ponderii energiei primare transformată în energie
electrică (peste 40%)[ 1 ].
În nicio țară din lume , indiferent de specificul său, de stadiul său, de dezvoltare, nu se
observă încă vreun fenomen de saturație sau de stagnare a consumului de energie electrică[2].
În țara noastră în ceea ce privește consumul de energie electrică, industria are o
pondere importantă față de restul consumatorilor, reprezentând circa 50% din producția totală
de energie electrică[l].
Avantajele deosebite pe care le prezintă energia electrică în rapo rt cu alte forme de
energie[6]:
• poate fi obținută, din oricare altă formă de energie,
• poate fi transmisă rapid și economic pe distanțe mari,
• se poate distribui la un număr mare de consumatori de diferite puteri,
• poate fi transformată în alte forme de ener gie, în condiții avantajoase,
• odată produsă nu este poluantă,
• se pretează bine la automatizări,
• poate fi masurata cu precizie .
Producerea, transportul și distribuția energiei electrice s -au dezvoltat foarte rapid,
ajungând în prezent la o mare perfecționare. Dezvoltarea rapidă a corespuns unor necesități
tehnice și economice ale industriei[2].
Pe plan internațional, dezvoltarea poate fi caracterizată prin următoarele puncte de
reper[2]:
• 1874 Piroțki a transportat 6 CP, în c.c la lKm
• 1876 Jublocikov și Usaghin au construit primul transformator, aproape simultan
• 1891 inginerul ras Dolivo – Dobrovolski, care în 1889 a inventat motorul asincron,
realizează prima linie de transport trifazată de 175 Km
• 1906 Thury realizează un transport de 125 kV c.c de la Moutiers la Lyon
• 1908 prima linie de 110kV
• 1923 prima linie de 220 kV în SUA
• 1952 Suedia prima linie de 380 kV
• 1955 prima linie de 400kV în Rusia

3
Deoarece ener gia electrică solicitată de consumatori nu poate fi stocată, ea trebuie
utilizată chiar în momentul producerii sale. Această condiție este îndeplinită întrucât
producerea, transportul, distribuția și utilizarea energiei electrice sunt legate una de alta și
decurg în cadrul unui ansamblu de instalații[6].
Prin instalație electrică se înțelege ansamblul de echipamente electrice interconectate,
situat într -un anumit spațiu, care are o funcționalitate bine determinată.
Echipamentele instalațiilor electrice sunt constituite din totalitatea mașinilor,
aparatelor dispozitivelor și receptoarelor electrice interconectate între ele.
Receptoarele electrice sunt acele elemente ale echipamentelor electrice care
transformă energia electrică în altă formă de energie (mecan ică, termică, luminoasă, etc.).
Ansamblul instalațiilor electrice de producere, transport, distribuție și consum de energie
electrică, care au în comun un sistem continuu de producere și consum, formează un sistem
electroenergetic, reprezentat în figura.2[ 1].

Fig.2 Schema simplificată a unui sistem electroenergetic

Legătura dintre sursele de energie electrică (generatoare) și consumatori este asigurată
de instalațiile de transport și distribuție a energiei electrice, adică de rețeaua electrică (RE).
Rețeaua electrică este alcătuită din următoarele elemente principale: linii electrice aeriene
(LEA) și în cabluri (LEC), stații și posturi de transformare, la care se adaugă: baterii de
compensare a puterii reactive, bobine de reactanță, rezistoare de limitar e, elemente secundare
etc[l].
Clasificarea rețelelor electrice[7]:
1. După tensiunea nominală:
• de joasă tensiune (JT)
• de medie tensiune (MT)
• de înaltă tensiune (IT)
• de foarte înaltă tensiune (FIT)

4
2. După destinație:
• de transport
• de distribuție
• de utilizare (casnice; industriale)
3. După extinderea geografică:
• rețele naționale
• rețele zonale
• rețele locale
4. După configurație:
• radiale
• buclate
• complex buclate
5. După situația tratarii neutrului:
• prin legarea direct la pământ
• prin bobină de stingere
• prin rezistență de limitare
6. După curentul de lucru:
• curent continuu
• curent alternativ

5
CAPI TOLUL 1
Desc rierea fluxului tehnologic și a legerea racordului
întreprinderil or la rețeaua p ublică

1.1 Noțiuni generale
Stabilirea puterii și energiei electrice necesare întreprinderilor industriale oferă
posibilitatea obținerii primelor informații necesare pentru a putea trece la examinarea
problemei alimentării acestora cu energie electrică necesară.
Alimentarea se referă în primul rând la puterea și energia activă care în general sunt
date din sistemul energetic, cu excepția cazurilor când în întreprinderi se realizează centrale
electrice de termoficare proprii și privește numai în parte puterea și energia reactivă și anume
în măsura în care corespunde funcționării econo mice a sistemului[4].
În procesul alimentării cu energie electrică, între sistem în calitate de furnizor și
întreprindere în calitate de consumator se creează relații reciproce constând în cerințe și
obligații din partea fiecăruia. Astfel întreprinderile s olicită să li se asigure puterile maxime
necesare, energia necesară, calitatea energiei prin tensiuni și frecvența normale și siguranța în
sensul asigurării continuității în alimentare corespunzătoare diferitelor categorii de
receptoare[3].
Sistemul energ etic, ca furnizor solicită întreprinderilor realizarea unei curbe de
sarcină cât mai aplatizată, ceea ce conduce la o valoare cât mai redusă a puterii maxime la
aceeași energie consumată. De asemenea, solicită realizarea unui consum specific de ene rgie
cât mai mic, respectiv o cantitate de energie cât mai mică; realizarea unui factor de putere
corespunzător reglementărilor în vigoare, precum și prevederea unor instalații de
automatizare și protecție prin relee care să asigure, în c azul unor deranjamente în instalațiile
de distribuție din întreprindere, detectarea, deconectarea și limitarea efectelor la nivelul
întreprinderii, fără să afecteze Sistemul Energetic[4],
Pentru rezolvarea problemelor complexe legate de proiect area și realizarea
instalațiilor de racordare la SEN sunt necesare informații privind atât întreprinderea cât și SE.
în legătură cu întreprinderea acestea se referă în principal la:
• specificul consumatorilor funcție de locul și rolul lor în procesul de producție;
• tipurile de motoare folosite pentru acționare, puterile și tensiunile nominale;

6
• existența consumatorilor care produc șocuri de putere activă și reactivă, care
produc desimetrii și armonici superioare;
• repartizare a consumatorilor pe diferite categorii din punct de vedere al
siguranței necesare în alimentare și a pagubelor care apar la întreruperea alimentării.
În privința sistemului, informațiile se referă la:
• tipul și caracteristicile instalațiilor exi stente în zonă în care se amplasează întreprinderea;
• gradul de încărcare al acestora și posibilitatea preluării unor noi sarcini;
• siguranța în alimentare pe careo prezintă instalațiile respective;
• rigiditatea electrică a nodurilor apropiate din si stem exprimată prin puterile de
scurtcircuit maxim și minim.
Din punct de vedere al continuității în alimentarea cu energie electrică, respectiv, după
durata admisibilă a întreruperii alimentării în cazul dispariției neașteptate a tensiunii la
apariția unei avarii, receptoarele sunt clasificate de „Normativul privind alimentarea cu
energie electrică a consumatorilor industriali și similari” din 1982, în funcție de natura
efectelor produse în întreruperea/în alimentarea cu ener gie electrică în următoarele
categorii[7]:
• Categoria 0 (specială), „consumatori vitali” la care întreruperea
alimentării cu energie electrică poate duce la incendii, explozii sau distrugeri de utilaje și
pierderea de vieți omenești.
• Categoria I, la care întreruperea alimentării conduce la dereglarea
proceselor tehnologice în flux continuu necesitând perioade lungi pentru reluarea activității la
parametrii cantitativi și calitativi existenți în momentul întreruperii sau la rebuturi impo rtante
de materii prime, materiale auxiliare.
• Categoria a II -a, la care întreruperea alimentării conduce la nerealizări de
producție, practic numai pe durata întreruperii iar producția nerealizată poate fi recuperată.
• Categoria a III -a, cuprine receptoarele care nu se încadrează în categoriile
precedente:
din ateliere, depozite, secții auxiliare.
La stabilirea categoriei din care fac parte receptoarele dintr -o întreprindere se ține
seama de cerințele de continuitate a receptoarelor, de cerințele speciale privind valorile
tensiunii și ale frecvenței din sistemul de alimentare si indicatorii valorici ai daunelor
provocate de întreruperile în alimentarea cu energie electrică.

7
Consumatorii se mai clasifică și după valoarea puterii maxime absorbite d in rețea[7]:
• Clasa A: întreprinderi cu consum mai mare de 50 MVA;
• Clasa B: întreprinderi cu consum cuprins între 7,5 -50 MVA;
• Clasa C: întreprinderi cu consum maxim între 2,5 -7,5 MVA;
• Clasa D: întreprinderi cu consum sub 2,5 MVA;

1.2 Caracteristicile principale ale racordului întreprinderii la sistemul energetic

Pentru realizarea racordului se folosesc instalații existente ale sistemului, cele mai
apropiate de amplasamentul întreprinderii industriale, ale căror caracteri stici corespund
cerințelor întreprinderii. Aceste instalații pot fi noduri ale sistemului, constând din stații,
posturi de transformare sau centrale electrice sau linii electrice aeriene și în cablu[4].
Pentru a aduce puterea necesară de la aceste instalații până la întreprindere se
realizează instalații noi care leagă instalațiile existente ale sistemului cu cele de distribuție a
energiei electrice din incinta întreprinderii.
Modul de racordare a consumatorului la rețeaua furnizorului depinde d e puterea și
nivelul de tensiune al consumatorului.
Consumatorii industriali, de joasă tensiune, se racordează la rețeaua furnizorului
printr -o instalație numită branșament (fig. 1.1). Branșamentul este constituit din instalația de
legătură dintre rețeaua de alimentare de joasă tensiune și contorul consumatorului (contorul
nu face parte di n branșament [l].

Fig. 1.2.1 Schema simplificată a unui branșament de JT

8
Un branșament se compune din linia 1 de legătură dintre rețeaua de alimentare și
cofret (poate să fie aeriană sau în cablu), cofretul 2 de branșament, care conține elemente de
protecție și distribuție, și coloana electrică 3 , până la punctul de delimitare cu consumatorul.
Cofretul este un tablou de distribuție închis, montat într -un loc ame najat în zid sau
construit special, numită firidă.
Racordarea consumatorilor de joasă tensiune JT la liniile subterane se poate face prin
LEC, cu manșoane de derivație (fig. 1.2a) sau prin sistem intrare ieșire (fig.l.2b)[l].

Fig. 1.2 .2 Realizarea branșamentelor la LEC subterane
Consumatorii industriali, au în general puteri mari. În funcție de puterea lor, aceștia
pot să fie racordați la sistemul electroenergetic prin instalații de racordare de medie sau înaltă
tensiune. Racordul consum atorilor industriali se compune din una sau două linii electrice și
una sau două stații de transformare sau posturi de transformare care fac legătura dintre
sistemul electroenergetic și instalațiile de distribuție ale consumatorului[4].
Un racord constă din una sau mai multe linii în cablu subteran(LES) sau
aerian(LEA), la capătul cărora se realizează unul sau mai multe posturi de transformatoare,
respectiv una sau mai multe stații de transformare.
Este necesară cunoașterea puterii active maxim ă solicitată de întreprindere, distanța de
la amplasamentul întreprinderii până la cele mai apropiate instalații ale sistemului care ar
putea fi luat în considerare pentru racordare și siguranța pe care o necesită în alimentarea
consumatorilor din întrepri ndere.
In cadrul acestui proiect, întrepr inderea are puterea instalată P i = ll,2 MVA și se încardrează
în categoria consumatorilor de clasa B cu puterea cuprinsă între 7,5 – 50 MVA.
Puterea consumată de către întreprindere es te P c = 1,6 MVA făcând parte di n ultima
clasă a consumatorilor cu un consum mai mic de 2,5 MVA.
Alimentarea se face din Statia 110/20kV Ploiești Vega pe două linii cu plecare din
celulele 12 și 13 sosind în celulele 10 și 11.
Punctul de alimentare se găsește la 1,0 km de postul de transformare.
Racordul pentru alimentarea întreprinderii se realizează de la un nod de 20 kV, fiind

9
un racord subteran cu conductoare de aluminiu de 150mm2 [16].

Fig. 1.2.3 Racord de la stația de transformare[3]

10
1.3 Descrierea instalației
Rafinăria este alimentată cu energie electrică prin două linii electrice în cablu la tensiunea de
20kV:
• LEC Vega 1;
• LEC Vega 2;
care sunt conectate la SRA 110kV Ploiești Nord.
Aceste două linii pot asigura fiecare în parte, consumul necesar de energie electrică al
punctului de lucru.
LEC Vega 1 este un fider alcătuit din două cabluri tip AOSB 3×150 mm cu o lungime
aproximativă de 1000 m; I=400 A.
LEC Vega 2 este un fider alcătuit din șase c abluri tip A2XSY -F 1×150 /25 mm2 cu o
lungime aproximat ivă de 1000 m; I=400 A[16] .

1.3.1 Punctul de alimentare (PA 20 kV)

La sosirea în PA 20kV, cele două linii alimentează câte o celulă de intrare tip Electro
Alfa, echipate cu: întreruptor debroșabil (24 kV; 1250 A; 16 kA); trei transformatoare de
curent (24 kV; 500/5/5); indicator capacitiv de prezență tensiune; trei descărcători cu
rezistanță variabilă; bloc de protecție digitală SEP AM 1000 -S20.
Distribuția pe 20 kV se face printr -un sistem de bare simplu secționat prevăzut cu o
celulă de cupl ă longitudinală tip Electro Alfa, echipată cu: întreruptor debroșabil (24 kV;
1250A; 16 kA); trei transformatoare de curent (24 kV; 500/5/5); indicator capacitiv de
prezență tensiune; șase descărcători cu rezistanță variabilă; bloc de protecție digitală SEP AM
1000 -S20.
Pentru siguranța alimentării cu energie electrică a societății în celula de cuplă s -a
prevăzut o instalație A.A.R. care asigură trecerea sarcinii de pe o secție pe cealaltă, în caz de
defect a uneia din linii.
Celulele sunt închi se, compartimentate, rezistente la acțiunea arcului electric liber și
sunt realizate astfel încât după debroșare, se realizează atât separarea vizbilă cât și închiderea
completă a zonei aflate sub tensiune cu ajutorul jaluzelelor metalice[16].
Prin punctul de alimentare, se realizează o distribuție la postul de transformare:
20/6,3; 20/0,5; 20/0,4 kV, care însumează o putere instalată P i = 11,2 MW.

11
Tabelul 1.3.1.1 : Echipam ente tehnice din punctul de al imentare care realizează
distribuția
tensiunii de 20 kV, la s tațiile electrice.[16].
Nr

Crt.
Denumire
Caracteristici tehnice
An PIF
1 LEC 20 kV – Vega 1 Tip A OSB; 3×150 m m2 1981
2 LEC 20 kV – Vega 2 A2XSY-F 1×150/25 mm2 2005

3
Cel. Tip El ectro Alfa 3 buc; Întreruptor 3AH5 262; 24 k V-1250

-16 kA
2004
4 Cel. Tip CIIL 20 kV 1 buc; Separator 1250 A 1981
5 Cel. Tip CIIL 20 kV 2 buc; Măsura SFIT- 20; TT- 20/0,1 /0,1 kV 1981
6 Cel. Tip CIIL 20 kV 4 buc; Întreruptor 10-20; 24kV -630A -16kA 1981

7
Cel. Tip El ectro Alfa 9 buc; Întreruptor 3AH5 282; 24k V-800A

-16kA
2005
8 Baterie acumulator Tip D BA; 18 bu c-12V c.c/160 Ah 2005
9 Tablou PSC U=220 V 2005
10 Tablou PCC U=220 V c.c 2005

11
PEGASYS Sistem monitorizare consumuri și mărimi

electrice
2000

Distribuția tensiunii de 20 kV se face din 13 celule la următoarele posturi de
transformare cu nivelele de tensiune[16]:
1. PT 1: 20/6,3 kV; Stația Electrica – alimentare PSI + Compresoare;
2. PT 2: 20/0,4 kV; Stația Electrica – alimentare Cazane abur + Co mpresoare;
3. PT 3 : 20/0,4 kV; Stația Electrica – alimentare instalație Hexan + Demi + PSI;
4. PT 4: 20/0,4 kV; Stația Electrica – alimentare ECO + Turn 0,4 kV;
5. PT 5: 20/0,5 kV; Stația Electrica – alimentare Instalație Tehnologică + AFP +
Turn 0,5 kV;
6. PT 6: 20/0,4 kV; Stația Electrica – alimentare Instalație Tehnologică; Iluminat drumuri
uzinale și perimetrul rafinăriei; altele.
Gospodăria de cabluri, din spațiul de la cota ± 0,00 din PA 20 kV este considerată gospodărie
importantă și conform normati velor în vigoare s -au prezentat următoarele mijloace și instalații
de prevenire și stingere a incendiilor:

12
a. Mijloace de primă intervenție pentru stingerea începuturilor de incendii,stingătoare de
praf și CO 2;
b. Hidrant de incendiu cu țevi de refulare echipate cu ajutaje de pulverizare;
c. Fixe de stingere cu apă pulverizată;
d. Instalații de semnalizare manuală a începutului de incendiu.
Clădirea PA 20 kV este protejată împotriva descărcărilor atmosferice, printr -o
instalație de paratrăs net.
Toate părțile metalice ale echipamentului electric, care pot capta tensiunii în mod
accidental sunt legate la centurile prizei de pământ[16].

1.4 Descrierea fluxului tehnologic
În cadrul proiectu lui s-a avut în vedere studiul ș i proiectarea alimentării cu energie
electrică a unui consumator industrial, consumatorul prezentat fiind o rafinărie, așa că voi
prezenta fluxul tehnologic pentru una din instalațiile prezente în cadrul acesteia.
Instalația este cea de producere a bitumului[16].
Bitumul este un compus coloidal complex, format din hidrocarburi cu masa molară
mare, conținând procente mici de O,S, N și metale : Ni, Fe, V, etc.
Bitumul este un material termoplastic, iar proprietățile sale pot fi modificate prin
prelucrare și adaos de materiale de ump lutură dar și de aditivi[17].

a. Prezentarea instalației

În cadrul acestei instalații obținerea bitumurilor se face prin tehnologia de suflare cu aer
(bitumuri oxidate) a materiei prime, și modificare cu polimeri.
Instalația de bitum cuprinde:
• instalați a propriu -zisă de obținere a bitumului, formată din două circuite:
1. circuitul blazelor de oxidare
2. circuitul vaselor de oxidare
• instalația de obținere a citomului (bitum fluid ce se utilizează ca antifon în industria
automobilelor, și în constru cții).
• instalația de obținere a bitumului modificat cu polimeri

Procesul tehnologic de obținere a bitumului cuprinde următoarele etape:

13
1. pregătirea materiei prime
2. obț inerea propriu -zisă a bitumului
3. modificarea cu polimeri
4. ambalarea, depozitarea și expedierea

Etapele care sunt parcurse la obținerea unei șaije de bitum sunt următoarele:
1. încărcarea vaselor și/sau blazelor de oxidare cu materia primă corespunzătoare
2. încălzirea materiei prime prin recircularea prin cup tor până se atinge
temperatura necesară procesului
3. oxidarea materiei prime (asfaltul masă – reziduul de la DV)
4. ambalarea, depozitarea și expediarea bitumului
5. răcirea și desfacerea bitumului
6. modificarea bitumului cu polimeri

b. Procesul tehnologic
Constă ,de regulă , în suflarea cu aer a materiei prime la temperaturi cuprinse între
220-240 °C în vasele de oxidare și blazele de oxidare.
Aerul de suflare are rol de reactant dar și de agent de amestecare.
Materia primă este rezidiul de la DV (distilarea în vacuum). Din instalația de DV,
acest rezidiu denumit și asfalt masă este răcit până la temperatura de 240 – 280 °C , este
pompat, fie direct în vasele de oxidare, fie în rezervoarele de stocare.
Cu ajutorul unei pompe duplex, sau cu pompe volumetrice, asfaltul masă este tras din
rezervoare și este intodus în vasele de oxidare. Vasele de oxidare se încarcă cu materie primă
până la cota de 7500 mm.
După încărcare se închide ștuțul de măsură și se deschide robinetul de la burlanul de
vapori. Când se atinge temperatura de 140 °C la partea superioară a vaselor de oxidare se
introduce o pernă de abur, iar la baza vaselor printr -o rețea de distribuție se introduc e aer la un
debit de 300 -400 Nm3/h.
Debitul de aer se mărește treptat astfel încâ t la temperatura de 245 °C acesta să fie în
jur de 800 Nm3/h.
Concomitent cu mărirea debitului de aer utilizat în procesul de oxidare se mărește și
debitul de aer. Aburul care se formează în spațiul liber al vasului de oxidare are rolul de a
tempera reacți a de oxidare care tinde să devină foarte violentă odată cu creșterea
temperaturii,precum și pentru a evita acumularea unui amestec explozibil în vasele de

14
oxidare.
În cazul în care vasele de oxidare se încarcă direct cu asfaltul masă la temperat ura de
240 °C, încărcarea se face iară blindă la burlan, sub pernă de abur și cu ștuțul de măsură
închis.
Conținutul vaselor de oxidare se încălzește până la 245 -250 °C prin recircularea
asfaltului masă prin cuptorul tubular cu tavan înclinat, v iteza de încălzire fiind de minim
10 °C /h.
Pe flux cantitatea de bitum se controlează prin preluarea de probe din fiecare vas,
determinâdu -se în laboratoare punctul de înmuiere.
Pe flux cantitatea de bitum se controlează prin prel uarea de probe din fiecare vas.Când
rezultatul ultimei determinări indică valoarea punctului de înmuiere cu 2 -5 °C mai mic decât
valoarea din standard, se oprește procesul de oxidare prin întreruperea aerului.
Bitumul astfel obținut este pompat cu ajutorul pompelor volumice din vasele de
oxidare prin schimbătoarele de căldură în rezervoarele de materie primă pentru bitumul
modificat cu polimeri.
Dacă temperatura bitumului este mai mare de 200 °C atunci acesta este trecut prin
sistemul de răcire.
În rezervoarele pentru materie primă, bitumul este amestecat cu asfaltul masă.
Fabricarea bitumului rutier presupune [17]:
• circulația uleiului termic pe toate tranșeele de încălzire
• preîncălzirea sistemului de închidere a presiunii a reactorului, etapă ce necesit ă cca. 40
minute.
• se pornește o pompă pe circuitul scurt de alimentare
• se controlează viteza pompelor
• se mărește în trepte viteza acestora
• se începe dozarea polimerului
• se pornește încălzirea cu ulei termic în separatoare
• se pornește agitatorul
• se controlează calitatea bitumului modificat prin preluarea de probe din fiecare
rezervor
• se menține în tot timpul sub agitare și la o temperatură de 180 -200°C până la terminarea
livrării.

15

Fig. 1.4 .1 Schema bloc a procesului tehnologic de obținere a bitumului

16
Capitolul 2
Dimensionarea rețelei de joasă tensiune

2.1 Noțiuni generale
Instalațiile electrice de joasă tensiune realizează distribuția energiei electrice la
receptoare îndeplinind astfel scopul final al întregului proces de producere, transport și
distribuție a energiei electrice de alimentare [3].
Receptoarele electrice ali mentate în joasă tensiune sunt de o mare diversitate ocupând
în general o pondere însemnată în valoarea puterii instalate la consumator.
Caracteristicile tehnice nominale ale receptoarelor sunt:
puterea activă P n sau aparentă S n
• tensiunea U n
• conexiunea fazelor
• curentul I n
• randamentul η n
• factorul de putere
• relația dintre curentul de pornire și curentul nominal sub forma:
Kp=Ip
In (2.1.1)
Cerințele impuse de funcționare corespunzătoare a receptoarelor, din punct de vedere
tehnic și economic, trebuie satisfăcute între anumite limite admisibile, de către instalație în
joasă tensiune.
Un număr mare de receptoare electrice se află, în mod obiș nuit, montate în cadrul
utilajelor tehnologice, acestea cuprinzând unul sau mai multe receptoare. Prin fabricație aceste
utilaje au o instalație electrică proprie, care cuprinde o parte de forță – circuitele primare, cu
rol de distribuție și de comandă, au tomatizare, măsură și control circuite secund are[3].
Rețelele electrice de joasă tensiune sunt constituite din totalitatea coloanelor și
circuitelor de receptor.

17
În cadrul rețelelor electrice de joasă tensiune se pot face următoarelor grupări:
• rețele de alimentare, care leagă barele de joasă tensiune ale posturilor de
transformare la punc tele de distribuție (tablouri);
• rețele de distribuție care fac legătura între punctele de distribuție și
receptoare
Racordarea receptoarelor și utilajelor la tablo ul de distribuție se poate face:
• radial
• cu linie principală
• buclat
• combinat
În proiect vom adopta o schemă de distribuție de tip radial:

Fig. 2.1 .1 Schemă de distribuție de tip radial

18
În acest caz tablourile secundare de distribuție sunt alimentate direct de la tabloul
general TG.
Avantajele utilizării rețelei radiale sunt:
• siguranță în alimentare
• elasticitate – deoarece pentru noi grupe de consumat ori rețelele devin
independente
• oferă posibiliatatea de automatizare și comandă centralizată
Dezavantajul principal al utilizării rețelei radiale constă în faptul că investițiile
necesare sunt mai mari deoarece atât cablurile de alimentare cât și cele de rezervă folosesc u n
singur grup de consumatori[3].
2.2 Alegerea soluției constructive pentru tabloul gener al de
distribuție

Tabloul general de dis tribuție fa ce parte din categoria instalațiilor trifazate de
distribuție a energiei electrice de joasă tensiune ce realizează aliment area cu energie
electrică prin două căi de aliment are având cea mai mare parte din consu matori de
categoria 1 (princip ali) și este compus din [16]:

–
– Dulap „Acces cabluri”
Dulap „Consum atori” D 1.0
D 2.0
– Dulap „ Întoarcere bare” D 3.0
– Dulap „Consum atori” D 2.1
–

– Dulap „ Baterie condensatori”

Dulap „Acces cabluri” D 4.0

D 1.1
– Dulap „Consum atori” D 2.2
– Dulap „ Întoarcere bare” D 3.1
– Dulap „ Alimentare din Tr afo 3” D 5.0
– Dulap „Cuplă” D 6.0
–

– Dulap „ Întoarcere bare”

Dulap „ Alimentare din Tr afo 4” D 3.2

D 5.1

19
– Dulap „ Întoarcere bare”
– Dulap „Consum atori” D 3.3
D 2.3
– Dulap „Acces cabluri”
– Dulap „ Baterie condensatori”
– Dulap „Consum atori” D 1.2

D 4.1

D 2.4
– Dulap „Acces cabluri”

– Dulap „Consum atori” D 1.3

D 2.5
– Dulap „ Întoarcere bare” D 3.4
– Dulap „Acces cabluri”

– Dulap „Consum atori” D 1.4

D 2.6

Dulapurile de plecări spre consumatori sunt cu măști metalice, acționarea
întreruptoarelor realizându -se de pe fața tabloului, cu ajutorul manetei rotative a
întreruptorului.
Alimentarea TGD, se face prin două căi de alimentare de la postul Trafo. Legătura
între cele două tronsoane ale rețelei de distribuție este realizată prin intermediul unei cuple de
2500 A. Este prevăzută instalație AAR c u automat programabil, între întreruptorii de pe
circuitele de alimentare din PT și întreruptorul de pe circuiltul de cuplă.
TGD, realizat conform documentației de execuție, realizează următoarele funcții[16]:
• conectarea barelor generale la sursa de energie;
• conectarea consumatorilor la barele generale;
• protecția surselor la scurtcircuit și suprasarcină;
• protecția liniilor și a aparatelor la scurtcircuit și suprasarcină;
• măsurarea parametrilor electrici ai rețel elor;
• comanda locală a aparatelor de conectare.

Dimensionarea circuitelor electrice se realizează ținând seama de natura receptoarelor,
de regimul normal de funcționare al acestora și de încărcarea rețe lelor electrice de
distribuție[ 15].

20
2.3 Dimensionarea rețelei de distribuție în incinta consumatorului
În conformitate cu „Normativul pentru proiectarea și execuția rețelelor de cabluri
electrice” PE 107 -88 RENEL, în proiectarea curentă a instalațiilor electrice de alimentare,
secțiunile condu ctoarelor și cablurilor se determină având în vedere o serie de restricții
tehnice.
Cablurile de joasă tensiune trebuie dimensionate în raport cu:
• încălzirea conductoarelor
• stabilitatea termică la scurtcircuite (excepție circuitele cu U<lkV), protejate
prin siguranțe fuzibile – cazul cablurilor de alimentare a consumatorilor
• densitatea de curent la pornirea motoarelor electrice
• căderea de tensiune
Se adoptă soluția de alimentare prin cablu trifazat cu conductoare din cupru și izolație
sintetică PVC, manta din PVC, fără înveliș protector. Simbolul pentru cabluri din STAS
6007 -72 este CYY.
2.3.1 Alegerea conductoarelor
Trebuie utilizate conductoare, cabluri sau bare din Cupru și/sau Aluminiu. Folosirea
cuprului este obligatorie.
Tipul con ductelor electrice pentru distribuția în incinta consumatorului și modul de
pozare trebuie alese în funcție de influențele exteme[8].

Fig. 2.2 Cablu tipic cu trei inimi și fără cămașă metalică

21
Tabelul 2. 3.1.1 Cabluri și conductoare electrice de uz general[8]

Cond uctoare și cabluri Denumire

conform
codului de
stand ardizare
național francez

Denumire conform
codului CEN ELEC

Num ărul de

condu ctoare
Secțiune-
[mm2]
Tensiune
[V]
cabluri fl exibile cu
polietilenă (XLPE)
armată
cabluri in flexibile U1000R12N
U 1000 R2V
U 1000 RV FV
U 1000 RGP FV stand arde de cabluri
nearmoni zate
până în prezent 1 la 5

1 la 5
1 la 5 1,5-630

1,5-300
1,5- 240
cabluri in flexibile
cu izolație
fără halogen FRN 1 X1X2
FRN 1X1 G1
FRN 1 X1X2Z4X2
FRN 1 X1G1Z4G1 1 la 5
1 la 5
1 la 5
1 la 5 1,5- 630
1,5-630
1,5-300
1,5- 300
cabluri fl exibile
izolate
cu elastom er H 07 RN -F

FRN 07 RN -7 2 la 5

7 la 37 1,5-500

1,5-4
cabluri i zolate
cu PVC FRN 05 VV-U
FRN 05VV -R
H 05 VV-F
H 05 VVH2-F 2 la 5
2 la 5
2 la 5
2 1,5-35
1,5-35
0,75- 2,5
0,75
condu ctoare izolate
cu PVC H 07 V-U
H 07 V-R
H 07 V-K 1
1
1 1,5-400
1,5- 400
1,5-240
condu ctoare
cu izolație
fără halogen FRN 0… -U
FRN 0… -R
FRN 0… 1
1
1 1,5-XXX
1,5-XXX
1,5-XXX

22
Tabelul 2.3. 1.2 Alegerea tipurilor de conductoare electrice în funcție de metoda de
instalare[8]

Condu ctoare și

cabluri Metoda de instalare

Fără
elemente
de fixare

Strânse
direct
prin
cleme

condu cte Mănunchi de

cabluri
(incluzând cele
în tresă sau
încastrate în
pardoseală)

Canal
de
cabl.

Grile

Pe
izola-
toare

Fir de
susți-
nere
condu ctoare
sub fo rmă de
bare – – – – – – + –
condu ctoare
izolate – – + + + – + –
cabluri cu
cămașă
● cu mai
multe
inimi

● cu o in imă

+

0

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

0

0

+

+

unde: + reprezintă permis

– reprezintă neprmis

0 reprezintă neaplicabil în mod normal/ nefolosit în practică

23

2.3.2 Alegerea secțiunii pe baza încălzirii maxime admisibile în regim de
funcționare

În condițiile regimului de funcționare de durată, temperatura conductoarelor nu trebuie
să depășească anumite valori admisibile, după care materialele conductoarelor și izolate își
pot modifica propriet ățile fizice și chimice cu efecte nedorite asupra instalațiilor (îmbătrânirea
prematură, oxidarea, degradarea conductoarelor).
Din tabelele de curenți maximi admisibili de lungă durată pentru fiecare secțiune a
conductoarelor și cablurilor se alege secțiu nea minimă necesară.
Pentru dimensionare vom folosi relațiile:
In=Pn
3∙3∙Un∙ηn (2.3.2.1)
Icalc=In
k1`∙k2` (2.3.2.2)

unde: – k1`coeficient ce ține seama de temperatura aerului, pentru t = 30° C
– k2`coeficient ce ține seama de sistemul de pozare a cablurilor
pentru 3 cabluri trifazate pozate pe perete, la 2 cm de perete unul lângă altul cu distanța
intermediară de k2`= 0,9.
2.3.3 Verificarea secțiunii pe baza căderii de tensiune în regim de pornire
Circulația curenților prin ramurile rețelelor electrice determină pierderi de tensiune în lungul
acestora deoarece atât conductoarele cât și echipamentele electrice, făcând parte din circuit,
prezintă anumite impedimente electrice.
Pentru o funcționare normală a receptoarelor se impune ca valorile căderilor de tensiune să se
încadreze între anumite limite.
∆U= 3∙Ip∙rcablu (2.3.3.1)
Unde :
Ip=Kp∙In (2.3.3.2)
rcablu=r030°C∙1 (2.3.3.3)
∆U= 3∙Ip∙Zcablu (2.3.3.4)

24
2.3.4. Verificarea secțiunii con ductoarelor la stabilitatea termică de lungă
durată
Se va folosi pentru verificarea secțiunii conductoarelor la stabilitatea termică în regim de
pornire următoarea formulă de calcul:
𝐽𝑝𝑜𝑟𝑛𝑖𝑟𝑒=𝐼𝑝
𝑆<𝐽𝑝𝑜𝑟𝑛𝑖𝑟𝑒𝑎𝑑𝑚 (2.3.4.1)
unde: I p-curent de pornire
S-secțiunea conductorului
La pornirea motoarelor electrice când șocul de pornire se manifestă printr -o creștere a
curentului de până la 7 In , se verifică densitatea de curent prin cablu; valoarea densității de
curent nu trebuie să dep ășească valoarea densității admisibile.
Conform J padm=32 A/mm2 pentru cabl urile din cupru.
EXEMPLU DE CALCUL
Vom alege pentru dimensionare următorul tip de motor av ând următoarele caracteristici:
P=75kW
n= 3000rot/min
In(400V) =143[A]
η = 73%
cosφ=0,89
Kp=3
Pentru dimensionarea pe baza încălzirii maxime admisibile în regim de funcționare de durată:
Icalculat =In
k1`∙k2`=143
1∙0,9=158,888 [A] (2.3.4.2)
Secțiunea economică necesară din punct de vedere tehnic este de 150 mm2 . Se adoptă cablu
trifazat cu conduc toare din Cu și izolație sintetică PVC.
Verificare secțiunii pe baza căderii de tensiune în regim de pornire:
Ip=Kp∙In=3∙143=429 [A] (2.3.4.3)
∆Ucablu= 3∙Ip∙Zcablu [V] (2.3.4.4)

25
Zcablu=rcablu+j∙xcablu [Ω/km] (2.3.4.5)

unde:
•rcablu reprezintă rezistanța cablului la temperatura de 30°C [Q]
•xcablu este reactanța conductorului= 0,128 Ω/km (vezi tabel anexa 1)
rcablu=r030°C∙1 [Ω/km] (2.3.4.6)
r020°C[1+α20(30-20)]=0,132[0,1+0,962(30-20)]=1,238 Ω/km (2.3.4.7)
unde:
• r020°Cpentru conductor din Cu acoperit cu acoperit cu strat metalic (pt 150mm2)= 0,132 Ω/km
– reprezintă rezistența electrică maximă a conductorului la 20°C (vezi tabel anexa 2)

• l = 0,1 km – reprezintă lungimea conductorului dintre sursă și consumator
• α = 0,962 – este factorul de corecție al temperaturii, care se aplică la măsurarea rezistenței
electrice a conductorului, efectuată la temperatura t°C raportată la 20°C (vezi tabel anexa 3)
rcablu=1,283∙0,1283 Ω (2.3.4.8)
Ip=Ip∙(cosφp-j∙sinφp)=429∙ 0,1456 -j∙0,989 =23,1342 -j∙157,141 A (2.3.4.9)
Unde:
cosφp=𝑃
3∙𝑈∙𝐼𝑝=75000
3∙400∙429=0,1456 (2.3.4.10)
∆Ucablu= 3∙(23,1342 -j∙157,141)∙(0,1283 +j∙0,128)=(275,0166 -j∙79,258)∙0,1 V (2.3.4.11)
∆Ucablu =28,62 V (2.3.4.12)
Ubare=Un-∆Ucablu [V] (2.3.4.13)
Ubare=400-(27,5017 -j∙7,9258 )= 372,498-j∙7,9258 V (2.3.4.14)
Pentru verificarea la stabilitate termică în regim de pornire pe baza densității de curent:
Ip=Ip
S=429
150=2,86 A/mm2 (2.3.4.15)
𝐼𝑝=𝐽𝑝𝑎𝑑𝑚=32 A/mm2 (2.3.4.16)

26
2.4. Dimensionarea cablurilor de alim entare a întreprinderii
Alimentarea se face din Stația 110/20 kV Ploiești Vega celulele 12 si 13. Punctul de
alimentare se găsește la 1,0 km.
Se calculează curentul prin cablu în funcție de puterea cerută de întreprindere:
Ic=Pc
3∙Un=2∙106
3∙20∙103=57,735 A (2.4.1)
unde:P c este puterea cerută de întreprindere și este 2MW.
Din PE 135 „Instrucțiuni privind determinarea secțiunii economice în instalații electrice de
distribuție 1 -100 kV”, pentru T SM= 8000 ore/an, pentru cabluri din Al cu izolație din
polietilenă:
Iec=0,53 A/mm2 (2.4.2)
Sec=Ic
Iec=75,735
0,53=108,934 mm2 (2.4.2)
Vom alege un cablu de 150 , secțunea aleasă fiind supradimensionată pentru dezvoltări
ulterioare.
Acest cablu se caracterizează prin următorii parametrii:
 reactanța specifică x0= 0,104 [Ω/km]
 rezistența specifică = 0,202 [Ω/km]

Verificarea cablului de alimentare la căderea de tensiune:
∆Uadm= 3∙Ip∙Z[V] (2.4.3)
𝑍=𝑟0-j∙𝑥0 [Ω/km] (2.4.4)
𝐼𝑐=𝐼𝑐∙(cosφp-j∙sinφp) [A] (2.4.5)
𝐼𝑐=57.735∙(0.577-j∙0.8165 )=33.333 – j∙47.1406 A (2.4.6)
∆Uadm= 3∙(33.333 -j∙47.1406 )∙(0.202-j∙0.104)=20,1541 -j∙22.4977 V (2.4.7)
∆Uadm =30,2049 V (2.4.8)

27
2.5.Dimensionarea coloanelor ce alimentează tabloul general de distribuție
pe secții
În secțiile de produ cție tablourile secundare de distribuție clasice sunt înlocuite cu șine
de curent canalis KSA63ED450 pentru șinele de curent de 630A și KSA20ED450 pentru
șinele de curent de 2000A.
Avantajele folosirii acestui tip de distributie sunt[9]:
• montare rapidă
• câmp electromagnetic emis redus
• nu conțin PVC (nu eliberează gaze toxice în caz de incendiu)
• conține materiale cu propagare grea la incendiu.

Fig.2.5 .1.Șină de curent

Fig. 2.5.2 Secțiune bară distribuție

28

Fig. 2.5 .3 Cutii de distrib uție canalis

a – Cutie de distribuție prevăzută cu întrerupător (fabricate in gama 160 – 1000A)
b – Cutie de distribuție prevăzută cu siguranțe fuzib ile (fabricate in gama 16-160A)

Fig. 2.5.4 Comparație între bare de distribuție și cablaj tradițional

S-au folosit tablourile clasice de distribuție în cazul tablourilor de distribuție pentru
iluminatul interior și exterior.
Secțiunea trebuie aleasă astfel încât să fie satisfăcute condițiile[9]:
• încălzirea conductoarelor nu trebui e să depășească limitele admise;
• pierderile de putere în conductoare să se mențină în anumite limite;
• pierderile de tensiune nu trebuie să depășească limitele admise;

29
Tabelul 2.5.1 Date nominale ale consumatorilor interni[16]
Nr

crt. Denumire

consumator I/P Secție

de bare Tip cablu Observații
1 TFL 1 500 A S 1 2xACY AbY 3 x240+120 Se întorc
2 TD 1 440A S 1 Bare Cu
3 TFL 2 200 A S 1 3xACY AbY 3 x150+70 Se întorc
4 TFL 3 250 A S 1 ACY AbY 3 x185+95 Cablu nou
5 TFL 4 200 A S 2 ACY AbY 3 x150+70 Manșon are
6 TFL 5 160 A S 1 ACY AbY 3 x120+50 Cablu nou
7 TFL 6 210 A S 2 2xACY AbY 3 x150+25 Se întorc
8 TFL 7 250 A S 1 NC
9 TFL 8 90 A S 1 ACY AbY 3 x35+16 Se întoarce
10 TFL 9 90 A S 2 ACY AbY 3 x35+16 Se întoarce
11 TFL 10 130 A S 2 ACY AbY 3 x70+35 Se întoarce
12 TFL 11 90 A S 1 NC
13 TFL 12 130 A S 2 ACY AbY 3 x70+25 Manșon are
14 TFL 13 110 A S 2 2xACY AbY 3 x50+25 Manșon are
15 Alim. col. de lo cuințe 130 A S 1 NC
16 TFL 14 130 A S 1 ACY AbY 3 x70+25 Manșon are
17 TFL 15 200 A S 1 NC
18 TFL 16 300 A S 2 NC
19 TFL 17 850 A S 1 NC
20 TFL 18 1140 A S 2 NC
21 TFL 19 475 A S 2 NC
22 TFL 20 70 A S 2 NC Manșon are
23 TFL 21 160 A S 2 ACY AbY 3 x120+50 Cablu nou
24.1 Alimentare Pompe 1 41.5A/22kW S 1 ACY AbY 3 x35+16
24.2 Alimentare Pompe 2 41.5A/22kW S 2 ACY AbY 3 x35+16
24.3 Alimentare Pompe 3 69.5A/37kW S 1 ACY AbY 3 x35+16 Manșon are
24.4 Alimentare Pompe 4 69.5A/37kW S 2 ACY AbY 3 x35+16 Manșon are

30
Pentru secția 1 – S1:

Luând în calcul coeficientul de cerere (kw) pe diferite grupe de consumatori analizați
din tabelul 2.3 se va calcula puterea instalată, respectiv puterea consumată pentru fiecare grup
de consumatori în parte, și anume:
a.TFL
kw=nactiv
n=10
14=0,714 (2.5.1)
Pi=PTFL∙nTFL=99,008∙10=990,08 [kW] (2.5.2)
unde PTFL reprezintă puterea activă, calculată ca fiind media puterilor active a celor 10 TFL –
uri din S1.
𝑃𝑐=PTFL∙nTFL∙𝑘𝑤=99,008∙10∙0,714=707,2[kW](2.5.3)
b.TD
kw=1 (2.5.4)
Pi=PTD∙nTD=156,64∙1=156,64[kW] (2.5.5)
unde P TD reprezintă puterea activă
Pc=PTD∙nTD∙𝑘𝑤=156,64∙1∙1=156,64[kW] (2.5.6)
c.Alimentare locuințe
kw=1 (2.5.7)
Pi=PAL∙nTAL=46,28∙1=46,28[kW] (2.5.8)
unde P AL reprezintă puterea activă
Pc=PAL∙nAL∙𝑘𝑤=46,28∙1∙1=46,28 (2.5.9)

d.Alimentare pompe
kw=0,5 (2.5.10)
Pi=PAP∙nAP=19,314∙1=38,628 [kW] (2.5.11)
unde P TD reprezintă puterea activă, calculată ca fiind media puterilor active a celor 2 pompe
prezente în S1
Pc=PTD∙nTD∙𝑘𝑤=19,314∙1∙1=19,314 (2.5.12)

31
Pentru secția 2 -S2:

a.TFL
kw=nactvie
n=10
14=0,786 (2.5.13)
Pi=PTFL∙nTFL=99,77∙11=1097 ,46 kW (2.5.14)
unde P TFL reprezintă puterea activă, calculată ca fiind media puterilor active a celor 11 TFL –
uri din S2.
Pc=PTFL∙nTFL∙𝑘𝑤=99,77∙11∙0,786=862,29 kW (2.5.15)
b.Alimentare pompe
kw=0,5 (2.5.16)
Pi=PAP∙nAP=19,314∙2=38,628 kW (4.5.17)
unde S TD reprezintă puterea activă, calculată ca fiind media puterilor active a celor două
pompe prezente în S1
Pc=PAP∙nAP∙𝑘𝑤=19,314∙2∙0,5=19,314 kW (2.5.18)

32
Nr.

Crt. Denumire

aparat
I [A]
S [kVA]
Si[kVA]
Pi[kW]
cosφ
P[kW]
Pc[kW]
1 TFL 1 500 200

1088,00

990,08

0,91 182

707,2 2 TFL 2 200 80 72,8
3 TFL 3 250 100 91
4 TFL 5 160 64 58,24
5 TFL 7 250 100 91
6 TFL 8 90 36 32,76
7 TFL 11 90 36 32,76
8 TFL 14 130 52 47,32
9 TFL 15 200 80 72,8
10 TFL 17 850 340 309,4
11 TD 1 440 176 176 156,64 0,89 156,64 156,64
12 Alim. locuințe 130 52 52 46,28 0,89 46,28 46,28
13 Alim.pompe 1 41,5 16,6 44,4 38,628 0,87 16,6 19,314
14 Alim. pompe 3 69,5 27,8 27,80
TOTAL 1360,40 1231,628 929,434
Tabelul 2.5.2 Rezultatele calculului pentru secția S1

33
Nr.

Crt.
Denumire
aparat
I [A]
S [kVA]
Si[kVA]
Pi[kW]
cosφ
P[kW]
Pc[kW]
1 TFL 4 200 80

1206

1097,46

0,91 72,8

862,29 2 TFL 6 210 84 76,44
3 TFL 9 90 36 32,76
4 TFL 10 130 52 47,32
5 TFL 12 130 52 47,32
6 TFL 13 110 44 40,04
7 TFL 16 300 120 109,2
8 TFL 18 1140 456 414,96
9 TFL 19 475 190 172,9
10 TFL 20 70 28 25,48
11 TFL 21 160 64 58,24
12 Alim. pompe 2 41,5 16,6 44,4 38,628 0,87 16,6 19,314
13 Alim. pompe 4 69,5 27,8 27,8
TOTAL 1250,40 1136,088 881,604
Tabelul 2.5.3 Rezultatele calculului pentru secția S2

2.6 Alegerea aparatelor de protecție și comutație
Prin laturile rețelelor electrice de joasă tensiune pot circula supra curenți datorați unor
cauze ca:
– scurtcircuite, are loc o scădere bruscă a valorii impedanței sau rezistenței
echivalente în circuit;
– suprasarcini, constând în solicitarea receptoare lor la putere mai mare
decât cele normale.
Protecția împotriva curenților de scurtcircuit are semnificația unei protecții a rețelelor
de joasă tensiune, deoarece numai acestea sunt solicitate la scurtcircuit. În asemenea
situații,receptoarele electri ce, fie că sunt cauza însăși a producerii scurtcircuitelor, datorită

34
producerii unui defect interior de izolație, fie scade la zero tensiunea de alimentare, astfel
încat, problema protecției lor, este în ambele cazuri nesemnificativă[6].
În ceea ce priveș te protecția la suprasarcină, aceasta are semnificația unei protecții a
receptoarelor, deoarece curenții de suprasarcină nu reprezintă o solicitare deosebită pentru
rețele dimensionate, pentru a rezista la acțiunea curenților de scurtcircuit. Împotriva ace stor
curenți accidentali, instalațiile electrice trebuie protejate.
Protecția împotriva curenților de scurtcircuit se asigură prin siguranțe fuzibile.
Siguranțele fuzibile au rolul de a întrerupe circuitul în care sunt instalate, când curentul, care
le pa rcurge, depășește o anumită valoare pe o anumită durată[6].
Protecția la suprasarcină, se asigură prin contactoare de joasă tensiune cu relee
termice. Aceste contactoare au acționare automată. Caracteristica de funcționare a releului
termic trebuie să asi gure acționarea contactorului înainte de apariția pericololui de deteriorare
(supraîncălzirea și străpungerea izolației) a receptorului protejat. Protecția nu trebuie să
acționeze la suprasarcini de scurtă durată, normale, ca de exemplu curenții de pornire ai
motoarelor electrice, vârfurile de curent date de procesul tehnologic. Protecția contra
suprasarcinii prin dispozitive automate nu este obligatorie la motoarele electrice cu puteri mai
mici de 1,1 kW, în cazurile când acestea au un regim de funcționare intermitent sau de scurtă
durată sau în cazurile de regim de lungă durată, dacă supraîncărcarea lor nu este posibilă (de
exemplu la aerotenne, ventilatoare).
Releul termic, pentru protecția receptorului împotriva curenților de suprasarcină, se
alege în fu ncție de curentul de calcul al raportului:
IS≥Ic
unde: – Is curent de serviciu al curentului termic
Reglajul releului termic ales, caracterizat prin curentul de reglaj I rt, trebuie să țină cont
de domeniul curenților de suprasarcină admiși de receptor și de domeniul posibil din punct de
vedere constructiv al releului termic.
Irt= 1…… 1,2 ∙ic

35
Din punct de vedere constructiv și al capacității de rupere se deosebesc:
 siguranțe cu filet E16 cu capacitate de rupere mică,
 siguranțe cu filet tip D, având capacitate de rupere I r= 1,6 – 8 kA,
 siguranțe de mare capacitate de rupere MPR. I r= 120 kA
Dimensionarea protecției la scurtcircuit constă în stabilirea curentului nominal al
furnizorului.
Acestea se determină pe baza condițiilor:
 siguranțele fuzibile trebuie să suporte curentul de durată al receptorului Inf ≥Ic
unde: Inf – curentul cerut de receptorul de calcul
Ic – curentul nominal al furnizorului
 siguranțele fuzibile trebuie să reziste la acțiunea curentului de po rnire Inf ≥Ip
unde: Ip – curent de pornire
 siguranțele fuzibile trebuie să acționeze la curent de scurtcircuit Inf < 3 • I cadm
unde: I cadm- curentul maxim admisibil
Pentru releele termice de tip TSA dom eniul reglajului posibil este:
In=(0.6…..1)• I n
Pentru releele termice ale întreprinderii:
In=(0.8…..1)• I n
Protecția la scurtcircuit prin si guranțe fuzibile trebuie să fie selectată cu
supraasarcină p rin relee termice.
Protecția la scurtcircuit si la suprasarcină se mai face și prin întrerupătoare
de tip Schneider NW 25H1 care au următoarele reglaje:

Fig. 2.6.1 Întrerupător NW 25H1

36
In=2500 A (curentul nominal)
Ir=(40-100%)•In (curentul de rupere la suprasarcină)
Isc= 80 kA (curentul de scurtcircuit la siguranțe fuzib ile)
Icw= 50 kA / 0,5 s ec (curentul de scurtcircuit la într eruptoa re)
Id=x •I r(curent direct la pornirea diferitelor echipamente)
x=(1,5-12) x •I r
td=(20-400) ms (ti mp decalanșare la scurtcircuit)
Ca aparate de comun icare se folosesc contactoarele, întrerupto arele automate și
separatoarele.

2.7 Alegerea protecției coloanelor

Fig. 2.7.1 Protecția din tre TGD și TD

La plecarea din tabloul general de distribuție coloana este protejată prin în trerupto are
iar la intr area în tabloul de distribuție local este prevăzută cu siguranță fuzib ilă sau
întrerupator (tabloul local de distribuție poate fi consid erat un u tilaj).
Protecția la scurtcircuit consti tuie p rincip ala protecție a coloanelor și se asigură prin
siguranțe fuzibile sau întrerupătoare.

37
Tabelul 2.7.1 Aparate de protecție[16]
Simb.

ap. Denumire aparat Bu
c. Tip Furnizor Caracteristici

Q1
Q2 Întreruptor automat tripolar, debroșabil 2 NW 25 H1 Schneider In=2500A
*unitate declanșare 2 Micrologic 5.0 P Schneider Ir=(0.4-
1)xIn *unitate debroșare 2 Schneider
*motor 2 MCH Schneider 220 V c.a
* declanșator de închid ere 2 XF Schneider 220 V c.a
*declanșator de deschidere 2 MX Schneider 220 V c.a
*racord superior 2 orizontal Schneider
*racord inferior 2 orizontal Schneider
* separator de fază 2 Schneider
*izolato ri voal eți 2 Schneider
*cadru ușă 2 Schneider
* capac borne auxiliare 2 Schneider
*comun icație Modbus, p t. șasiu 2 Schneider
*comun icație Modbus, p t. întreruptor 2 Schneider
*bornier de racordare pe șasiu 2 Schneider
*contact auxiliar „embro che” 2 Schneider
*contact auxiliar „test” 2 Schneider
*contact auxiliar „debroche” 2 Schneider
* contacte auxiliare „SDE” 2 Schneider
*contacte auxiliare „ouvert/ferme” 2 Schneider

Q3 Întreruptor automat tripol ar, debroșabil 1 NW 25 H1 Schneider In=2500A
*unitate declanșare 1 Micrologic 5.0 A Schneider Ir=(0.4-l)xIn
*unitate debroșare 1 Schneider
*motor 1 MCH Schneider 220 V c.a
*declanșator de închid ere 1 XF Schneider 220 V c.a
*declanșator de deschidere 1 MX Schneider 220 V c.a
*racord superior 1 orizontal Schneider
*racord inferior 1 Schneider
* separator de fază 1 Schneider
* cadru ușă 1 Schneider
* izolato ri voal eți 1 Schneider
* capac borne auxiliare 1 Schneider
* comun icație Modbus, pt. șasiu 1 Schneider
*comun icație Modbus, p t. întreruptor 1 Schneider
*bornier de racordare pe șasiu 1 Schneider
*contact auxiliar „embro che” 1 Schneider
*contact auxiliar „test” 1 Schneider
*contact auxiliar „debroche” 1 Schneider
*contacte auxiliare „SDE” 1 Schneider
*eontacte auxiliare „ouvert/ferme” 1 Schneider

38

Q4 Întreruptor automat tripolar, deb roșabil 1 NT 12 H1 Schneider In=1200 A
*unitate declanșare 1 Micrologic 2.0 A Schneider Ir=(0,4-l)xIn
* uni tate debroșare 1 Schneider
* racord superior 1 orizontal Schneider
*racord inferior 1 orizontal Schneider
* separator de fază 1 Schneider
* cadru ușă 1 Schneider
*izolato ri voal eți 1 Schneider
*capac borne auxiliare 1 Schneider
*bornier de racordare pe șasiu 1 Schneider
*declanșator de deschidere 1 MX Schneider 220 V c.a
*contacte auxiliare „ouvert/ferme” 1 Schneider

Q5 Întreruptor automat tripolar, debroșabil 1 NT 10 H1 Schneider In=1000A
*unitate declanșare 1 Micrologic 2.0A Schneider Ir=(0.4-l)xIn
*unitate debroșare 1 Schneider
* racord superior 1 orizontal Schneider
*racord inferior 1 orizontal Schneider
* separator de fază 1 Schneider
* cadru ușă 1 Schneider
*izolato ri voal eți 1 Schneider
*capac borne auxiliare 1 Schneider
*bornier de racordare pe șasiu 1 Schneider
*declanșator de deschidere 1 MX Schneider 220V c.a
*contacte auxiliare „ouvert/ferme” 1 Schneider

Q6

Q7 Întreruptor automat tripolar, deb roșabil 2 NT 10 H1 Schneider In=1000A
* uni tate declanșare 2 Micrologic 2.0 A Schneider Ir=(0.4-l)xIn
*unitate debroșare 2 Schneider
*racord superior 2 orizontal Schneider
*racord inferior 2 orizontal Schneider
* separator de fază 2 Schneider
* cadru ușă 2 Schneider
*izolato ri voal eți 2 Schneider
*capac borne auxiliare 2 Schneider

Q8

Q9 Întreruptor automat tripolar, deb roșabil 2 NS630N/ STR23 SE Schneider In=630A
*unitate de debroșare pe soclu 2 Schneider Ir=(0.4-l)xIn
* comandă rotativă 2 Schneider
*declanșator de deschidere 2 MX Schneider 220 V c.a
*conector fix cu 9 cond. (pt ba ză) 2 Schneider
*conector mobil cu 9 cond. (pt. întrp.) 2 Schneider
* suport pt 2 con ectoare mobile 2 Schneider
*conector auxiliar pt 9 condu ctoare 2 Schneider
*contacte auxiliare 2 Schneider

39
Q10 Întreruptor automat tripolar, deb roșabil 1 NS400N/ STR23 SE Schneider In=400A
*unitate de debroșare pe soclu 1 Schneider Ir=(0.4-l)xIn
* comandă rotativă 1 Schneider
*declanșator de deschidere 1 MX Schneider 220 V c.a
*cone ctor fix cu 9 conductoare(pt. bază) 1 Schneider
*conector mobil cu 9 cond. (pt. întrp.) 1 Schneider
* suport pt 2 con ectoare mobile 1 Schneider
*conector auxiliar pt 9 condu ctoare 1 Schneider
*contacte auxiliare 1 Schneider
Q 1 1

Q12

Q13

Q14

Q15

Q16 Întreruptor automat tripolar, deb roșabil 6 NS250N/ STR23 SE Schneider In=250A
*unitate de debroșare pe soclu 6 Schneider Ir=(0.4-l)xIn
* comandă rotativă 6 Schneider
*declanșator de deschidere 6 MX Schneider 220 V c.a
* con ector fix cu 9 conductoare(pt bază) 6 Schneider
*conector mobil cu 9 cond. (pt. întrp.) 6 Schneider
* suport pt 2 con ectoare mobile 6 Schneider
*conector auxiliar pt 9 condu ctoare 6 Schneider
*contacte auxiliare 6 Schneider
Q17

Q18

Q19

Q20

Q21

Q22 Întreruptor automat tripolar, debroșabil 6 NS160N/ STR23 SE Schneider In=160A
*unitate de debroșare pe soclu 6 Schneider Ir=(0.4-l)xIn
*comandă rotativă 6 Schneider
* declanșator de deschidere 6 MX Schneider 220 V c.a
* con ector fix cu 9 conductoare(pt. ba ză) 6 Schneider
*conector mobil cu 9 cond. (pt. întrp.) 6 Schneider
* suport pt 2 con ectoare mobile 6 Schneider
*conector auxiliar pt 9 condu ctoare 6 Schneider
* contacte auxiliare 6 Schneider
Q23

Q24

Q25

Q26 Întreruptor automat tripolar, deb roșabil 4 NS100N/ STR23 SE Schneider In=100A
*unitate de debroșare pe soclu 4 Schneider Ir=(0.4-l)xIn
* comandă rotativă 4 Schneider
* declanșator de deschidere 4 MX Schneider 220 V c.a
* conector fix cu 9 cond. (pt bază) 4 Schneider
*conector mobil cu 9 cond. (pt. întrp.) 4 Schneider
*suport pt 2 con ectoare mobile 4 Schneider
* conector auxiliar pt 9 condu ctoare 4 Schneider
* contacte auxiliare 4 Schneider
Q27

Q28 Întreruptor automat tripolar 4 NS80MA Schneider
*comanda rotativa 4 Schneider
k1;k2 Conta ctor tripol ar 4 LC1-D8011M7 Schneider Ub=220v

40
Tabelul 2.7.2 Aparate de protecție, de măsură și de semnalizare[1 6]
Simb.

ap. Denumire aparat Buc. Tip Furnizor Caracteristici
Rt Releu termic 4 LRD-3363 Schneider Ir=63-80A
Buton r eset releu termic 4 LAD-7305 Schneider
TC Transformator de curent 11 ASK 103.3 MBS 2500/5A,30VA
Amp ermetru 0-2500 A 6 EQ 96i CELSA …5A
TC Transformator de curent 3 ASK 561.4 MBS 1250/5A,15VA
TC Transformator de curent 3 ASK 51.4 MBS 1000/5A,15VA
TC Transformator de curent 6 ASK 31.5 MBS 600/5A,15VA
TC Transformator de curent 3 ASK 31.5 MBS 400/5A,15VA
TC Transformator de curent 18 ASK 205.3 MBS 250//5A,5 VA
TC Transformator de curent 18 ASK 205.3 MBS 150/5A;2,5VA
TC Transformator de curent 12 ASK 205.3 MBS 100/5 A; 1,5 VA
TC Trans fo rmator de curent 4 ASK 31.3 MBS 80/5A;2,5VA
Amp ermetru 0-1000A 1 EQ 72i CELSA …/5A
Amp ermetru 0-1200A 1 EQ 72i CELSA …/5A
Amp ermetru 0-600A 2 EQ 72i CELSA …/5A
Amp ermetru 0-400A 1 EQ 72i CELSA …/5A
Amp ermetru 0-250A 6 EQ 72i CELSA …/5A
Amp ermetru 0-150A 6 EQ 72i CELSA …/5A
Amp ermetru 0-100A 4 EQ 72i CELSA …/5A
Amp. cu scala extinsa 2xIn,0-100A 4 EQ 72i CELSA …/5A
Contor de energie cu impuls 24 Z-KWZ-3PH Moller
Lampa verde 25 XB4BVM3 Schneider 220 V c.a
Lampa roșie 25 XB4BVM4 Schneider 220V c.a
Lampa galbena 25 XB4BVM5 Schneider 220 V c.a

41
Capitolul 3
Determinarea puterii transformatoarelor din postul de
transformare
3.1 Noțiuni generale
Posturile de transformatoare sunt puncte de alimentare cu energie electrică la
tensiunea de utilizare a utilajelor și receptoarelor. Ele prezintă legătura dintre instalația de
distribuție de medie tensiune și cea de joasă tensiune[10].
Din punct de vedere al amplasării, posturile de transformatoare pot fi:
o posturi prefabricate, instalate în interiorul secțiilor întreprinderilor, în centrele
de greut ate ale sarcinilor;
o posturile integrate în clădirile secțiilor;
o posturile independente de clădirile întreprinderii.
Soluțiile privind numărul de transformatoare din post se fundamentează din punct de
vedere economic în funcție de:
ș puterea maximă car e urmează a fi cerută de consumatorii arondați
postului respectiv;
ș gradul de siguranță în alimentare solicitat de acești consumatori.
Puterea care se adoptă trebuie să fie cea mai mare dintre valorile rezultate prin
aplicarea crit eriilor tehnico -economice.
Dimensionarea postului de transformatoare comportă parcurgerea etapelor[10]:
ș determinarea sarcinilor de calcul;
ș determinarea puterii postului de transformatoare;
ș determinarea numărului și puterii transformatoarelor din post.

42

3.2.Alegere transformatoarelor din PT
În funcție de datele disponibile, calculate în capitolul anterior 2.5, determinarea
sarcinilor de calcul se poate face prin metode aproximative (metoda coeficientului de cerere,
metoda formulei binare, e tc.) sau prin metode statistice.
În proiect folosim metoda coeficientului de cerere, care necesită cunoașterea puterii
instalate, a factorului de putere al receptorului și coeficientul de cerere pe diferite grupe de
receptoare.
𝑃𝑐=𝑘𝑤∙𝑃𝑖 [kW]
Qc=Pc∙tgφ [kvar]
Unde 𝑡𝑔𝜑=𝑎𝑟𝑐𝑐𝑜𝑠𝜑=arccos 0.92=0.403
Sc= Pc2∙Qc2 [kVA]
Pentru S1:
Qc∙tgφ= 929.434∙0.403=374.562 kvar
Sc= Pc2∙Qc2 = (929 .434 )2∙(374 .562 )2=1002 .07 kVA
Pentru S2:
β=Pi
n∙Sn∙100
β=2367 .716
2∙1600=73.99%

Încărcarea transformatoarelor din PT este:

43
𝛽=𝑃𝑖
𝑛∙𝑆𝑛∙100
Unde, P i – puterea instalată din PT
n- numărul de transformatoare din PT
Sn- puterea aparentă nominală a transformatoarelor
𝛽=2367 ,716
2∙1600∙100 =73,99%
β<100%
Conform „Instrucțiunilor privind stabilirea puterilor nominale economice pentru
transformatoarele din posturi” reprezentând „Domeniile de utilizare economică în posturile de
transformare de 160 – 2500 kVA ”, se aleg două transformatoare, având S=1600 kVA.
Montarea transformatoarelor se va face în interior în alveolă. Alveola se compune din două
compartimente: boxa transformatorului si boxa echipamentului de medie tensiune.
Vom alege două transformatoare cu două înfășurări, cu reglaj în trei trepte (19000 V, 20000
V, 21000 V) cu următoarele caracteristici:
Tip: TTU -Al
U= 20/0,4 kV
Sn= 1600 kVA
nr faze: 3
f= 50 Hz
mod răcire: răcire naturală
grupă de conexiuni: Dy0 – 5
Usc= 6,47 %
3.3.Alegerea echipamentului electric din PT

Condițiile pe care trebuie să le îndeplinească echipamentul electric al unei instalații
electrice sunt: parametrii normali ai echipamentului să corespundă parametrilor locului în care
se instalează și să reziste supratensiunilor și curenților de scurtcircu it care pot apărea în regim
de avarie.
Elementele echipamentului sunt supuse la solicitări electrodinamice de către curentul
de scurtcircuit de șoc și la solicitările termice determinate de valoarea curentului de
scurtcircuit și de durata acestuia.
-Aleg erea întreruptorului automat

44
-tensiunea nominală a întreruptorului
Unî<U nretea
Unî≥400 V

-curentul nominal al întreruptorului
In>Ic
𝐼𝑐=𝑆𝑛
3∙𝑈𝑛=1600∙103
3∙400=2309 .4 A
Se alege întreruptor de tip NW25H1 (Schneider) ce prezintă următoarele caracteristici
tehnice:
 In=2500 A (curentul nominal)
 Ir=(40 -100%) (curentul de rupere la suprasarcină)
 Isc= 50 kA (curentul de scurtcircuit la siguranțe fuzibile)
 Icw= 45 kA / 0,5 sec (curentul de scurtcircuit la întreruptoare)
 Id=x•I r (curent direct la pornirea diferitelor echipamente)
 X=( 1.5 -12) •I r
 td=(20 -400) ms (timp decalanșare la scurtcircuit)
Pentru măsura curenților se aleg 3 transformatoare de curent de tip uscat având următoarele
caracteristicile tehnice:
 Un =0,5 kV
 I1n =2500 A
 l2n =5 A
 Clasa de precizie: 1
Toate transformatoarele de curent trebuie să suporte, fară încălziri excesive sau defecte
mecanice, curentul echivalent de scurtcircuit de scurt ă durată al tabloului în care sunt montate.
Alegând două transformatoare de același tip facilitând funcționarea în paralel (același
raport de transformare, aceeași grupă de conexiuni, tensiuni de scurtcircuit egale în limitele
maxime admise, diferență max imă ±10%), între tablourile generale de distribuție U n=0,4 kV
se prevede o cuplă longitudinală.

45

Fig.3. 3.1.Cupla longitudinală a P T[16]

46

Fig.3 .3.2.Schema monofilară a se cției de bare 1

47

Fig.3.3. 3.Schema monofilară a se cției de bare 2

48
3.4. Calculul secțiunii barelor din tabloul general de distribuție
Curenții maximi admiși, în bare, în regim permanent sunt stabiliți pentru temperatura
mediului ambinat de +25°C, altitudinea maximă de 1000 m, bare montate pe muchie la
distanțele din fig. 3.3, pe traseu orizontal si vopsite. Pentru alte condiții de pozare se aplică
coeficientul de siguranță( vezi tabele anexa 5):
k= k 1•k2•k3•k4•k5•k6•k7

Fig. 3.4 .1 Modul de legare a barelor
a. un singur pachet/ b. două pachete

PT=1600 kVA
Isecundar =PT
3∙U=1600 ∙103
3∙400=2309 .40 [A]
T=35 ͦ C
k= k 1 =0,88
Alegem bare de Cu 80×5 mm (vezi tabel anexa4)
n=1 I adm = 1260[A] => I k = 0,88 •1260=1108,80[A] < I secundar
n=2 I adm = 2240 [A] => Ik = 0,88 •2240=1971,20[A] < Isecundar
n=3 Iadm = 2950[A] => I k = 0,88 •2950= 2596,00[A]> I secundar
Vom alege 3 bare din Cu de 80×5 mm pe fază.

49

CAPITOLUL 4
Eficiența economică a compensării factorului de putere
4.1 Cauzele și efectele consumului de putere reactivă
Consumul de putere reactivă în SE se datorează receptoarelor electrice și pierderilor în
linie.
Centralele electrice sunt dimensionate pentru o producție de putere reactivă egală cu
50:60% din cea activă, ceea ce duce la necesitatea introducerii unor instalații pentru
compensarea diferenței de putere reactivă. Apar în același ti mp și efecte negative care
alterează condițiile de calitate în alimentarea consumatorilor[5].
Consumul de putere reactivă este caracterizat de factorul de putere[5]:
cosφ=P
S=P
P2+Q2
unde: P – puterea activă [kW]

S – puterea aparentă [kVA]

Q – puterea reactivă [kvar]

Receptoarele care consumă putere reactivă într-o întreprindere s unt:
motoare asincrone, transformato are, cuptoa re cu inducție, cuptoa re cu arc, lămpi le cu
descărcări în gaze și vap ori metalici.
Consumul de pute re reactivă la motoarele asincrone se d atorează factorul ui de pute re
nominal redus și funcționează la sarcini diferite de cele nominal e, uneori chiar în gol.
Efectele consumului de putere activă sunt:

a) Creșterea pierderilor de putere activă

Funcționarea cu un factor de pute re redus are drept consecință creșterea pierderilor
de pute re activă în linii și transformatoare. Acesasta consti tuie efectul cel mai important,
care servește drept criteriu al eficienței, în calcule tehnico-econom ice care stau la baza
proiectării instalațiilor pentru îmbun ătățirea factorului de putere[5].
Deci pentru o anumită putere activă cerută de consum ator, pierderile to tale de pute re
activă sunt invers proporționale cu pătratul factorului de pute re. Prin urmare, instalația care

50
funcționează cu un cosφ=0.7 ,are pierderi de pute re activă de doua o ri mai mari decât în
cazul în care aceeși instalație ar necesita de la rețeaua de aliment are aceeași putere activă,
dar la un factor de putere cosφ=1.
b) Inves tițiile suplimentare

Factorul de putere redus necesită investiț ii supliment are pentru supradimension area
instalațiilor de producere, transport si dis trtibuție a energieie electrice. Puterea
aparentă, pentru care se dimensionează ins talațiile, variază inve rs proporțional cu factorul
de put ere, pentru o pute re activă dată.
Funcționarea la un factor de pute re redus conduce și la o creștere a secțiunii
condu ctoarelor, respectiv la creșterea investiț iilor supli mentare în rețelele de transport
și dis tribuți e.

c) Creșterea pierderilor de tensiune

Scăderea fa ctorului de pute re, din cauza circulației de pute re reactivă, condu ce la o
importantă creștere a căderii de tensiune în rețelele de transport, distribuție în linii și în
transformato are.
Pe lângă căderile de putere în condu ctoare, puterea reactivă produce căderi de
tensiune

supli mentare, indep endente de cele produse de puterea activă.

d) Reducerea capacității de încărcare cu putere activă a i nstala țiilor

Funcționarea ins talațiilor electrice cu un factor de pute re de valoare scăzută r educe
posibi litățile de încărcare cu pute re activă a instalațiilor existente. În general puterea
nominală a instalației este exprimată prin puterea aparentă S, stabili tă pe baza unei puteri
active date
și a unui factor de putere admis cosφ 1. În cazul scăderii factorului de putere de la
la
, puterea nominală va corespunde unei alte puteri active P 2=S• cosφ 2 , mai mică
decât
puterea activă P1 prevăzută la proiectarea instalațiilor[5].
În regim sinusoidal, această reducere a puterii active este determinată la proiectarea
instalațiilor, în funcție de creșterea put erii reactive (Q2>Q1) corespunzătoare scăderii
factorului de put ere. În acest caz, valoarea puterii active, cu care poate fi înc ărcată ins talația

51
electrică, este dată de relația:
𝑃2= 𝑆2−𝑄2<𝑃1
4.2.Mijloace pentru compens area consumului de putere reactivă
La proiectarea instalațiilor tehnolo gice se va urmări comp ensarea consumu lui de
putere reactivă prin:
 adopta rea, în măsu ra posibilităților, a unor p rocese tehnol ogice,
receptoare și scheme tehnologice de funcționare caracterizate prin factorul
de putere ridicat;
 alegerea judicioasă a tipului și puterii motoarelor electrice, a
transformatoarelor, evitându-se supradimension area;
Principalele mi jloace naturale uti lizate pentru compen sarea factorului de putere sunt:

 limitarea mersului în gol al motoarelor asincrone;

 utilizarea comutatoarelor stea-triunghi la mo toarele asincrone de JT,
încărcate sistematic sub 40% d in sarcina nom inală, pentru funcționarea de
durată în conexiunea stea;
 înlocui rea mo toarelor asincrone și a tr ansformatoarelor
supradimension ate, pe b ază de analiză tehni co-econom ică.
Ca mijloace specializate utilizate pentru compens area factorului de putere sunt:
 baterii de condensato are;
 compens atorul s incron.
4.3.Determinarea mărimii puterii reactive Qc a sursei pentru
realizarea factorului de putere neutral cos φ2
Factorul de putere neutral este valoarea minimă a factorului de putere pe care
trebuie să o realizeze consum atorul pentru a fi scutit de p lata energiei re active.
Qc=P1(tgφ 1-tgφ 2)

unde:

P1 – puterea activă a consum atorului n ecompen sat;

Tgφ 1 – tangenta unghiului de defazaj corespun zător factorului de putere neutral,
necompens at

52

al întreprinderii;
tg φ2 – tangenta u nghiului de d efazaj corespun zătoare factorului de putere neutral.
În cazul studiat:

cosφ= 0,80; tg φ= 0,750
cosφ= 0,92; tgφ= 0,426

P1 =2367,716 kW

Qc= 2367,716 (0,7 50 – 0,426) = 767,140 kv ar

4.4.Alegerea tipului sursei de compensatoare
Ținând seama de recomand area ca pute rea reactivă să fie to tuși produsă cât mai
aproape de punctul de consum și deoarece consumato rii aliment ați de la tabloul de
distribuție general sunt nume roși, compens area factorului de putere se face centralizat.
Cel mai adesea ca sursă specializată de compensare a put erii reactive se folos esc
condensato arele derivație, care au pierderi mici și condiții de exploat are mai ușoare decât
compens atoarele sin crone[5].
Compens atoarele sincrone se folos esc pentru compens area puterilor mai mari de 50
Mvar sau pentru compensarea variațiilor rapide ale sarcinii reactive (la cuptoa re cu arc
electric).

Consumul studiat fiind de putere mică, se realizează o compens are cu condensato are
conectate la bo rnele colectoare.

Folosirea condensatoa relor au următoarele avantaje:

 compens atoarele se fabrică pentru joa să și medie tensiun e, putând fi utilizat acolo
unde efectul compens ării este maxim;
 au pie rderi de putere activă de zece ori mai mici decât com pensato arele sincrone;
 sunt echipam ente ce nu necesită instalații spe ciale, în afara celor pentru racordare și
protecție; de asemenea, nu necesită personal de exploat are specializat;
 nu contribuie la creșterea puterii de scurtcircuit;
 costul specific este mai mic decât cel al compen satoarelor sin crone;

53
 se poate organiza funcționarea lor în tr epte p entru a realiza o compen sare raț ională
putându -se folosi și autom atizarea în acest scop.

Ca de zavantaje ale folosirii con densatoa relor se menționea ză:

 prin funcționarea în trepte se p roduc v ariții bruște de tensiune la conectarea și
deconectarea fiecărei trepte. Al egerea tr eptelor se face astfel încât variațiile respective
să aibă v alori admisibile;
 prezintă în anumite regimuri de funcționare efecte secundare periculoase, cum ar fi
creșteri de tensiune la mers în gol, armonici sup erioare, fenomene de rezistență;
 sunt instalații sensibile la supr atensiuni de lungă durată, precum și la acțiunea
curenților de scurtcircuit;
 repararea bateriilor de condensato are este foarte dificilă.
Caracteristicile condensatoarelor:
Qc=m∙ω∙Cf∙Uf2 [kvar]
unde:
Qc – puterea reactivă a condensato rului
m – numă rul de faze
ω – pulsația ;
f- frecvența; f=50 Hz
Uf – tensiun ea pe fază; Uf=230 V
Cf- capacitatea pe fază; Cf=146 mF

Fig. 4. 4.1 Legarea condensatoarelor
a. în stea/ b. în triunghi

54
Conexiunea stea:
Qc=3∙ω∙Cfy∙U12→Cfy=Q𝑐
ω∙U12
Conexiunea triun ghi:
Qc=3∙ω∙Cf∆∙U12→Cf∆=Q𝑐
3∙ω∙U12
Pentru aceeași pu tere produsă de bateria de condensato are trifazată:

Qc∆=Qcy => 3∙ω∙Cf∆∙U12=ω∙Cfy∙U12
3∙Cf∆=Cfy
unde:

U12- tensiun ea de linie

Cf∆- capacitatea pe fază a condensato arelor în conexiunea triun ghi

Cfy- capacitatatea pe fază a condensato arelor în conexiune stea

Vom alege schema de conexiune triun ghi deoarece este mult mai economică decât
conexiunea ste a. Pentru conexiunea stea ar trebui de trei ori mai multe condensato are decât
pentru conexiunea triunghi.

4.5 Stabilirea amplasamentului sursei de compensare
Cond ensato arele derivație pot fi amplasate direct la bornele receptoarelor de joasă
tensiune având un consum mare de energie reactivă și funcționare continuă, la tabloul
general din postul de tr ansformare sau la tablou rile care deservesc grupe importante de
receptoare inductiv e.
Se va realiza o compens are centralizată cu condensato are derivație amplasându-se pe

barele tabloului general de distribuție al pos tului de transformare de 0,4 kV.

55
4.5.1 Calculul bateriei de condensatoare
Calculul energiei reactive, produsă de bateria de condensatoare pentru obținerea unui
factor neutral de 0,92, implică utilizarea relației:
Qc=P1∙(tgφ1-tgφ2) (4.5.1)
Qc=2367,716 ∙(0,750 -0,426)=767,140 [kvar] (4.5.2)
Numărul necesar de condensatoare ce formează bateria:
n = 𝑄𝑐
𝑄𝑛𝑐= 767 ,140
60= 11,98 (4.5.3)
Qnc – capacitatea nominală a unei baterii în kvar
Se aleg 2 baterii de condensatoare de 400 kvar fiecare, cu reglaj automat în 12 trepte.
Condițiile pentru condensarea cu compensatoare se referă la suprasarcinile maxim
admise de condensatoare în regim de dura tă în raport cu valorile nominale STAS 7083 -71
sunt:
IMc=1,3∙ Inc (4.5.4)
UMc=1,1∙Unc (4.5.5)
QMc=1,43 ∙Qnc (4.5.6)
QMc=1,43 ∙60=85,80[kvar] (4.5.7)
Unc=𝑈𝑛1
𝑛=400
12=33,33[𝑉] (4.5.8)
UMc= 1,1∙33,33= 36,66 [𝑉] (4.5.9)
𝑄𝑐=12∙60= 720 [𝑘𝑣𝑎𝑟] (4.5.10)
Cf∆=𝑈𝑛1
𝑛=𝑄𝑐
3∙ω∙𝑈12=720∙103
3∙100∙π∙4002=4,77[𝑚𝐹] (4.5.11)
Inc =𝑈1
𝑋 = 3∙𝑈1
𝑛
ω∙Cf∆ = 3∙400
12
100∙π∙4,77∙10−3 =38,53 [𝐴] (4.5.12)
IMc =1,3∙38,53 =50,09 [𝐴] (4.5.13)

4.6 Descărcarea bateriei de condensatoare
După deconectare bateriile de condensatoare trebuie descărcate rapid, pentru a evita
electrocutarea personalului. Descărcarea se realizează prin rezistoare de descărcare.
Instalațiile de măsură trebuie să asigure descărcarea tensiunii sub va loarea maximă
admisă U adm=50[V] , în timpul de descărcare de maxim 1 minul la bateriile de joasă tensiune.
Rezistența de descărcare este:

56
R=5∙103∙𝑈𝑛2
𝐶𝑛𝑐
unde : C nC – capacitatea nominală pe fază a bateriei
Un – tensiunea pe fază a rețelei
td – tensiunea de descărcare; t d = 60 sec.
R=5∙103∙4003
60=13,33 [𝑀𝛺]

4.7 Echipamentul electric al bateriilor de condensatoare
Echipamentul electric al bateriei de condensatoare se compune din aparate de
protecție împotriva scurtcircuitelor externe, îm potriva supracurenților, tensiunilor,
supratemperaturii mediului ambiant și împotriva electrocutării.
Protecția împotriva scurtcircuitelor externe și a supracurenților se realizează cu
siguranțe fuzibile și contactoare cu relee termice.
Alegerea siguranț elor fuzibile se face pe baza condițiilor:
Unf ≥ U r
Inf ≥ Inc
Inf ≥ 𝐼𝑛𝑐
2,5
Unde:
Unf,Inf – tensiunea, respectiv curentul siguranței fuzibile
Ur – tensiunea rețelei de alimentare
Inc – curent nominal al bateriei sau treptei de condensatoare
Unde:
Unf ≥ 400[V]
Inf ≥ 38,53[A]
Aleg siguranța fuzibilă MPR cu I nf = 50[A]
Protecția împotriva scurtcircuitelor interne provocate de străpungerea dielectricului se
realizează cu siguranțe fuzibile montate în cuva condensatorului pe fiecare fază.
Condensatorul trebuie deconectat de la rețea dacă temperatura mediului ambiant este
mai mare dec ât 35℃ .
Protecția împotriva electrocutării se realizează prin descărcarea condensatoarelor
după deconectarea de la rețea și prin legarea de protecție la păm ânt a cuvelor.
Aparatele de măsură necesare sunt:

57
 ampermetre pe fiecare fază pentru sesizarea supracurenților datorați
armonicelor superioare și a dezechilibrelor;
 voltmetre pentru sesizarea supratensiunilor.

58
CONCLUZII
Alimentarea posturilor de transformare se face pe două linii subterane ceea ce face
posibilă retragerea unei linii pentru întreținere fără să afecteze consumatorul.
Alegerea unui cablu cu se cțiunea de 150 mm2 face posibilă dezvoltarea ulterioară a
consumatorului fără a mai inv estii în înlocuirea cablului.
Alegerea transformatoarelor de tip uscat în locul celor cu răcire cu ulei, facilitează o
întretinere mai ușoară a acestora, au dimensiuni de gabarit mai mici. Singurul inconvenient în
cazul folosirii acestui tip de transformat or ar fi o investitie suplimentară pentru asigurarea
unei temperaturi scăzute în boxa transformatorului prin monarea unei unități de condiționare
a aerului (ventilație forțată).
Folosind celule prefabricate acestea pot fi combinate în orice variantă.
Din p unct de vedere al fiabilității aceste celule se remarcă prin costuri de întreținere
destul de mici si operaționalitate maximă datorită:
 conceptului fără întreținere;
 independenței climatice;
 spațiu necesar redus;
 durată îndelungată de viata;
 siguranță în funcționare și operaționalitate;
 siguranța personalului.
De asemenea faptul că încă rcarea actuală a posturilor de transformare este de
aproximativ 74% face posibilă dezvoltarea ulterioară (ex o stație de tratare a apei reziduale)
sau folosirea pentru susți nerea producției a unui singur transformator când puterea consumată
pe anumite perioade este sub cea contractată.
Folosirea sistemului de distributie în bare în secțiile de producție face sistemul mult mai
flexibil față de sistemul clasic cu tablouri secun dare de distribuție.

59

BIBLIOGRAFIE
Cărți:
[1] I. Ionescu, I. Petre, „ Instalații electrice în construcții”, Editura Dida ctică și Pedagogică,
București, 1969
[2] A. Semlyen „Centrale și rețele electrice ” Editura Didactică și Pedagogică, București,
1965
[3] Gh. Iacobescu, I. Iordănescu, R. Tenovici „Riețele electrice’' Editura Didactică și
Pedagogica, București 1975
[4] I. Iordănescu ș.a. „Alimentarea cu energie electrică a întreprinderilor industriale”
Editura Tehnică, București, 1978
[5] D. Balaurescu, M. Eremia „Îmbunătățirea factorului de putere” Editura Tehnică,
București ,1980
[6] A.Spînu „Protecția instalațiilor electrice de joasă tensiun e ” Editura Tehnică,
București, 1978
[7] L. Georgescu „Producția transportul și distribuția energiei electrice” Editura
Universității Petrol – Gaze, Ploiești, 2010
[8] Georgeta Cuculeanu „Bazele tehnologiei” Cap 5 „Procese tehnologice din industri a
energetică”
[9] Al. Pantea „Probe și verificări la transformatoarele electrice de putere” Colecția
electricianului, București, 1985
Normative:
[10] Electric Installation Handbook Schneider Electric
[11] **** Normativ I7 pentru proiectarea, con strucția și exploatarea instalațiilor electrice
[12] **** PE 135/91 Instrucțiuni privind determinarea secțiunii economice a contactoarelor
în instalații electrice de distribuție 1 -110 kV
[13] **** PE 107/81 Normativ pentru proiectarea și execuția rețelelor de cabluri electrice
[14] **** PE 118/92 Regulament general de manevre în instalațiile electice
[15] **** PE 119/90 Norme de protecție a muncii pentru activități în instalațiile electrice
[16] ****Regulamentul de funcționare al consumatorului industrial, Ploiești
[17] ****Regulamentul de funcționare al instalației de obținere a bitumului

60

ANEXE

61
ANEXA 1

Reactanța i nductivă a conductoarelor la 50 Hz

Tensiun ea

nominala 6/10 kV 12/20 kV 18/30kV
Secțiunea

nominala O
O O
O O O O
O O
O O O O
O O
O O O
mm2 ohm/km ohm/km ohm/km ohm/km ohm/km ohm/km
35 0,144 0,158 0,153 0,168 – –
50 0,136 0,150 0,145 0,159 0,154 0,169
70 0,129 0,143 0,138 0,152 0,147 0,161
95 0,123 0,137 0,131 0,145 0,139 0,154
120 0,118 0,132 0,126 0,140 0,134 0,148
150 0,114 0,128 0,121 0,135 0,129 0,143
185 0,110 0,124 0,117 0,131 0,125 0,139
240 0,105 0,120 0,112 0,126 0,120 0,134
300 0,102 0,116 0,108 0,123 0,115 0,130

62
ANEXA 2

Conductoare flexibile de Cu pentru cabluri monoconductoare și multiconductoare

Secțiunea nominala

Diametrul maxim al

sârmei Rezistenta electrica maxima a condu ctorului la
20 °C
Sarma neacoperita Sarma acoperita cu strat

metalic
mm2 mm2 Ω/km Ω/km
0,5 0,21 39 40,1
0,75 0,21 26 26,7
1 0,21 19,5 20
1,5 0,26 13,5 13,7
2,5 0,26 7,98 8,21
4 0,31 4,95 5,09
6 0,31 3,3 3,39
10 0,41 1,91 1,95
16 0,41 1,21 1,24
25 0,41 0,78 0,795
35 0,41 0,554 0,565
50 0,41 0,386 0,393
70 0,41 0,272 0,277
95 0,41 0,206 0,21
120 0,41 0,161 0,164
150 0,41 0,129 0,132
185 0,41 0,106 0,108
240 0,41 0,0801 0,0817
300 0,41 0,0641 0,0654
400 0,41 0,0486 0,0495
500 0,41 0,0384 0,0391

63
ANEXA 3
Factorii de corecție ai temperaturii α, care se aplică la măsurarea rezistenței electrice a
conductorului, efectuată la temperatura t ℃ , raportată la 20℃

Temperatura conductorului în mo mentul

măsu rării Factor de corecție
t°C K1
5 1,064
6 1,059
7 1,055
8 1,050
9 1,046
10 1,042
11 1,037
12 1,033
13 1,029
14 1,025
15 1,020
16 1,016
17 1,012
18 1,008
19 1,004
20 1,000
21 0,996
22 0,992
23 0,988
24 0,984
25 0,980
26 0,977
27 0,973
28 0,969
29 0,965
30 0,962
31 0,958
32 0,954
33 0,951
34 0,947
35 0,943

64
ANEXA 3

ANEXA 4

Intensități maxime admise în regim permanent pentru bare de cupru neizola te în
montaj fix la temperatuta mediului ambiant de +25°C

Dimensiuni [mm] nb pol Iad [A] c.a.
20×3 1 290
20×5 1 385
25×5 1 465
30×5 1 530
40×5 1 710
2 1180
40×10 1 1000
2 1770
50×5 1 850
2 1410
50×10 1 1215
2 2125
60×5 1 1000
2 1685
3 2300
60×10 1 1415
2 2745
3 3305
80×5 1 1260 1
2 2240
3 2950
80×10 1 1840
2 2950
3 3895
100×5 1 1590
2 2715
3 3540
100×10 1 2215
2 3655
3 4720
4 6370

65
ANEXA 3

ANEXA 5

Coeficienți de corecție pentru pozarea barelor de distribuție

k1- corecția de temperatură a mediului

[°C] +5 +15 +25 +35 +45 +55
k1 1,2 1 , 1 1 1 0,88 0,75 0,58

k2 – corecția de răcire forțată

v [m/s] 1 2 5 7 9 10
k2 1,43 1,77 2,02 2,24 2,24 2,5

k3 – corecția de montare a barelor pe lat

nr. bare 1 2 3 3 4 4
1 [mm] 50 200 50 200 50 80 100 120 160 200
k3 0,90 0,85 0,85 0,80 0,75 0,70

k4 – corecția de traseu vertical mai lung de 3 m și egală cu 0,85 k5 –

corecția de altitudine p este 1000 m

k5 = 1000/(9000 +H) H se ia în met rii

k6 – corecția pentru bare nevopsite

nr. bare/pol 1 2 3 2+2
k6 0,80 0,84 0,87 0,90

k7 – corecția funcție de numărul de b are pe pol

nr. bare/pol 2 3 4
k7 1,65 2,0 2,5

66
REZUMAT